王志斌

中航天建設(shè)工程集團有限公司建筑設(shè)計院，北京 100070

我國工程建設(shè)項目的建設(shè)地點不限于城鎮(zhèn)及附近，各大高原、山地、丘陵等遠離城鎮(zhèn)的地區(qū)亦存在大量的工程建設(shè)項目，甚至有的建設(shè)環(huán)境復雜，這就導致相應的給水排水消防系統(tǒng)建設(shè)較一般項目不同。這些偏遠地區(qū)的工程項目由于沒有市政給水管網(wǎng)，供水安全存在一定的問題，同時項目可能建設(shè)于山谷深處，受山洪、泥石流的威脅概率較一般項目大。此外，目前國家尚未專門針對這些具有特殊性的項目系統(tǒng)起草相應的給水排水專業(yè)設(shè)計規(guī)范、標準。鑒于此，文章結(jié)合一些偏遠地區(qū)的工程項目，從給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)的技術(shù)性和安全性角度出發(fā)，進行給水排水專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計的探討，旨在為進一步深入開展研究偏遠地區(qū)工程項目的給水排水系統(tǒng)建設(shè)提供參考。

1 給水系統(tǒng)

1.1 設(shè)計供水方式

鑒于偏遠地區(qū)項目的地理環(huán)境、使用功能的特殊性，必須保證其供水不間斷?！督ㄖo水排水設(shè)計標準》（GB 50015—2019）[1]（以下簡稱《標準》）第3.13.15條規(guī)定：由城鎮(zhèn)管網(wǎng)直接供水的小區(qū)室外給水管網(wǎng)應布置成環(huán)狀管網(wǎng)，或與城鎮(zhèn)給水管連接成環(huán)狀網(wǎng)。環(huán)狀給水管網(wǎng)與城鎮(zhèn)給水管的連接管不應少于2條。

偏遠地區(qū)工程項目一般無市政給水管網(wǎng)，需要自備水源，因此按《標準》第3.13.15條規(guī)定，可設(shè)置成枝狀管網(wǎng)。但是由于枝狀管網(wǎng)供水不可靠，設(shè)計中常采用兩路自備水源，水質(zhì)經(jīng)過處理達標后同時供給室外給水管網(wǎng)，且室外給水管網(wǎng)成環(huán)設(shè)置，供給項目內(nèi)各建筑物、構(gòu)筑物的用水點使用。一般而言，偏遠地區(qū)工程項目中的宿舍、辦公樓、廠房等無高大建筑，雖然地形復雜崎嶇，但是管網(wǎng)內(nèi)水壓在0.5MPa以下，基本所有建筑物、構(gòu)筑物用水點都可以通過環(huán)網(wǎng)直接供水。如果存在個別高大建筑物，可采用常規(guī)低位生活水箱加變頻泵枝狀供水。根據(jù)經(jīng)驗，各工程項目內(nèi)層數(shù)較高的建筑物很少有功能特殊、必須保證用水的需求，可按普通建筑物的給水系統(tǒng)設(shè)計考慮。

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974—2014）[2]（以下簡稱《規(guī)范》）第4.2.2條規(guī)定，用作兩路消防供水的市政給水管網(wǎng)應符合下列要求：（1）市政給水廠應至少有2條輸水干管向市政給水管網(wǎng)輸水；（2）市政給水管網(wǎng)應為環(huán)狀管網(wǎng)；（3）應有不同市政給水干管上不少于2條引入管向消防給水系統(tǒng)供水。

對于至少兩路自備水源供水的偏遠地區(qū)工程項目，其室外給水管網(wǎng)為環(huán)狀管網(wǎng)，雖然其系統(tǒng)不算規(guī)定的“市政給水管網(wǎng)”，但其特征已基本符合《規(guī)范》第4.2.2條的規(guī)定，如圖1、圖2所示。因此，在平均日供水量較大、建筑物群火災危險性較低的項目設(shè)計中，可考慮采用室外消火栓系統(tǒng)與室外給水管網(wǎng)合并設(shè)置的供水方式，通過一些地區(qū)的實際工程案例，這種方式是可行的。

圖1 山西某地給水系統(tǒng)原理圖

圖2 湖北某地給水系統(tǒng)原理圖

1.2 供水安全

某些山區(qū)項目的供水安全高于普通項目。對于普通項目，其供水安全只要符合《標準》中相關(guān)條文的規(guī)定即可，而一些偏遠地區(qū)項目供水安全保障只滿足于《標準》中的規(guī)定是遠遠不夠的。尤其是偏遠地區(qū)的一些特殊項目，如無可靠的市政給水管網(wǎng)存在，一旦發(fā)生安全事故，就很難重新找到合適的水源，會給管理帶來一定的問題。因此，這類項目的給水排水方案設(shè)計中應著重注意以下兩點：

（1）注意隱蔽。有水的地方，往往會吸引一些野生動物在附近出沒，尤其是水源缺乏的偏遠區(qū)域。因此，項目設(shè)計中要格外注意對取水井、取水頭部、水池、水泵房等取水設(shè)施或建筑物的隱蔽設(shè)置，主要是預防野生動物尋覓水源對其產(chǎn)生破壞。

（2）加強防護。偏遠地區(qū)工程項目的水源位置往往較為偏僻、人跡罕至，建設(shè)時應為其做好安全保證的有效措施，同時應采取24h全方位有效監(jiān)控的方式。根據(jù)經(jīng)驗，由于輸水管連接水源和項目內(nèi)環(huán)網(wǎng)，其穿越地區(qū)往往地質(zhì)條件復雜，實際運行中出現(xiàn)的問題較多，應格外引起注意。

此外，若偏遠地區(qū)工程項目的供水安全出現(xiàn)問題，嚴重的可能會因長期缺水導致停工停產(chǎn)現(xiàn)象發(fā)生，造成更大的經(jīng)濟損失。因此，相關(guān)部門出臺有關(guān)偏遠地區(qū)工程項目的給水排水設(shè)計相關(guān)標準是非常必要的。

2 排水系統(tǒng)

2.1 雨水系統(tǒng)

偏遠地區(qū)工程項目附近無市政雨水管網(wǎng)，雨水的最終出路是排至天然河道、溝壑、低洼處。因為項目內(nèi)地形往往崎嶇不平、地質(zhì)條件復雜，存在大量擋土墻，不利于雨水管線的敷設(shè)，所以常規(guī)做法是采用雨水明溝排水，不受擋土墻的約束。根據(jù)河南、山西、湖北等地相關(guān)項目的實際經(jīng)驗，偏遠地區(qū)工程項目內(nèi)雨水排水往往難以達到設(shè)計效果，主要原因為地形坡度大，雨水來不及被有效收集就沿著道路以較大徑流量流出，形成小規(guī)模洪水，嚴重影響交通。

李芃抒等[3]的研究結(jié)果表明，降雨重現(xiàn)期P≤3年時，透水瀝青路面可單獨完成90%左右的路面徑流總量削減；P由3年增至20年時，透水瀝青路面削減率由0.93降至0.71，而大坡度透水瀝青路面—生物滯留帶聯(lián)用之后的徑流總量削減率由0.93降至0.81，證明透水瀝青路面與滯留帶聯(lián)用在較大重現(xiàn)期下路面徑流削減效果更好。因此，偏遠地區(qū)工程項目設(shè)計雨水重現(xiàn)期在符合標準要求的前提下應適當放大，同時宜采用大坡度透水瀝青路面—生物滯留帶聯(lián)用的雨水調(diào)蓄、排放方式。

有些富含污染因素的建筑物、構(gòu)筑物周圍一定范圍內(nèi)的匯水面積獨立，此部分雨水單獨排放，并設(shè)置為控制初期雨水徑流污染的初期雨水棄流池。以湖北某地某院為例，院內(nèi)有一座大廠房，據(jù)業(yè)主交代屬于可以產(chǎn)生污染因素的建筑，需要設(shè)置初期雨水調(diào)蓄池來控制初期雨水徑流污染，但后期運行結(jié)果顯示，根據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范（2016年版）》（GB 50014—2006）[4]（以下簡稱《排水規(guī)范》）第4.14.4A條公式計算的初期雨水調(diào)蓄池所起到的控制徑流污染效果有限。因此，對于一些個別項目產(chǎn)生的初期雨水徑流污染是否還適用于此公式，有待商榷。

2.2 排水安全

同供水安全類似，偏遠地區(qū)工程項目的排水安全問題同樣重要。有關(guān)排水安全，主要從社會和自然兩個方面來考慮。

（1）在社會方面，需要考慮的是保密問題。例如，河南某院的污水排放方式為院內(nèi)所有污水經(jīng)過處理達標后直接散排至院外，此排放方式對于商業(yè)機密性較強的工程項目是不太妥當?shù)模驗楦偁幤髽I(yè)可以輕而易舉地采集到院內(nèi)污水，通過對水質(zhì)進行分析，并結(jié)合排水管管徑、水量、排水變化規(guī)律等內(nèi)容推測出其想要得到的技術(shù)信息。最后經(jīng)過與業(yè)主方面的溝通，決定更改此排水方式，在院內(nèi)合適位置新建一個污水收集池，將經(jīng)過處理后的污水完全收集起來，定期用車外運。這樣既解決了排水的保密問題，又解決了隨意散排給當?shù)鼐用駧淼挠绊憜栴}。

（2）在自然方面，需要考慮的是防洪問題。由于偏遠地區(qū)很多工程項目都位于山林深處，受山洪、泥石流的影響較大。有些工程項目因為需要必須建設(shè)在濕陷性黃土地區(qū)，也有可能某個建筑必須設(shè)置在受洪水威脅較大的部位，這些情況都給場地的防洪設(shè)計帶來了挑戰(zhàn)。通常偏遠地區(qū)工程項目在設(shè)計時，在防洪方面需要注意如下問題：場地設(shè)計順勢而為，不改變原有河道、泄洪溝的走勢；嚴禁場地外雨水進入紅線范圍之內(nèi)，紅線范圍外設(shè)置截水溝，截水溝應由水利專業(yè)設(shè)計；不可將場地外洪水引入場地內(nèi)與場地內(nèi)給水排水系統(tǒng)合建。根據(jù)目前實際經(jīng)驗來看，場地外截洪溝設(shè)計較為困難。以河南某院為例，如圖3所示，業(yè)主方提供的地形圖不能完整包含附近的洪水匯水區(qū)域，因此很難對場地外截洪溝進行常規(guī)的設(shè)計，且截洪溝尺寸均為估算，偏差較大，因此在沒有有效設(shè)計條件的基礎(chǔ)上設(shè)計出來的防洪設(shè)施是不安全的，建議類似項目的業(yè)主、設(shè)計方對此予以重視。

圖3 河南某院地形圖（局部）

3 消防系統(tǒng)

3.1 消防系統(tǒng)形式選擇

偏遠地區(qū)工程項目的消防系統(tǒng)應根據(jù)實際情況選擇，并結(jié)合安全、經(jīng)濟等方面的因素綜合確定。

對于一些建筑物火災危險等級低，但設(shè)計日用水量較大的以單、多層建筑為主的項目，往往僅設(shè)置室外消火栓而無其他消防系統(tǒng)。這種情況宜結(jié)合實際，可采取生活給水和消防系統(tǒng)合用一套臨時高壓或常高壓系統(tǒng)的供水方式。

對于一些建筑物火災危險等級較高、設(shè)計人數(shù)相對不多的項目，往往不僅包含室外消火栓系統(tǒng)，還可能包括室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)等內(nèi)容。這種情況若采取與生活給水合用一套系統(tǒng)的方式，會導致清水池調(diào)節(jié)容積變大、清水池內(nèi)清水停留時間過長，水泵在非消防時長期在Q-H曲線低效階段運行，不合理。此時消防系統(tǒng)應與給水系統(tǒng)分開建設(shè)，并宜采用所有消防系統(tǒng)合用一套常高壓消防系統(tǒng)、減壓閥分區(qū)的供水方式，此方式的特點是充分利用了地形優(yōu)勢，依靠重力供水，安全可靠；節(jié)約了消防泵房及其設(shè)備，省略了大部分電氣控制，經(jīng)濟合理。

對于一些特殊的不適宜用水撲救的建筑物火災，可根據(jù)具體情況采用二氧化碳滅火系統(tǒng)、七氟丙烷滅火系統(tǒng)等常規(guī)做法，但方案要事先經(jīng)過業(yè)主方同意方可采取。

3.2 消防安全

《建筑設(shè)計防火規(guī)范（2018年版）》（GB 50016—2014）[5]（以下簡稱《防火規(guī)范》）第8.2.1條規(guī)定，建筑高度大于15m或體積大于10000m3的辦公建筑、教學建筑和其他單、多層民用建筑應設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。在偏遠地區(qū)的工程項目中，經(jīng)常會遇到設(shè)計層數(shù)只有2層，但是總體積大于10000m3的宿舍建筑，按規(guī)定，這種宿舍建筑屬于“其他單、多層民用建筑”，需要設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，并且屬于防火規(guī)范強條。但是在項目的實際設(shè)計過程中，有的業(yè)主強制要求不設(shè)置室內(nèi)消火栓，由于目前并沒有專門針對這些類似項目特點的設(shè)計規(guī)范、標準出臺，設(shè)計人員設(shè)計過程中是不可能突破規(guī)范強條的，必須嚴格按照相關(guān)國家規(guī)范進行設(shè)計，或經(jīng)過專家論證方可采取其他方式。根據(jù)實際運行經(jīng)驗，部分此類型的建筑的確沒有按照設(shè)計安裝室內(nèi)消火栓，僅設(shè)置了滅火器，因此，對于某些特殊項目而言，常規(guī)的各種消防規(guī)范可能與這些項目的實際運行經(jīng)驗存在矛盾，盡快出臺這些特殊項目的消防系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范是有必要的。

4 結(jié)束語

偏遠地區(qū)山地工程項目給水排水及消防系統(tǒng)合理建設(shè)存在三個方面的制約因素，分別為設(shè)計條件不全問題、給水排水安全問題、特殊建筑的消防系統(tǒng)論證問題。設(shè)計條件不全會直接影響給水排水系統(tǒng)常規(guī)設(shè)計的準確性；給水排水安全關(guān)系到重要項目的保密機制，甚至安全問題；特殊建筑的消防系統(tǒng)建設(shè)關(guān)系到建筑物的消防安全，以及工程項目從業(yè)人員的生命安全及國家財產(chǎn)安全問題。因此，有關(guān)偏遠地區(qū)山地工程項目的給水排水及消防系統(tǒng)建設(shè)問題值得廣大業(yè)界同人深入研究。