花 蕾

(西安天花建筑設(shè)計(jì)有限公司，陜西 西安 710004)

0 引言

水是生命之源，也是物質(zhì)文化生活水平提升的前提。而民用建筑給排水工程是滿足人們用水需求的載體，可以滿足人們對(duì)水資源的使用以及及時(shí)排除需求。在高層建筑建設(shè)量不斷增多的背景下，建筑給排水工程也面臨著更高的要求。因此，結(jié)合民用建筑特點(diǎn)，探索給排水設(shè)計(jì)的常見問題及解決辦法非常必要。

1 項(xiàng)目概述

某地?cái)M新建一棟酒店，占地面積為3 089 m2，建筑面積為29 856 m2，為地上21層+地下2層結(jié)構(gòu)，高度為70 m。地下層高為6 m，地上1～2層為多功能層，層高為5.0 m，3～21層為標(biāo)準(zhǔn)層，層高為3.0 m。其中10～11層為技術(shù)層，高度為1.5 m，頂層技術(shù)層高度為1.5 m。在該建筑南側(cè)城市道路旁具有一地面標(biāo)高為-2.1 m的市政給水干管作為建筑水源，常年自由水頭距離為28 m。而城市污水、雨水排水管道擬建在建筑東側(cè)，與將建筑距離分別為18.5 m、22.6 m。該建筑給排水設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

2 給排水設(shè)計(jì)問題

2.1 給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

案例項(xiàng)目自由水頭距離為28 m，該建筑給水管是從城市市政給水系統(tǒng)分流而來，建筑高度為70 m，自用水無法滿足整個(gè)建筑供水壓力。同時(shí)因給水系統(tǒng)運(yùn)行階段水壓處于動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)，一旦給水系統(tǒng)內(nèi)缺乏倒流閥，就會(huì)導(dǎo)致給水管內(nèi)水從高壓一側(cè)向低壓一側(cè)流動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)居民水表倒轉(zhuǎn)情況，甚至污染生活用水[1]。

2.2 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在民用建筑排水管設(shè)計(jì)時(shí)，排水管管徑設(shè)計(jì)不合理問題較為常見。這一問題的出現(xiàn)，極易導(dǎo)致排水時(shí)隨雜物累計(jì)而引發(fā)管道堵塞情況，在影響管道正常功能發(fā)揮的同時(shí)，增加維護(hù)修理難度。同時(shí)多數(shù)民用建筑在排水管設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮隔音問題，導(dǎo)致排水時(shí)噪音較大，對(duì)居民正常生活和休息質(zhì)量造成了較大的不利影響。

2.3 消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

GBJ16-87第8.6.3條對(duì)室內(nèi)消防水箱頂層消防壓力提出了明確的要求，要求每一支水槍最小流量在2.5 L/s以上，GB5004-9則規(guī)定每一支水槍最小流量為5.0 L/s。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常無法達(dá)到上述要求。特別是在水箱有效水位與頂層最不利消防用水點(diǎn)高差方面，常規(guī)型號(hào)重力自留水箱與頂層最不利配水點(diǎn)的水壓要求相距甚遠(yuǎn)。

3 解決措施

3.1 給水系統(tǒng)

在進(jìn)行民用建筑給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)自由水頭供水壓力無法滿足民用建筑物水壓要求時(shí)，則可以選用分區(qū)供水方式。即采用加壓/流量調(diào)節(jié)裝置、外部水壓供水方式，分別應(yīng)用于整個(gè)建筑物下層、上層。由于該建筑1～2層為多功能層，總層高為10 m，小于市政管網(wǎng)常年自由水頭數(shù)值，因此，可以將1～2層劃分為低區(qū)。同時(shí)根據(jù)高層民眾建筑生活給水豎向分區(qū)、維護(hù)管理?xiàng)l件、使用要求、設(shè)備材料性能、建筑室外給水壓、建筑層數(shù)等既有信息，設(shè)定最低位置衛(wèi)生器具給水配件靜水水壓為0.33 MPa。若靜水水壓大于0.33 MPa，則可以增設(shè)減壓裝置，保證用水裝置、衛(wèi)生器具流出水頭均在額定流量時(shí)流出水頭水平內(nèi)。而3～21層總高度為60 m(含技術(shù)層)，則可以劃分2個(gè)區(qū)，并聯(lián)供應(yīng)水源。其中3～10層為中區(qū)，由中區(qū)水力資源供應(yīng)泵站直接供水；11～21層為高區(qū)，由不配置高位水箱的高壓供水泵站供水。同時(shí)將生活水箱設(shè)置在地下室內(nèi)，經(jīng)加壓水泵加壓后送往中區(qū)、高區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)。

若需要將生活給水引入管上接其他設(shè)備，應(yīng)進(jìn)行倒流防止器的設(shè)置，保證水管內(nèi)水源僅可單方向流動(dòng)，限制污染水源因水壓波動(dòng)而倒流到供水環(huán)網(wǎng)。一般倒流防止器需要在引入管道上設(shè)置，水平平穩(wěn)安裝。在安裝時(shí)需要將倒流防止器周邊雜物及時(shí)清除，并預(yù)留后期維護(hù)修理空間。必要情況下，可以將倒流防止器與排水器、空氣阻隔器聯(lián)立，將空氣阻隔器出口與排水管網(wǎng)相連，遠(yuǎn)離給排水系統(tǒng)水分累積點(diǎn)。結(jié)合空氣阻隔器、排水器之間球閥的設(shè)置，可以為后期維護(hù)檢修提供良好條件。

3.2 排水系統(tǒng)

在民用建筑給排水設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)工程需求進(jìn)行恰當(dāng)排水管管徑的選擇。一般橫向布置的排水干管管徑應(yīng)在75 mm以上，排水量較大的廚房、衛(wèi)生間等區(qū)域排水干管道管徑應(yīng)在100 mm以上，避免雜物頻繁堵塞。具體設(shè)計(jì)時(shí)，可以依據(jù)暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，即：

(1)

式中，t為集雨時(shí)間，為15.0 min，最大雨水設(shè)計(jì)流量為2.30 m3/s[2]。代入已有數(shù)據(jù)后，單位面積凈流量為綜合徑流系數(shù)0.6與暴雨強(qiáng)度300.4 L/(s·hm2)的乘積，為180.24 L/(s·hm2)，可以雨水排水管道管徑為d1400，管頂埋深為3.00 m，與樓相距為25.0 m。同理，設(shè)定城市污水排水管道管徑為d400，管頂埋深為4.8 m，與樓相距為21.0 m。在這個(gè)基礎(chǔ)上，應(yīng)調(diào)整排水氣管高度略高于屋面，規(guī)避排水濁氣進(jìn)入室內(nèi)污染空氣的情況。

考慮隔音耐腐蝕與抗震防火要求，可以在10～21層生活污水立管中設(shè)置專用通氣立管，配合衛(wèi)生間、廚房立管，經(jīng)一根橫干管組成雙立管排水系統(tǒng)，集中排放到市政污水管網(wǎng)中。雨水排水系統(tǒng)則選擇高密度聚乙烯管，進(jìn)行外排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3.3 消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決辦法

根據(jù)GB50045-95關(guān)于建筑消防系統(tǒng)供水要求，可以在地下一層足量空間內(nèi)設(shè)置水箱，為消防車、消防水泵吸水提供充足支持[3]。同時(shí)在地下1～21層均設(shè)置靜水壓力小于1.00 MPa的消火栓。從室外消火栓、消防水池取水，經(jīng)水泵接合器向室內(nèi)管道內(nèi)輸送水力資源。以DN5016 mm口徑消防水槍+20 m膠粒水龍頭帶為例，消防水槍有效射程、流量分別為7.0 m、2.7 L/s。此時(shí)，在不考慮管道系統(tǒng)阻力的情況下，栓口水壓值、每一條水龍頭帶阻力損失值分別為9.0 m水柱、1.88 m水柱，與頂層最不利配水點(diǎn)最低要求不符?；诖?，可以從上部2層消火栓、上部3層樓梯出口位置水幕噴灑系統(tǒng)的水量、水壓要求，利用旁通管與管道泵結(jié)合的方法，將管道泵起動(dòng)按鈕設(shè)置在消防水箱高度無法達(dá)到水壓要求的各用水點(diǎn)消火栓內(nèi)，消防水箱高度可以滿足水壓要求的各用水點(diǎn)仍然依據(jù)重力自流設(shè)計(jì)。部分情況下，可以依據(jù)GB50084的相關(guān)要求，設(shè)置濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)消防水泵，滿足自動(dòng)噴水滅火要求。

4 結(jié)語

給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)是民用建筑給排水設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，也是風(fēng)險(xiǎn)問題高發(fā)點(diǎn)。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)待設(shè)計(jì)民用建筑特點(diǎn)，從根源入手，分析給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題。根據(jù)相關(guān)問題的表現(xiàn)，結(jié)合現(xiàn)有給排水設(shè)計(jì)文件以及現(xiàn)實(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行逐一解決。并以設(shè)計(jì)手冊(cè)的形式整合解決辦法，以便為后續(xù)民用建筑給排水設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升提供依據(jù)。