浅谈民用建筑地下车库排水设计

2018-04-14陈磊

建筑与装饰 2018年3期

陈磊

上海三益建筑设计有限公司上海 200000

1 设计背景

当今城市化进程加快，人民生活水平提高，私有车数量不断增加，为了解决城市土地供应与停车之间的矛盾，地下车库成为各类建筑规划的首选，而地下车库在满足停车需求的同时，往往还设有各种类型的机房，如水泵房、制冷机房、隔油间等，因此其在整体建筑中显得尤为重要。如今地下车库的内涝灾害已成为影响其正常运行的主要原因之一，而主要应对措施是依靠设在各处的截流挡雨设施以及车库内排水设备来保障，本文从设计角度，分析总结了集水坑及排水泵的设计原则，为相关人员提供思路[1]。

2 安装位置

集水坑的安装位置首先应根据防火分区及使用功能考虑，如地下车库内有划分若干防火分区，则建议每个防火分区有独立排水措施，因为汽车库为B类液体火灾，不宜用明沟、管道等方式借用相邻防火分区的集水坑，容易造成火灾蔓延；当设有消防电梯时，按规范应独立设置消防电梯专用集水坑；当设有消防泵房、生活泵房、雨水回用机房、制冷机房、隔油间等设备机房时，也应分别设置集水坑，保证机房内的水不会外溢；一些雨水易渗入地方，如坡道口、露天楼梯口等均应独立设置集水坑，其中若是多层车库，笔者认为每层坡道口均应设置，依靠多重保障措施保证雨水在源头能被截住。

其次集水坑的安装位置不应影响泵组检修时盖板的开启，同时还应满足位于明沟的最末端或者地面找坡的最低处，并且复核结构承载物（如承台、基础等）是否与集水坑相冲突；当设置在车道、走道等处时，应同时满足汽车通行、车位的设置和消防疏散的要求；用于消防电梯排水的集水坑，不宜设于电梯的正下方，建议设于消防电梯的侧边，采用预埋管道的方式与电梯基坑相连；承接上层排水，如自动扶梯、局部明沟时，尽量位于其下方，以减少排水横管长度，保证地下车库的净高；当地下为多层车库时，消防电梯及机房类集水坑建议在当层单独设置，车库内可在最底层设集水坑，上层采用地漏集水排至下方集水坑的形式，但需复核如穿越人防区域时是否满足当地的要求。

如今项目规模越来越大，也更加复杂，集水坑的设置位置不仅需要满足功能上的需求，还要注重美观、经济上的要求，这就需要经过多专业的协调与优化。

3 设计流量

排水泵的设计流量原则上应满足实际的排水需求，确保地面不被水淹，保护人员安全和防止财产损失，不同情况有不同的计算方法，本次列举以下常见设置情况。

坡道口和露天楼梯口等位置是雨水渗入的主要通道，通常地上入口处设有明沟、翻边等截流措施，故设计雨水汇水面积为坡道上方区域，若坡道口、楼梯口上方高出的侧墙无截流措施，则汇水面积还应附加其高出部分侧墙面积的二分之一，再根据当地降雨强度公式求出排水流量，其中设计重现期建议取50年。

消防电梯集水坑设计流量应符合国家规范要求，不应低于10L/S。

消防泵房、生活泵房、雨水回用机房等集水坑设计流量应以泵组最大试验排水流量、水池（箱）溢流量、水池（箱）泄水量三者中取最大值计。例如：一处位于车库内的消防泵房，消防泵组流量为20L/S，消防水池总水位高度为1.5m，进水管公称直径为DN100，进水管设计流速为1.0m/s，泄水采用重力排水，泄水管公称直径为DN80。根据以上条件，求得泵组最大试验排水量为20L/S；溢流量等于进水量，根据公式：，其中q为进水量m3/s；A为进水管断面面积m2；v为进水管流速m/s，则进水量q=7.85L/S；消防水池泄水量根据管嘴出流公式：其中Q为泄水量m3/s，u为出流系数，取0.82，A为泄水管断面面积m2，H为作用水头m，则泄水量Q=21.6L/S；故消防泵房集水坑排水泵的设计流量应大于等于21.6L/S。

车库内设计排水流量考虑到各主要雨水进入口已设有截流、排水措施，笔者认为能进入的车库内的雨水量不多，故主要考虑车库冲洗排水及消防排水，而冲洗排水按照两个洒水栓同时工作计算，仅有1.4L/S，相比消防用水量很少，因此车库内集水坑设计排水流量主要考虑消防排水。例如：一座Ⅰ类汽车库，设有消火栓及自动喷水灭火系统，消火栓设计流量为20L/S，自动喷水灭火系统设计流量为30L/S，则可参考《人民防空工程设计防火规范》7.8.1条的条文解释，车库内排水流量可按消防设计流量的80%计算，故排水流量为（20+30）*0.8=40L/S，如此区域设有10个集水坑，则每个集水坑设计流量不小于4L/S，但有条件时建议按照全部流量来计算。

当有制冷机房时可按照机房最大泄水量确定；隔油间、垃圾房需满足地面冲洗排水量；管理用房的卫生间按照排水设计秒流量确定；其余情况建议设计人员充分掌握好项目情况按照规范经过计算后确定[2]。

4 排水泵设计

地下车库排水泵因集水坑大小限制，通常采用一用一备、两用和三用的形式设置，具体可由设计人员根据实际情况把控，笔者根据以往设计经验将常见排水泵的设置情况做如下统计：

序号设置区域设置形式1生活泵房、消防泵房、制冷机房、隔油间、垃圾房、消防电梯、管理房卫生间等集水坑因设计排水量均不大，建议设为一用一备2 坡道口、无顶楼梯口、车库等集水坑因平时排水量不大，暴雨时或消防设备灭火后排水量激增，建议设为两用，平时运行一台，紧急情况同时运行

（续表）

集水坑内排水泵建议采用自动耦合装置固定式安装方式，便于检修和维护。排水泵设计流量按照集水坑设计排水流量计算，如采用一用一备的形式，每台泵组均应满足最大设计流量，如采用两用形式，每台泵组设计流量建议大于二分之一的排水流量（考虑泵组并联运行时流量损失）；泵组扬程按提升高度、管道损失后再加0.02～0.03MPa来确定；排水泵吸水管和出水管流速控制在0.7m/s～2.0m/s之间，管道建议采用金属管材，并且还应设有相应的阀门仪表。

排水泵电源按照中断电源后造成的影响判断，如消防电梯、消防泵房、车库内为消防系统服务的排水设备，均应按照消防电源设计；坡道口、无顶楼梯口、雨水回用机房等如果断电使得雨水蔓延进室内将造成重大损失的情况，建议采用不间断电源设计；制冷机房、垃圾间、卫生间等排水量较小且断电影响较小的场所，可按普通电源设计。

5 集水坑大小

集水坑有效容积除消防电梯集水坑按不小于2.0m3考虑外，车库内其他集水坑建议均按不小于最大一台排水泵5min的出水量且排水泵每小时启动次数不超过6次来确定。例如：车库内集水坑中最大一台排水泵设计流量为15m3/h，则根据公式其中W为集水坑有效容积m3；Q为排水泵出流量m3/h；n为排水泵每小时启动次数，取6。则集水坑有效容积初步计算为W=0.625m3；根据不小于最大一台排水泵5min的出水量复核，则W=（15/60）*5=1.25m3；故取最大值1.25m3为集水坑的有效容积。

普通集水坑计算好有效容积后，可以根据设置位置的空间大小、排水泵安装形式合理确定一个外口尺寸，再核算水位高度详见下图（a），最终确定集水坑的大小。一些地区（如上海）规定车库排水须有隔油措施的，尺寸大小还需考虑隔油部分的容积[3]。