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关于住宅项目管线综合的探讨

2018-12-22李向军郑亚娟

中国建筑金属结构 2018年12期

李向军 郑亚娟

【摘要】近年来,城市建设步伐加快,房地产也保持高速发展势头,高层建筑越来越多。但是在建筑规划和后期管线综合中,建筑专业并不能完全发挥龙头专业的作用,给排水专业在总图平面及竖向设计、室内外管线综合以及车库顶板覆土的要求方面举足轻重,本文对相关内容作了详细叙述,希望对同行设计有所帮助。

【关键词】室外管线综合;室内管线综合;公共管井

建筑给排水系统是建筑物必不可少的一部分,与暖通和电气管线统称为建筑物的“血脉”。随着经济发展和城市化进程的加快,大型商业综合体和超高层建筑的出现,建筑物中机电管线的设计的重要性日益凸显。同时,随着社会的进步和生活水平的提高,人们对生存环境和活动空间的要求越来越高,尤其是在机电管线综合的使用方面又要做到经济合理和节约用水。本文结合工程设计经验,内容取材于住宅小区,针对其中管线综合布置方面进行具体分析,目的一是设计中通过合理的措施,最大程度的体现管线优化、经济合理、降低造价、最大限度的体现人性化设计;二是为使更多的工程技术人员对设计、施工或后期管理能够加强重视,通过自主创新,使机电管线综合更加安全规范,在后期使用中能发挥更大的作用。

1.室外管线综合

在北京市地方标准《住宅区及住宅管线综合设计标准》(DB11/1339-2016)中3.8.2“住宅区室外各类管线的设置,应编制管线综合规划,应遵循现行的国家标准《城市工程管线综合规划规范》GB50289,《城市居住区规划设计规范》GB 50180,以及各种管线专业设计要求。”各种地下管道之间最小水平净距见表1-1,单位为m。

目前在住宅区室外管线设计中,管线综合部分基本都是给排水专业牵头,对给水、雨水、污水、热力、燃气、强弱电等管线进行管线综合。设计依据是三本规范和建筑专业技术措施:(1)《建筑给水排水设计规范》(GB 50015-2003)(2009年版)中附录B居住小区地下管线(构筑物)间最小净距,见下表1-2;(2)《城市工程管线综合规划规范》(GB 50289-98)的相关要求,其中《城市工程管线综合规划规范》主要适用于城市总体规划、详细规划阶段的工程管线综合规划,见表1-3;(3) 《城市居住区规划设计规范》GB 50180相关要求,见表1-4;(4)《全国民用建筑工程设计技术措施 规划 建筑 景观》(2009年版)中第一部分第六章针对民用建筑室外“管线综合”有详细的规定,见表1-5。

按照以上四本规范和一本技术措施,对住宅区的管线综合和布置进行一下比较和探讨。按照建筑专业针对建筑与用地红线的一般规定:地下建筑物距离用地红线宜不小于地下建筑物深度的0.7倍,为保证施工技术安全措施的实施,其距离最小不得小于5m,即用地红线和建筑物轮廓线之间的距离5m。假设用地红线和建筑外轮廓线之间会敷设低区生活消防给水管(d<=200mm)、污水管线、低压燃气管和直埋电力管线,原因在于这四根管线不能敷设在地库内,不能敷设在楼座内,不能敷设在首层建筑物投影内,必须在室外设置。同时四根管线基本在所有项目中都同时存在一个位置的同方向路由,案例具有较强的典型性。由于电缆的直埋敷设采用的管井方式,而且该部分设计均为供电部门专项设计,供电局的做法电井一般为边长3.5m以上的大井,以上规范中均没有体现电气管井的做法和各种管线距电井的间距要求,电井做法要见电气专业标准图。

一般按照布置原则,建筑物外由近到远,依次为低压燃气管线(d=150mm),污水管线(d=300mm),给水管线(d<=200mm),电力管线(低压配电管井宽度一般为2m)。以上四种管线和建筑物之间的最小水平净距规定如下:《城市工程管线综合规划规范》(GB 50289-98)是0.7m,2.5m,1.0m和0.5m;《城市居住區规划设计规范》GB 50180中是1.5m,2.5m,3.0m和0.6m;《全国民用建筑工程设计技术措施 规划 建筑 景观》(2009年版)是0.7m,2.5m,1.0m和0.5m;《建筑给水排水设计规范》(GB 50015-2003)(2009年版)中没有针对管线和建筑物之间的最小水平距离进行规定。在《住宅区及住宅管线综合设计标准》(DB11/1339-2016)中四种与建筑物最小净距是0.7m,2.5m,3.0m和0.6m。

按照《城市工程管线综合规划规范》(GB 50289-98)和《全国民用建筑工程设计技术措施 规划 建筑 景观》(2009年版)计算,建筑物外0.7m是燃气,建筑物外2.5m是污水管,污水和给水管净距1.0m,给水管到电缆0.5m。从建筑物到强电直埋管最外皮的距离是6.50m,如图1-1所示。如果按照《建筑给水排水设计规范》(GB 50015-2003)(2009年版)计算,从建筑物到强电直埋管最外皮的距离是6.75m。按照《城市居住区规划设计规范》GB 50180和北京市地方标准《住宅区及住宅管线综合设计标准》(DB11/1339-2016)计算,从建筑物到强电直埋管最外皮的距离是6.95m。

从以上的计算来看,红线和建筑物之间的5m间距不能满足管线敷设的要求,并且最外侧管线距离围墙还需要至少0.5m距离,如果园区为台地,那么有挡土墙,最外侧管线距墙的距离要求更大些。由于总图或园区建筑报方案复函阶段,机电专业基本不参与,所以方案设计者和规划部门根据建筑物的布置,提供一个用地红线到建筑物的最小距离,这个距离是否能满足实际需要,都是根据过去的项目给的一个大概值。随着园区内室外管线包括市政中水、集中热水以及市政热力等管线的增多,在规划阶段,建筑专业一定要对管线布置有所了解,或者机电专业参与进来,根据园区内包括地库的设置范围、覆土厚度、上一层车库是否为人防地库等综合考虑。但是用地红线和建筑轮廓线之间间距应该满足管线敷设要求,给排水专业尽可能的将管线布置分流,但是那么用地红线和建筑物外轮廓之间的管线可以减少达到以上四根管线限值的距离要求。由于涉及到各个部门的管线在园区内敷设,当前施工图审查部门还没有针对室外综合管线施工图的审查,当前北京市针对雨水控制与利用对园区内室外雨水管线要求达到一定的深度进行雨水送审,各地自来水公司对园区内自来水管线敷设的审查,消防部门对对园区内的自来水包括消防管线的消防审查,供电部门对供电设计院的电力敷设管线的审查等,而在设计中,很多设计单位基本没有按照以上的规范中的要求严格执行,比如管道净距、距墙距离等,希望在不久以后,室外管线敷设可能会更加合理、规范,抑或由更专业的室外工程的专项设计单位来参与,也会有施工图审查单位来予以审核,由规委或质检部门来予以验收。

2.室内地下室管线综合

根据《住宅建筑规范》GB50368-2005,第5.4.3条,住宅地下自行车库净高不应低于2.00m.该条为强制性条文。住宅的自行车库属于公共活动空间,其净高至少应与公共走廊净高相等。但是由于放置自行车的位置可以很低,本条没有规定局部净高。可参照5.1.6条中,低于2. 00m的局部净高的空间面积不应大于1/3。《民用建筑设计通则》GB50352-2005中:6.2.3 建筑物用房的室内净高应符合专用建筑设计规范的规定;地下室、局部夹层、走道等有人员正常活动的最低处的净高不应小于2m。在《住宅区及住宅管线综合设计标准》(DB11/1339-2016)第4章住宅地下室管线综合中没有提及地下室净高的规定,但规定了管线之间、管线距墙以及电缆与设备管线之间的间距要求,见表2-1~2-4所示。

以北京一座一类普通居住建筑为例:地下室敷设有低区给水中水、高(中)区给水中水、采暖供回水(低区和高区)、消火栓管、喷淋管(北京低区地下是库房时设置自动喷淋系统,如果是自行车库,防火分区满足要求时,不做自动喷淋系统)、强电桥架和弱电桥架。首层住宅地面面层为100mm,地下一层顶梁高度为400mm,所以梁底高度为-0.50m。住宅排水系统为2层及以上为一个系统,首层单独排水。该楼座北面为楼座入口,所以排水均从南侧出户,避免正立面方向地面有污水井盖。给水等有压管线从北侧进楼。给水等有压管线在地下室为东西方向贯通,成排布置,排水为南北方向,二者十字交叉。按照规范《住宅区及住宅管线综合设计标准》(DB11/1339-2016)4.3.2条:“管线标高综合应优先布置重力排水管线及供暖管线。”地上排水横干管和首层排水横干管平行敷设,在经过第一道梁的位置二者管中标高均为-0.6m,过梁以后,因为有汇合的立管或首层单排支管管线以及有压管线交叉,所以过梁后起点标高降低0.20m,也即起点为-0.80m。从而大范围内排水管线距离梁的最小高度为0.8-0.075-0.5=0.225m.地下一层的给水及中水管线管径为DN70,保温厚度为40,也即150mm。利用排水管线和梁之间的空间敷设管径在DN80及以下的管道。对于消火栓管线DN150,在遇到排水管线时,向下翻弯绕行。电气桥架高度为100mm,也利用排水管线和梁之间的225mm空间贴梁敷设,或者在给水等有压管线下面敷设,遇到排水管线做下翻。给水管线和桥架之间的距离为100mm。这样地下空间最不利点高度为排水管线出墙位置约-0.90m,或者电缆桥架和排水管线交叉位置,为桥架底-1.10m。如果层高为3.0m,则局部不能满足2.0m要求,但是大面积符合规范规定。如图2-1所示。

按照《住宅区及住宅管线综合设计标准》(DB11/1339-2016)中规定,其他管线和电缆桥架的交叉净距要求在0.3m以上,所以项目中局部净高只有1.7m,如果交叉点位置较多时,建议提高自行车库或者地下库房的层高。

3.车库顶板上管线综合

住宅区设计中,地下车库覆土厚度一般需要从园区整体进行考虑,不能单独考虑地库结构的经济性。北京地区的住宅项目,笔者从覆土厚度600mm~3000mm的地下车库均做过设计。车库覆土做多少合适呢?一般项目之初,建筑和规划专业会和相关专业进行协商,给排水专业经过计算后,根据地库顶板上的管线敷设情况,確定地库的合理的覆土厚度。

关于覆土厚度的计算,一般根据以下相关要求:北京地区冻土深度0.85m。按照《全国民用建筑工程设计技术措施 给水排水》(2009年版)2.6.11条:管顶最小覆土深度不得小于土壤冰冻线以下0.15m,一般管道底埋深可在冰冻线距离为D+200mm.

3.1有压管线设计

《建筑给水排水设计规范》(GB 50015-2003)(2009年版)中3.5.3中:室外给水管道的覆土深度,应根据土壤冰冻深度、车辆荷载、管道材质及管道交叉等因素确定。管顶最小覆土深度不得小于土壤冰冻线以下0.15m,行车道下的管线覆土深度不宜小于0.70m.

在《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974-2014)中8.2.6条:埋地金属管道的管顶覆土应符合下列规定:(1)管道最小管顶覆土应按地面荷载、埋设深度和冰冻线对管道的综合影响确定;(2)管道最小管顶覆土不应小于0.70m,但当在机动车道下时管道最小管顶覆土应计算确定,并不宜小于0.90m; (3)管道最小管顶覆土应至少在冰冻线以下0.30m.北京地区各种地下管道的最小覆土深度应按表3-1确定。

从有压管线来计算:给水管线尤其消防管线管顶覆土要求最为严格,在冰冻线下0.30m,也即管道底深度为冻土下(管径+300),低区给水为生活消防共用管道,一般按管径DN200计算,所以管道底埋深为1.350m.

管线交叉时,北京市按照《住宅区及住宅管线综合设计标准》(DB11/1339-2016)中各种地下管道的最小垂直净距应按照表11确定,注意表3-2和表1-2中给水和排水管线垂直的距离差异较大。

园区内消火栓和喷淋管线一般直径为150mm,管线和生活消防给水管线交叉要满足上表11规定,所以下翻弯的管线的管底埋深高度1.35+0.15+0.15=1.65m.其他有压管线之间交叉范围均可以交叉范围1.35~1.65之间。

3.2 重力管线设计

车库顶板上雨水通常最大直径按500mm管径,最小按300mm管径,起点埋深1.0m左右。污水管线直径300mm,起点埋设深度1.0m,雨水和污水干管坡度为0.003~0.004。

3.3 电气管线设计

弱电的管道埋深800,管道在450~600之间。有压管线和弱电交叉后,弱电上翻,到800以内,有压管线下返或直行。强电的管道埋深800,管道在600。有压管线下返或直行。

3.4 采暖管线设计

采暖管线坡度一般采用0.002~0.003,

遇到弱电,强电,雨水,躲不开时,前面或前后都做井,用来调整管线标高。注意采暖管道采用外保温聚氨酯的成品钢管,敷设时至于管道外径大小。

有压管线和污水管线交叉位置为最不利位置,该位置可以按照表11中排水和给水管线净距为0.4m,所以污水管线管底埋深为1.35+0.4+0.3=2.05m. 地下车库顶板的防水和保温做法按0.25考虑。所以车库计算后的覆土厚度为2.05+0.25=2.3m.

在管线敷设中,还要注意建筑竖向和下凹绿地对埋深的影响,细心核对,从而做好管线综合工作。尤其在施工图完成后项目后期,景观和园林介入,对园区内竖向标高的调整必须维持原设计的最小值,保证管线敷设深度要求。

4.公用管井的水暖管线综合

《建筑给水排水设计规范》(GB 50015)中第3.4.17条指出:“住宅的分户水表宜相对集中读数,且宜设置于户外;对设置在户内的水表,宜采用远传水表或IC卡等智能水表。”在《住宅建筑规范》(GB50368-2005)中第8.1.4中指出:“住宅的给水总立管、雨水立管、消防立管、采暖供回水总立管和电气、电信干线,不应布置在套内。”这是强制性条文,必须严格执行。过去管道设置在户内,出现过住户改水偷水的现象,也出现过给水立管爆管的事故,另外入户查表引发的矛盾和刑事犯罪也时有发生。目前在北京住宅设计,通常将冷水、中水、采暖立管以及计量表放置在各层走道或前室的公共空间管井(也叫水表井或设备井)内,个别高档公寓有集中热水时,管井内还增加有热水水表,但按照北京市《住宅区及住宅管线综合设计标准》(DB11/1339-2016)中要求,生活热水立管管井可设置在套内。

公共集中管井设置的目的是方便管理单位查表;其次也对住户的安全有了保证。通常给水管道在表后采用塑料管一般为无规共聚聚丙烯管(PPR)埋设在垫层内,一般垫层为80~100mm厚度,敷设至住户内厨卫各用水点,给水等管线设置在垫层中,需满足以下要求:1,给水、中水、采暖等管线之间的中心距不宜小于100mm;2,管线交叉出应避免供暖管线翻弯;3,敷设在建筑垫层内的管线外径不宜大于25mm。

公共管井的设置占用了楼座的建筑面积,所以管井的设置无论是大小还是位置是否合理至关重要,在大城市房价飞涨的今天,节省面积,位置合理都将会给业主带来更大的实惠。作者根据近年来对北京和外地的各大住宅项目的设计,对集中管井的一般做法和大家做一些探讨。希望对以后的设计会有所帮助。

图4-1和表4-1是旋翼式普通水表的安装尺寸(一般管井中阀门多采用图示中的水平安装,按没有户用减压阀设计):

表4-1中以DN20的水表为例,立管接水表的直管段长度最小尺寸是489mm,但是水表安装按照《建筑给水排水设计手册》(第二版)要符合以下要求:(1)水表前后支线管段的最小长度,应符合水表的产品技术规定;(2)一般旋翼式水表前后宜有不小于300mm的直管段;(3)新建住宅的分户给水表,直径一般宜采用20mm,中水表采用15mm.在华北标准图91SB-2-1《卫生工程》中,规定从控制阀门后到水表应大于5倍水表公称口径,水表后直管段不小于10倍水表公称口径;水表安装高度为250~1200mm.北京市朝阳区自来水公司针对新建住宅居民分户自来水水表安装有相关要求:(1)户外管井安装的水表高度应控制在200-1400mm之间;(2)表前直管段≥ 10D(D水表公称口径)、表后直管段≥ 5D、进出水管同轴度误差≤1mm;(3)管井内有多支计量表时,自来水水表应安装在最外侧;(4)管井内多支水表上下水平安装时,相邻供水管中心距离应≥300mm;多支水表并排安装时,相邻供水管中心距离应≥200mm。水表外壳与其他设施间净距应≥200mm。在北京市《住宅区及住宅管线综合设计标准》(DB11/1339-2016)中5.2.6条,户用水表接管前后的直线管段(含水表)总尺寸不宜小于600mm,单排布置水表时其竖向间距不宜小于250mm,双排布置水表时水平及竖向间距均不宜小于250mm。但是水表的安装验收为各区的自来水公司,所以其安装要求等均应按照自来水公司的规定为准,如图4-1,图集和规范仅供参考。

关于采暖立管和入户装置的布置按照北京市《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》(DBJ01-605-2000)中的相关要求:(1)除每层设置热媒集配装置连接各户的系统外,一对共用立管连接的户内系统,不宜多于40个;(2)入户装置应包括供水管锁闭调节阀和回水管锁闭阀、户用热量表、设于热量表前的管道过滤器等构件。设计中一般按照《全国民用建筑工程设计技术措施(暖通空调动力》(2009年版)中:每组共用立管连接的用户数不应过多,一般不宜超过40户,每层连接的户数不宜多于3户,多于3户时,管井内宜分层设置分集水器,使入户管通过分集水器进行转接。每层3户以内,一般按照下图4-2所示的安装方式。

由于北京市工程中一般给水、中水管井宜于供暖管井内合并设置,管井内设置排水设施,所以管井内要增加地漏和排水立管。管井内管线布置应尽量靠墙、靠内侧布置,管线与管井墙面的最小距离,管线间的最小布置距离应满足检修和维护的要求。管井的布置宜按照以下原则:(1)立管外壁(保温立管的保温层外表面)至墙面净距不小于50mm;(2)不保温立管外壁之间净距不小于80mm;(3)保温立管外表面之间的净距不小于50mm;(4)立管与计量表接管在平面上前后排列时,管井深度不应小于500mm.

按照北京市項目一般立管种类有给水、中水和采暖立管对管井大小和立管进行排布,同时结合楼座给水分区情况1~3层、4~12层、13~21层及22~30层进行管井布置,每层住户按照不超过4户设置。管井的进深按照尺寸600mm进行设计。下图4-3中, 以22~30层的公共水暖井布置为例。管井内有四个区的给水立管、四个区的中水立管、高低区的采暖供回水立管和一根DN100的排水立管。

笔者根据多年实践经验,在管井布置上总结出一个简便算法:

根据采暖立管分区为界限,管井内有高低区采暖立管时,管井的面积等于有压立管数量乘以0.1,也即每根立管的面积占0.1m2;管井内采暖不分区时,管井的面积等于有压立管数量乘以0.1,然后再乘以1.3修正系数。例如18层楼的公共管井大小:有压立管数量10根,所以管井面积为1m2,管井进深为600mm,即长度为1.66,即1.7m。如果层数为10层,有压立管数量为6根,所以管井面积为0.6m2,乘以修正系数1.3,然后除以进深0.6,管井长度为1.3m。但是北京市对于12层以下住宅强制要求设置太阳能系统,12层以上的住宅根据屋面面积和楼座的住户数量进行计算,如果满足设置太阳能的条件,那么管井内同样要求增加太阳能的立管。一般采用集中集热、分户储热的方式,管井内要增加2~3根太阳能热媒管,管径大约DN25.所以管井的长度要增加200mm.管井布置完成后,用管线数量进行校核,上例中每层按4户计算,从管井中出线数量为给水4根,中水4根,采暖8根,一共16根埋地出井,管道间距100mm,即1600mm,管井长度2m满足要求。

另外对于公共管井设置消火栓,600mm进深的管井消火栓开门方向和管井开门一致,则管井长度增加700mm,因为消火栓后面有遮挡,消火栓后面仅布置消火栓立管;对于消火栓系统分为高低区的情况,管井位置仅布置一个消火栓,管井内放置该消火栓的高低区消火栓立管,另一个消火栓及立管在另一处解决。

5. 结语

本文结合具体工程,对管线综合中的一些重点问题进行的介绍,同时提供了笔者认为良好的解决方案,室内外以及公共管井内管线综合对于住宅建筑而言责任重大,担负着楼内业主的生命线,承担着输送各种资源的重要任务。在设计工作中,我们要尽量做到在技术上先进、经济上合理、便于维护使用。管线综合是多专业的密切配合的成果,我们需要不断的研究和应用,不断的总结,推动行业的良性发展。

参考文献

[1]《建筑给水排水设计规范》 (GB50015-2003)(2009年版)中国计划出版社2010

[2] 《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974-2014 2014年1月29日

[3] 《住宅区及住宅管线综合设计标准》DB 11/1339-2016 2016年8月

[4] 《城市工程管线综合规划规范》 GB 50289-98

[5] 《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》(DBJ01-605-2000)

(作者单位:北京冠亚伟业民用建筑设計有限公司)

【中图分类号】TU990.3

【文献标识码】A

【文章编号】1671-3362(2018)12-0053-07