改造项目给排水设计特点及常见问题分析

2020-01-16余钢

浙江建筑 2020年4期

余钢

(上海水石建筑规划设计股份有限公司,上海 200235)

随着我国城市化进程与产业升级的加快,城市的部分区域功能不断的升级换代,而该区域内的既有建筑并不是都与新的规划功能相适应的。尤其在一二线城市中,此类问题愈发突显。建筑更新改造设计也随即成为了建筑设计领域的一个重要组成部分。而改造类项目的给排水设计无论从设计流程还是设计方案制定等都与新建项目的给排水设计具有显著的不同之处,有着其独特的技术难点。

1 改造项目给排水设计条件分析

1.1 原始资料的差异性

常规的新建项目给排水设计相关联的原始资料较少,仅需周边市政资料和原始地形资料等内容。而更新改造项目的初始设计条件及限制较多,如设计图纸、竣工图纸、变更单、实测图、物探图纸等。在各种图纸资料互相矛盾时,准确性应按实测类资料大于竣工类资料，竣工类资料大于设计类资料的原则。但是实测类资料常常因测量技术局限性及测量单位的疏漏产生部分管线缺失不闭合、系统不完整等缺陷,需要设计人员同时兼顾参考设计类资料进行补全分析,必要时还应对建设单体提出补充测量要求。原始资料的收集及梳理在改造类项目中至关重要。

1.2 现场踏勘

新建项目给排水设计现场踏勘的主要关注点在于项目周边市政现状条件和地形高差等内容。而改造项目除此之外,还应注意核对原始资料的准确性:如室外消火栓、水泵结合器现状是否与图纸一致,管线走向是否与资料一致、泵组参数等。核对使用现状的缺陷性：如场地是否积水，现状管线是否有渗漏，最不利点压力是否满足使用,还应与物管或使用方核对是否存在图纸未反映的变更内容。

2 改造项目的给排水设计方式

2.1 给排水总体方案制定

改造项目不仅包含原建筑使用功能升级,还常常伴随着实际功能的变化,如各地常见的创意园区就多利用市区内的老旧厂房。原有的土地使用性质由工业用地等实际变化为商业、办公,导致与新建项目在设计、报批的手续上有较大差异。给排水作为配套专业需根据项目的报审也作出相应的设计调整。项目实际中各地政府、审图机构根据建筑面积、结构是否有加固改造等对改造项目的审查方式不尽相同,有较大的区别。如有的城市对于结构不作变动的改造项目按特殊类装修审查,设计中可按照实际使用功能设计。有的城市则要求规划部门如未对土地使用性质作出变更,原则上需按照土地原使用性质设计报审。还有更严格的审查机构要求设计按原土地出让合同中的功能及实际使用功能两者中的高标准执行。给排水设计方案制定前必须明确征询项目所在地的监管部门。

2.2 利旧方案制定

改造项目给排水设计第一个特殊性在于利旧。合理的给排水利旧方案可以避免不必要的拆改并且节省造价。利旧方案的制定在不同项目需因地制宜,而且要及时根据施工过程中各种项目实际状况及时作出调整。

2.2.1 现状给排水泵房、水箱等条件的利用

改造项目中对于现状存在的给排水设施不能一味的拆除后新建,需在经过原始资料的研判及现场踏勘后,结合建筑和结构专业的改造方案综合考虑利旧的可行性及合理性。最基本的判断依据是原系统的水箱、水池、构筑物等是否能够满足改造后使用和现行规范要求。在满足设计要求的前提下,应优先考虑充分利旧,同时要通过资料和现场踏勘判断现状给排水设施是可以直接使用还是需要加固、清理、修复。在不满足设计使用要求时,则需明确给排水设施是拆除还是改建。如果局部的拆改在建筑、结构、造价等专业评估后具有可行性及经济性,对原设施进行扩容调整较为合适。如拆改的工程量大、结构加固量大、工期较长或原设施影响建筑功能合理性时,应当考虑将原给排水设施废除,并结合项目的新建部分统一另行设计。

以深圳龙岗区某工业园区改造项目为例,该园区原有生活、消防合建地下泵房一处,同时在泵房附近的绿化内埋地设置了300 m3混凝土消防水池一座，300 m3混凝土生活水池一座。园区地形最高处设有50 m3水塔一座。该工业园区原消防系统仅设置了室内消火栓系统,无自动喷淋系统，未设置高位消防水箱。生活给水系统是经由工频生活泵组加压至水塔后重力供水。园区的功能未来将改造为以商业及办公为主,消防系统及生活给水系统都不能满足现行规范及实际使用需求。故给排水方案最初设计时计划新建消防泵房、生活泵房、消防水池、消防水箱等。但经过对原设计图纸的研读及实地踏勘后发现：水池、水塔、泵房的土建部分建设年代较短,结构完好、无漏损发生。消防水池储水量、消火栓泵参数不满足现行规范要求。原生活给水系统主要供工业生产使用,水塔容积及泵组参数不能满足新的办公及商业实际使用要求,且混凝土的生活水池卫生状况较差。在与建筑、结构、景观专业协调后,给排水设计方案调整为保留原泵房、消防水池及生活水池,不作拆除。生活、消防合用泵房转为独立的消防泵房,泵房内的泵组全部拆除,更换为新的消火栓及喷淋泵组。同时将生活水池转换为消防水池,与原消防水池共同承担消防储水功能。园区内另行独立设置生活泵房,生活给水系统改为变频泵组供水。同时为避免需要在园区最高屋面处设置消防水箱带来的结构加固问题,将原有的50 m3生活给水用水塔改作高位消防水箱。可见，新的给排水设计方案能够避免大量的重复建设,可节省土建部分造价及缩短工期。

2.2.2 室内管线的利旧

在改造项目中,一般在建筑单体内的功能、分隔变化不大时,原室内的给排水干管管线可考虑在检测、冲洗后继续使用,支管及末端点位作局部调整。而在建筑的功能、分隔变化较大时,室内给排水管线建议全部拆除后新建。以北京市西城区某大厦改造项目为例,地下车库在改造中由于新增了厨房等功能,防火分区重新划分,原车道、车位也随着新的地下室布局作了相应调整。考虑到地下车库的消防管线现状完好且无漏损,最初的给排水改造方案中考虑仅拆除喷淋支管、消火栓支管、消火栓箱等,保留消火栓及喷淋系统的干管。但在后续深化设计及施工交底过程中,通过与建筑、暖通专业设计人员及施工方沟通后发现：保留后的干管将影响新建的风管走向与新建电气用房的平面布置,导致建筑平面布局及综合管线不尽合理,而且由于原始管线的支架、阀门的遮挡将极大增加施工难度。在衡量造价及施工进度后,最终的设计还是将地下室消防管线全部拆除。

2.2.3 室外管线的利旧

在室外管线的改造设计前,需充分了解管网现状。室外管线的拆除、保留、改建也需根据改造后的项目实际使用及现状条件予以区分。室外管线在运行多年后,压力管线常因腐蚀等原因产生渗漏,而重力排水管线也常因破损和管道变形及基础下沉等原因形成反坡、淤积、渗漏。一般来说,金属管道、混凝土管道较塑料管严重,塑料检查井较砖砌检查井严重。给排水设计时可以通过原管线使用年数和征询物业等使用管理方初步估计管线的现状,并结合改造后的实际需求及开挖后的检测等最终判断原管线是保留还是拆除。在上海市奉贤区某智慧港改造项目中,改造后的厂区西侧将按毛坯厂房分栋出租,改动较小。厂区东侧则需改造为自持物业等功能而改动较大。现状工业厂区在室外已设有室内消火栓管网、给水管网,且室外消火栓、水泵结合器等设置基本满足现行规范要求。在厂区原有的消防泵房改造完成后,泵房附近的室外地面进行了局部开挖施工。按设计要求,施工方在截断东、西部厂区消火栓系统及生活给水系统的连接管网后,对室外管线分东、西区分别进行了压力测试。结果表明厂区西侧的管线无明显渗漏,而厂区东侧管线有明显的压力下降,故与业主方协商后最终给排水改造定为厂区西侧给水而消火栓管线不作变动,仅局部开挖增加喷淋管线,而厂区的东侧则采用集中开挖的方式,铺设喷淋管线时将消火栓、生活给水管线全部更换。

2.3 改造项目中给排水新建部分的设计

改造项目中的给排水新增设备布置和新建管线敷设的受制条件较多。泵房、水箱、设备、管线等设计需在满足规范要求的前提下，结合改造后建筑需求、结构现状条件、综合管线要求等综合考虑。

2.3.1 泵房、水池、水箱等设置

需新增设置泵房及水箱时,如条件允许可尽量采用首层地上式或室外成品泵站的形式,便于泵房排水及泵房进出管线敷设,减小对主体结构的影响。如在地下室内新增泵房或水箱时,需注意泵房的维修排水与防淹措施,生活泵房顶部、消防水池顶部注意不能有现状排水管线。如需在屋面处新增水箱或水箱间时,可优先考虑核心筒、楼梯间等小屋面处,不建议在大屋面、轻钢屋面等处设置。除因小屋面的加固对主体结构影响较小外,水箱基础施工后的防水修复工程量也比大屋面处小。

2.3.2 改造项目的新增室内给排水管线敷设

新增管线应考虑避让保留管线和现状结构,尤其重力管线的敷设应仔细核对设计坡度及标高是否与梁、风管等碰撞。给排水干管的走向还应考虑管道支架位置,新增的支架应设置在梁柱等受力构件上。管线在穿越楼板、剪力墙、梁等处时尽量利用原有管道预留洞,减少新增开洞,减小工程量，避免影响结构安全。尤其需要注意的是在有防水要求的屋面、水池、地下室外墙等处开洞时极易造成漏水。例如在上海市徐汇区某食品厂改造项目中,因原厂房屋面局部需增设一层,部分屋面雨水口被封堵,原屋面雨水系统作了相应的改造设计。工程完工投入实际使用后发现,雨水系统改造中仅更换了管道而雨水口位置未变动处基本无渗漏现象,而屋面新增开孔的雨水口处则在雨季常有漏水发生,对使用方产生了严重影响,屋面的小范围维修无法根治。后续是通过将开洞处重新封堵，屋面防水铲除后重做，新增侧向雨水口，内排水改为外排水等措施，才最终解决了渗漏问题。

2.3.3 室外新增给排水设施及管线敷设

成品埋地泵站、水池、化粪池、隔油池、雨水回用设施等需在室外开挖埋设的给排水设施的设计位置需与保留管线、现状建筑保持较大的间距。同时施工中可采用机械施工和人工开挖施工相结合的方式,减小机械的扰动破坏。给排水设施的选用要同时要兼顾施工进度、运输条件、施工作业面等现实条件。比如在新建项目中常见的成品玻璃钢化粪池在古镇改造项目中常常因巷道狭窄无法运输、安装,故在此类改造中砖砌化粪池反倒更为常用。

新增的给排水管线在条件允许时也应尽量减少开挖时的影响,并且在改造项目中还可通过使用采用轻质材料的方式,以便于在狭小的施工作业面人工施工。比如排水系统选用HDPE管和塑料检查井，给水系统采用PE管等,可降低机械进场需求，缩短施工工期。

新建的压力管线与保留管线敷设时的交叉处理较容易,常规设计采用压力管线自现状管线上部翻越。而改造项目中的重力流管线在与现状管线交叉时需分情况处理。当重力流管线从保留管线上部穿越时,如交叉处能满足新增管线基础承载力要求时可直接敷设管线,不满足时可通过换填级配砂石或现状管线顶部局部混凝土浇筑加固的方式提高基础承载力。当重力流管线从保留管线的下部穿越时,可在开挖后先行通过吊架或支墩的方式加固保留管线,待穿越管线施工完成后统一回填。当重力流管线标高与现状管线标高冲突,且由于排出口标高等条件限制无法通过跌水的方式避让时,建议通过设置交叉井方式穿越,同时应适当增大穿越处管线的坡度以便增加流速。倒虹吸的处理方式极易产生淤积,不建议采用。