埃塞俄比亚国家电信大楼给排水及雨水回用、中水系统设计

张达丰，蒲 斌，曾 懿，杜 欣

(成都市建筑设计研究院，四川成都 610015)

2013年习近平主席提出“一带一路”合作倡议以来，更多的中国企业走出国门，参与一带一路沿线国家建设。埃塞俄比亚电讯总部大楼就是中地海外集团设计施工总承包的海外项目，成都市建筑设计研究院作为设计单位参与其中。

1 项目概况

埃塞俄比亚位于非洲东北部，境内地形以高原山地为主。埃塞俄比亚电讯总部大楼位于该国首都“亚地斯亚贝巴”西南的IT PARK工业园。项目当地海拔为2 250 m，年平均温度16 ℃，气温范围9.7～25.5 ℃，年温差小。当地为热带草原气候，年平均降雨量986.02 mm，雨旱季分明，通常6～9月为大雨季，10～2月为旱季，3～5月为小雨季，雨季降雨频繁，以短历时高强度降雨为主，旱季几乎无降雨。项目占地面积约3.7×104m2，总建筑面积约12.5×104m2，建筑高度47.4 m，地下3层，地上11层，为高层办公楼。地上部分以办公为主，地下设有健身房、餐厅等功能房间及地下车库，地下停车位550余辆，地上停车位250余辆。

本项目建设方为埃塞俄比亚电信公司(ETHIO TELECOM)，是该国大型国有企业，本项目为其公司总部办公大楼，供总部领导及各重要部门使用，设计标准要求较高。项目采取设计施工总承包模式，总包方为中地海外集团，设计方为成都市建筑设计研究院。

2 系统设计

2.1 设计流程及规范

埃塞俄比亚工程设计流程与国内差别较大，设计文件无需施工图审查，但需通过业主委托的监理公司(本项目监理公司为当地建筑设计公司BET)审查批复后方可进行施工。

设计阶段分为Primary Design、Final Design 和Shop Drawing。其中Primary Design和Final Design均包含设计报告(设计依据、系统方案、计算以及主要设备选型等)，设计图纸，清单及规格说明等内容。Primary Design类似国内方案设计，是后续设计的重要依据；Final Design设计深度略高于国内的施工图设计阶段；Shop Drawing为深化设计，主要内容为监理要求的节点大样、设备安装、材料及配件详图等，通常与施工同步进行，监理批复后方可进行该部分内容的施工。本项目Primary Design由监理完成，后续设计阶段由我院承担。

本项目给排水设计主要依据当地规范EBCS-9《Ethiopian Building Code Standard-Plumbing Services of Buildings》，但因该国规范对于中水系统无明确规定，故中水系统设计参照中国国标GB 50336-2018《建筑中水设计标准》进行设计，并经监理批注同意。

2.2 生活给水系统

本项目最高日生活用水量为190 m3/d，用水量采用定额法进行计算，计算方式与国内相相同。其中冲厕、绿化浇灌用水量76 m3/d采用中水；因该国首都市区大部分地区处于市政自来水供水服务范围之内，其余盥洗、淋浴等用水采用市政自来水作为水源。

因当地经济水平欠发达，市政供水不稳定，经常因停电等原因中断，但业主对于供水稳定性要求高。故在地下室设置储存2日生活用水量的低位储水池，水池分为两格并设置导流板。从项目用地西南侧接入一根DN100的生活饮用水管供水至储水池，生活用水变频加压设备从水池吸水，供水至整栋建筑。

生活给水系统竖向分为两个区，地下2层至3层为低区(埃塞建筑±0.000位置楼层称为“Ground floor”，地面层，国内的2层被称为1层，另有1层半地下夹层，故低区实际共有7层)，4层至10层为高区。两区分别设置变频调速加压设备进行供水，对于压力高于0.2 MPa的用水房间进行支管减压。

变频设备和管道均按秒流量设计，设计秒流量通过计算管段的总当量进行计算，计算原理与国内相同，区别在于国内采用公式进行计算，在埃塞俄比亚采用查图法直接通过EBCS-9中“当量流量对应表”查出当量对应的设计秒流量。

2.3 生活排水系统

本项目设计了中水系统，采用优质杂排水作为原水。生活排水系统采用污废分流制。污水系统收集大便器、小便器与厨房排水，废水系统收集洗手盆、污水盆、淋浴废水。最高日排水量为190 m3/d。每个卫生间设一根废水立管，因排水量不大仅采用伸顶通气；设置一根污水立管，污水系统同时设副通气立管及环形通气管。

厨房设于半地下层，设置隔油提升设备排出厨房废水，厨房排水不作为中水水源，直接排入室外污水管网。

地下室设置集水坑及潜污泵排水至室外雨水管网。地下室底板下设置盲管排除地下水，盲管接至室外集水坑，由潜污泵排至室外雨水管网。

因项目所在地市政污水处理厂尚未建设完成，且当地大部分地区城市排水系统采用合流制，因此按环保要求在场地内设置污水处理装置。采用埋地式污水处理站，处理站前设置化粪池作为预处理装置，处理系统主要处理设备采用生物膜法，后续投加混凝剂沉淀并进行消毒。

2.4 雨水排水系统

本建筑采用重力流雨水排水系统，因建筑幕墙等外观要求，雨水立管均设于室内。雨水系统设计流量为暴雨强度×汇水面积×径流系数，与国内相同。因当地气候特点，雨季降雨以短时高强度降雨为主，且业主要求标准高，故选取较高的重现期：屋面雨水重现期为25 a，汇流时间5 min，降雨强度170 mm/h；场地雨水重现期为10 a，汇流时间5 min，降雨强度140 mm/h。当地无暴雨强度公式，降雨强度通过暴雨强度曲线查得。

2.5 雨水回用与中水系统

本项目因节水要求设置雨水回用及中水系统，供绿化浇灌及冲厕使用。

因当地雨旱季分明，雨季降雨频繁，且为短历时高强度降雨，月降雨天数高达18 d以上，降水量超过100 mm，基本无需人工浇洒；旱季几乎无降雨，月降雨天数不足6 d，需绿化用水(图1)。同时因场地限制及造价因素无法设置大型蓄水池，雨水收集利用系统面临着雨季雨水大量弃留，旱季无水可用的难点。

图1 亚的斯亚贝巴常年月降雨量及降水天数(据当地气象局统计资料)

同时建筑内设有健身房、浴室等淋浴设施，优质杂排水水量较为均匀，但在极端情况下会面临水量短缺的情况。综合考虑经济效益与技术可行性，将雨水回用与中水收集处理有机结合，设置雨水蓄水池将雨水作为中水系统的补充水源，从而形成一种雨、中水联合使用的系统，雨水回用与中水系统水量计算表见表1。

表1 雨水回用与中水系统水量计算

项目设置雨水蓄水池有效容积约102 m3，由上表可以看出雨水蓄水池容积满足雨水补水量的要求，且除11月雨水收集量低于雨水补水量外，其他各月雨水收集量均满足补水要求。并且由于10月雨水收集量远大于补水量，10月蓄水池剩余储水可供11月雨水补水。综上所述，本项目将雨水作为中水系统补充水水源从而将雨水收集利用与中水系统接合的做法具有可实施性。

中水系统原水水源为优质杂排水，收集健身房、浴室等淋浴排水与卫生间盥洗排水，汇流至室外埋地废水池调节池内，调节池可以兼做预沉池。原水由水泵提升至地下室进行中水处理。总平面同时设置雨水收集池，收集初期室外雨水管网汇水，当废水收集池水量不足时通过提升泵为其补充原水(图2)。

图2 雨水回用与中水系统流程

中水处理主要工艺采用BMR生物膜反应器，反应器之前设有格栅与毛发聚集器作为预处理。反应器分为生物反应段和生物膜过滤段，生物滤膜前投加混凝剂PAC(聚合氯化铝)。反应器出水投加次氯酸钠消毒剂后储存于清水箱内，清水箱即同时作为消毒接触池，清水箱设置自来水补水。

雨水作为中水系统的补充水源，雨水收集池兼做预沉池，当废水池水量不足时由提升泵补充雨水。当地空气污染较为严重，雨水水质较国内差，且中水水源较为充足，雨水补水量少，处理工艺为生物膜法抗冲击负荷能力强，因此出于经济与技术考虑将雨水进行合并处理从而实现雨水回用与中水系统的有机结合。雨水回用及中水处理工艺流程图如图3。

图3 雨水回用及中水处理工艺流程

中水系统采用分区给水，建筑内分区与生活给水系统分区一致，每区采用单独的变频给水设备进行供水。室外绿化浇灌单独设置供水设备供水。

管道采用秒流量设计计算，计算方式与给水系统相同。主要差别在于，规范EBCS-9中说明“卫生洁具的给水当量与其水量及用水持续时间有关”，该规范认为小便器冲水量小、用水时间短，因此对于小型卫生间，如只设有2个小便斗的情况下，其当量可以忽略不计。

3 结束语

随着“一带一路”合作倡议的推进，越来越多的工程技术人员走出国门参与海外工程。设计师是国际合作项目中，国内外规范、技术、文化交流的先锋。如何适应当地的规范、国情和习惯和进行设计，是我们必须面对的的挑战。但国内外设计行业的基本原理是一致的，在过硬的专业素养与技术水平的支撑下，设计师可以因地制宜、触类旁通，进行技术、经验输出与技术实力展示。同时通过这种技术交流取长补短，丰富经验，提高自身水平。

本案雨旱季分明的特殊气候条件和恶劣的雨水水质，加之缺水和节水设计的客观需求，促使我们摸索出一条雨水回用与中水系统在水处理阶段便紧密结合的技术路线和合适的水处理工艺。在国内，海绵城市建设战略要求实现对雨水的收集和资源化利用；《水污染防治行动计划》(国家“水十条”)也对城市的中水设施建设提出了的要求。而两套系统如何能有机结合，取长补短一直是设计中的难点。本项目对此做出了有益的尝试，经验和在国内类似条件下推广。