基于构建平稳水系统理论的地下空间合理利用——以安徽医科大学东区项目为例

陈 程 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230031）

0 前言

随着时代的发展，室外给水排水管道在地下空间合理利用方面，发挥了越来越重要的作用；现今，室外给水排水管道对于已经建设的建筑物和新建的建筑物加强了其对周围生态、环境、经济等方面的影响力。随着对室外给水排水管道设计普遍展开，如何在室外给水排水管道设计中，运用室外地下空间的合理利用的设计手法，使室外地下空间得到长期稳定，持续有效的发展，是这篇文章探讨的主要问题。

1 构建平稳水系统理论的地下空间合理利用的理论分析

平稳水系统中的“平”指的是给水排水系统中的水流的平衡，在满足各建筑单体的实际用水需求及排水需求的前提下，水流在系统管道内的一种平衡的状态。就如同血液在人体内悄无声息地流动着。

平稳水系统中的“稳”指的是给水排水系统中的水流的稳定，想要保证水流的稳定就离不开各类给水排水设备及管道的稳定运行。水泵进水，加压出水，通过室外给水管道供给至各建筑单体。就如同人体的心脏，强有力的跳动将新鲜血液通过血管供给至人体各个器官。

在建筑物周边的地下空间内有序的布置各类服务于建筑物的室外管线，合理地利用地下空间。基于对现有地下空间的综合分析，以《城市工程管线综合规划规范》为限，以满足各类给水排水管线平衡稳定的运行为目标，同时综合电力管线、通信管线、直埋热力管线、燃气管线、管沟等各类设备管线与各类给水排水管线之间的关系，合理控制各类管线的水平距离、垂直距离，最终建立各建筑物之间错综复杂又有条不紊的联系，赋予每一栋冰冷的钢筋水泥朝气蓬勃的生命力，有温度、有力量。

1.1 室外给水排水工程设计条件分析

在室外给水排水工程设计之初，就要对所有的设计条件进行仔细的收集分析。

首先收集及分析市政给水条件及排水条件。

1.1.1 市政给水条件

由当地供水主管部门提供市政给水管接入口位置、管径、供水水压（需提供具体标高基准点处的供水压力）。考虑市政给水是否满足基地两路供水，如果无法满足两路供水需将室外消防水量设置于消防水池内。同时，考虑是否利用市政水压，市政供水楼层数是否有要求。分区允许方式：①水池+变频水泵直供；②水池+工频水泵+屋顶水箱；③自来水公司对供水方式是否有特殊要求，是否可采用变频无负压叠压供水，不设生活水箱。生活给水水池、水箱储水量占加压区最高日用水量百分比。

基地内室外市政生活给水与消防管网是否合用环管；屋顶消防补水是否需要单独设置水池与补水泵组；生活水泵房设置要求；泵房内供水泵的要求；当地一套给水泵组负担户数（或面积）是否有具体要求；给水泵房保护半径是否有具体要求。

生活泵房与消防泵房是否可以合用。生活水泵房二次加压管是否可出地块在覆土中敷设。尽可能设置在地库内，这样可以充分节约一部分室外地下空间。关于设备管材是否有具体要求。

1.1.2 市政排水条件

由当地排水主管部门提供市政许可本地块接入雨、污水窨井数量，接入雨、污水管管径、位置及标高。地块污水接入市政前是否需设置化粪池或其他设施；有无雨水回用要求；预留给排水原则：仅餐饮预留还是所有均做预留。如预留，需在方案中标明洁具、厨房或卫生间位置；预留隔油池位置。室内污水排水形式采用污废合流还是分流。

1.1.3 室外总图条件

由各专业提出的室外建筑竖向总图、道路施工图、景观施工图、各单体建筑条件等一系列与地下空间相关的设计条件。

1.2 室外工程地下空间的建立

1.2.1 室外工程地下空间分析

由各专业提出的室外建筑竖向总图、道路施工图、景观施工图、各单体建筑条件、用地红线等地上设计条件，初步构建出基础地下空间。

1.2.2 合理设置室外给水排水构筑物的位置

以初步构建出的基础地下空间条件，合理设置室外给水排水构筑物的位置，如给水阀门井、水表井、雨水收集池、化粪池、雨水污水井、室内外小型排水井、隔油池、汽车洗车污水隔油沉淀池等。原则上地下构筑物应距离用地红线及各单体建筑外轮廓5m以外设置，避免其对市政各类公共管线及各单体建筑基础的影响。

1.2.3 建立各单体建筑之间及整个工程与周边区域的平稳水系统运行关系

以初步构建出的基础地下空间条件及初步设置的室外给水排水构筑物的位置，用室外给水排水管线建立各单体建筑之间及整个工程与周边区域的平稳水系统运行关系。同时协调用地范围内室外给水排水管线与其它各类设备管线之间的关系。

2 安徽医科大学东区项目中的平稳水系统的构建及地下空间合理利用

2.1 案例概况

案例位于安徽省合肥市新站区，为新建公共建筑工程，其单体建筑功能十分复杂，包括有教学楼、教学行政楼、实验楼、图书馆、阶梯教室、学生公寓、食堂、风雨操场及室外运动场，建立平稳水系统运行关系具有一定的难度。最终，经过对各单体建筑物各项功能详细的分析，确定了6个难点，均为地下空间合理利用的重要环节。

2.2 给排水系统——用最简单的方式建立各单体建筑物之间的联系

2.2.1 给排水系统设置原则

①室外给水管道。1～4层由市政给水管网直接供水，室外消防管道与市政供水管合用，西面由东淝河路一根DN250给水管引入，北面由玉皇山路一根DN250给水管引入。市政给水管道在校区内布置成环状。按一定间距（＜=120m）在校区内布置地上室外消火栓，提供建筑物室外消防用水量。室外消火栓距路边不大于2m，距建筑物不小于5m。室外消火栓安装均含控制阀门及水表井。本校区5～13层生活泵房内的高低区给水加压设备加压供给。

②室内消火栓室外管道及喷淋室外管道。本校区室内消火栓的室外管网，由地下室消防泵房内消火栓泵供水，2根DN150消火栓泵出水管，在校区内布置成环状，与屋顶消防水箱消火栓出水管在室外相连，接各单体消火栓引入管。按规范在室内消火栓的室外管网上布置消火栓水泵接合器。本校区室外喷淋管网，由地下室消防泵房内喷淋泵供水，2根DN150喷淋泵出水管，在校区内布置成环状，与屋顶消防水箱喷淋出水管在室外相连，接各单体湿式报警阀前喷淋管道。按规范在室内消火栓的室外管网上布置消火栓水泵接合器。

③室外雨污水管道。雨水由屋面雨水经雨水斗收集，道路及地面雨水经雨水口收集，经过校区内雨水管道统一收集，经雨水收集设备排放至东淝河路市政雨水管网。雨水计算公式采用合肥市暴雨强度公式 q=4850（1+0.846lgP）/（t+19.1）0.896 L/s.ha。设计重现期：P=5年。单体建筑楼前污水经化粪池处理、餐饮废水经两次隔油处理后经过校区内污水管道统一收集，排放至东淝河路市政污水管网。

2.2.2 难点分析

具体难点分布如下。

难点一：各单体建筑物用水量区别比较大。

难点二：人防车库对各类有压管道的穿越限制，故原本可以设置在地库内的部分有压管道需设置在室外地下空间内。

难点三：各单体均设置了喷淋系统且因湿式报警阀间数量有限，部分湿式报警阀组后喷淋管道需设置在室外地下空间内。

难点四：单体建筑类别过多，学生集中，日排水量大，化粪池数量多，占用室外地下空间。

难点五：绿建二星要求，雨水收集池体积庞大，占用室外地下空间。

难点六：地下车库上方覆土不多，地库上方合理排管难度比较大。

2.2.3 难点处理

难点处理一：合理设置各单体建筑物楼前管道管径，平衡管道流速。

难点处理二：增加雨污水管道与单体建筑物之间的距离，预留足够的楼前空间用以设置各类单体有压管线。

难点处理三：合理选取湿式报警阀组后喷淋管道的最短路径。

难点处理四：根据建筑的类别，分类、分量合理设置化粪池位置。

难点处理五：根据绿建要求的位置平均设置两个雨水收集池。

难点处理六：设置地下车库上方的室外排水管道时不得交叉，同时确保压力管线让重力自流管线，可弯曲管线让不易弯曲管线，分支管线让主干管线，小管径管线让大管径管线。

2.3 最终成果———构建平稳水系统理论的地下空间合理利用

以构建平稳水系统理论的地下空间合理利用为理论基础，将其运用到安徽医科大学东区项目室外给水排水管道设计后，分析了地下空间的建立，室外给水排水管道，分布于整个室外地下空间中，从而形成平衡稳定的运行关系。学生平静的生活气息与学校融为一体，产生了良好的校园反响，已经与周边环境融为一体，形成了合理的地下空间。

3 结语

已构建好的平稳水系统的地下空间，从而充分融入了周围的市政配套中，单体建筑物之间相互联系、共同成长，形成了整体，作为新生的建筑群在原有周边建筑群中健康成长，更加合群，成为使用率很高的平稳水系统，并且在雨水收集、环境保护上做出了贡献。为构建符合平稳水系统理论的地下空间合理利用提供了实证基础。