住宅建筑地下汽车库给排水的设计优化探析

2022-03-10王品才张之文天津大学建筑设计规划研究总院有限公司天津300073

安徽建筑 2022年2期

王品才，张之文（天津大学建筑设计规划研究总院有限公司，天津 300073）

1 住宅建筑地下汽车库的特点

1.1 住宅建筑地下车库规模大

以作者参与设计的某北方城市住宅小区地下车库设计为例，该住宅小区地下车库为单层，总建筑面积74750m2，主要使用功能为机动车停车库，有1947个车位（其中集中配置充电桩车位357个），属I类汽车库；耐火等级为一级，共分为23个防火分区。随着社会的发展，我国在建设地下车库的过程中，规模不断增大，这在很大程度上加大了给排水系统的设计难度。

1.2 住宅建筑地下车库管线复杂

为了满足地下车库的消防给水、生活给排水、供电、弱电以及通风排烟等要求，地下汽车库内敷设的管线不断增多。而考虑到方便检修及施工，主要是建设成本控制的原因，大部分的管线都不在室外顶板覆土中敷设，而在车库梁下敷设。一般来说，汽车库中常见敷设的管道主要有给水、压力排水、重力排水、室内消火栓给水、喷淋、热力、强电、弱电以及风道等，众多的设备管线的存在给优化提出了更高的要求。

1.3 住宅建筑地下车库设计标准越来越高[1]

随着社会的发展，人们对于地下车库不再满足于仅仅能停车就好，对于其层高、通风、地面做法、采光、停车管理等提出了更高的要求。以作者参与的某项目为例，建设方要求车库车行道净高3m，方便通行小型货车，同时减少空间压迫感；地面做法采用环氧地坪，达到最大限度平整和耐磨，保证车库不起尘，打造防滑降噪、整洁美观的视觉效果；营造明亮的停车环境、保证车行感官及人行安全亮度，特意要求采用采光井设计，进一步增加了地下车库的通透和明亮度。

2 住宅建筑地下车库给排水优化设计要点

2.1 设备用房的优化设置

给水、消防泵房等设备用房首先不得设置在居住用房的下层和毗邻的房间内，不得污染居住环境。其次给水泵房，应根据小区的规模、建筑高度、建筑物的分布和物业管理等因素确定加压站的数量、规模和水压[2]。二次供水加压设施服务半径应符合当地供水主管部门的要求，并不宜大于500m。最后，车行道两侧是布置车位的理想位置，上述设备用房尽量不要占用停车位，可尽量利用边角空间、坡道下方空间等不方便停车的位置布置设备用房。

此外，关于消防泵房的设置还应注意到相关消防规范的要求。消防泵房不应设置在地下三层以下或室内地面与室外出入口地坪高差超过10m的地下楼层。尤其需要注意的是，当消防水池同时储存室外消防用水时，此时消防水池应设置取水口（井），且吸水高度不应大于6m。此种情况下优化解决方案首先可考虑将室内外消防用水分开储存，尽可能提高水池有效水位的利用率；其次储存室外消防用水的水池最好能靠近地下室外墙或者突出地下室轮廓，结合室外总图确定位置，降低水池顶板覆土，并在顶板上设置消防取水口。

2.2 车库顶板覆土的确定

随着地下车库的面积增加，车库顶板上的覆土厚度会对整个项目的工程造价影响很大。影响覆土厚度的因素主要是景观、室外管线敷设的要求及冰冻深度。

景观方面首先应注意政府规划部门对绿地指标的要求，个别省市要求覆土达到一定厚度才能作为绿地计算绿化率；其次应考虑景观园林、绿化苗木的种植和水景要求。覆土厚度0.6m，可栽植草皮、灌木等；覆土厚度0.8m～1.0m可栽植浅根乔木，可做水景；覆土厚度1.0 m～1.2m，可栽植一般乔木，可做水景；覆土厚度1.2m～1.5m，地形可做出起伏，可种植大型乔木，可做水景。

室外管线敷设的要求。室外管线的最小埋设深度对地库顶板的覆土厚度有决定性的影响，室外管线中影响最大的为雨、污水管道等重力流管道。雨水排放形式可结合景观专业，设置雨水明沟，也可以根据污水路由，调整雨水路由，尽量避免雨水、污水管道交叉。因此污水管的走向、坡度对地库顶板的覆土厚度极为重要，成为影响顶板覆土的最重要的一个因素。污水为重力流排水，坡度0.3%左右，污水管的管径一般为DN200～300，最低覆土为0.3m，车行道下要求为0.7m，埋设深度不得高于土壤冰冻线0.15m。电力、电信、燃气、给水等管线，覆土要求在0.8m～1.0m，因不需要坡度，一般情况下满足污水敷设要求后，均能满足其他管线的敷设要求。考虑到覆土内有管线交叉、景观、人防以及地库规模等因素，常规地库顶板覆土厚度在1.2 m～1.5m左右。如果地库规模较大，污水管道的长度较长，一般会增加地库顶板覆土厚度或结合地形设计，将地库顶板划分区域，错台设计。

2.3 室内消火栓的优化设计

考虑到项目投资、设计流程等因素，几乎不存在为了消火栓布置要求相关专业调整柱网、柱截面或行车流线的可能，部分情况下室内消火栓的设置确实非常困难，由此也出现了较多不合理的设置，影响车辆通行或车门开启，造成业主停车不便甚至投诉，又或者导致消火栓使用不便，存在消防隐患，应当引起重视。

关于汽车库室内消火栓的设置，《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）第7.4.7条作出了规定[3]，要求其设置不应影响汽车的通行和车位的设置，并应确保消火栓的开启。此条文包含三个要点：①不能影响车辆的通行，消火栓安装后车道宽度应满足最小净宽要求，不能对车辆动线形成障碍；②不能占用车位空间，不能影响车辆门（包括后备厢）的开启，至少保证不妨碍主驾驶车门开启；③方便消防人员取用，保证相应操作空间及箱门开启角度。《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）第12.3.10条第4款要求箱门的开启不应小于120°。

下面以实际工程为例，简单介绍优化解决方案。

消火栓布置优先考虑设置于疏散楼梯间、设备用房、未设置停车位及功能的空白区域、墙垛等方便设置消火栓的位置，见图1位置1所示（排烟机房）。

图1 消火栓的位置

当确实需要在车位旁边、车位间设置消火栓时，可先结合车道流线，在停车位侧边设置，面向车道开启，见图1位置2所示。

当以上位置设置了消火栓仍不能满足要求时，只能考虑车位间布置，见图1位置3所示。而车位间布置也是车位规则排布时地下室消火栓布置的难点所在，图2的做法可以推荐使用，图3为实际完成后的照片。

图2 推荐使用消火栓做法

图3 实际完成后消火栓

由于车库停车随机性大，停车不规范，车辆尺寸越来越大，经常出现停车挡住消火栓箱的情况，因此，在消火栓箱选型时还应注意，不宜使用钢制箱门，应采用铝合金玻璃门，消防员紧急情况下可以通过砸开玻璃门来使用消火栓。

2.4 排水系统的优化设计

根据相关规范的要求，车库内排水系统一般考虑满足地面冲洗排水的要求，如同时设有消防给水系统，还应满足消防排水的要求。以上文提到的I类汽车库为例，单个防火分区面积最大为4000m2，地面冲洗用水按照2L/(m2..次)，使用时数取值6h，时变化系数为1.0，因此高日高时用水量约为0.4L/s，排水流量一般可按给水高日高时用水量的85%～95%确定；而室内消火栓设计流量为10L/s，自动喷水灭火系统取值40L/s；参照《人民防空工程设计防火规范》（GB 50098-2009）第7.8.1条条文说明[4]，消防排水量一般可按消防设计流量的80%取值。通过比较发现消防排水远大于地面冲洗排水，因此汽车库的排水系统一般可按消防排水考虑。

排水系统的设计应确保消防积水不致影响人身及财产安全和正常使用功能的需要，火灾延续时间内，地下室允许有150mm的积水深度，并不会影响电气控制柜等重要设备的运行。室内消火栓系统火灾延续时间取值2h，自动喷水灭火系统火灾延续时间取值1h，一次消防排水为172.8m3。单个防火分区面积最大为4000m2，地面积水容积为600m³，满足一次消防排水量的要求。如设计考虑不造成地面积水，则排水设计流量取值40L/s即可，如果每个防火分区设置3个集水坑，每个集水坑内设置两台泵（互为备用），则单泵流量6.7L/s。

如果配建了分散充电设施，每个独立的防火单元最大允许建筑面积为1000 m2，也就是说防火分区大概会被分为4个独立的防火单元，此种情况下建议考虑集水坑按每个防火单元设置1个。同样，如果设置了人民防空工程，以人员掩蔽工程为例，每个防护单元建筑面积不大于2000 m2，每个防护分区会被分为2个防护单元，此种情况下建议考虑集水坑按每个防护单元设置1～2个。

2.5 管线综合支吊架优化设计

综合支吊架将通风、空调、给排水、消防、强弱电专业管线综合在一起安装，主要拥有节约管线材料，空间安排合理、施工快捷等优势，综合支吊架自使用以来，越来越多的项目在使用[5]。现有图集的支吊架都是单专业的，最多三根管道，一般采用角钢或吊杆；运用传统的支吊架安装现场会出现各种各样且分布错乱的支吊架，考虑到施工先后顺序，有时候还会出现影响后续其他专业管线安装的情况。局部管线较多，宽度受限，而净高又有要求的部位，如按照传统的支吊架安装基本无法实现。一般住宅车库优先考虑将给排水管线、热力及强弱电桥架集中、整合，成排、分层布置，采用联合共用支吊架，统一设计，统一选型，达到综合管线与支吊架整齐、有序、美观的效果。

管道支吊架的水平和竖向间距由专业设计公司进行深化设计计算，依据设计要求设置相应的固定支架、滑动支座等结构，同时在管道接入、接出和拐弯处增设支吊架。此外，还应考虑抗震要求。

综合支吊架具有明显的经济及社会效益。工期节约、材料节约、人工节约，减少了施工难度，管线综合排布合理且方便检修，同时还有效地提高了车库的净高，给业主好的体验感。