建筑给排水设计中的若干问题的探讨

2022-05-04陈利

建材发展导向 2022年8期

陈利

(山东东沂勘察设计有限公司，山东潍坊 262600)

1 系统类

系统是给排水设计的框架依据，是一切设计工作开展的基础，以下四处技术争议点直接影响给排水系统的确定，现阐述如下。

1）《建筑防烟排烟系统技术标准》GB 51251—2017自实施后要求防排烟风机设置专用机房，排烟风机设置在系统的最高位。设置有防排烟风机系统的建筑在屋顶比以往多增加设置多处排烟机房、排风机房，设置有喷淋系统的建筑在此屋顶排烟排风机房布置喷淋后，高位消防稳压水箱的高度比以往要抬高一个屋顶排烟排风机房的高度，以满足《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974—2014中高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施的要求，如图1所示。

图1 排烟示意图

顶排烟排风机房是否要设置喷淋的情况，第一种观点是：喷淋与排烟排风系统都是发生火灾时的应急措施且相互影响，需要设置喷淋；第二种观点是：在喷淋系统的设计依据《建筑设计防火规范》、《自动喷水灭火系统设计规范》并无调整的情况下，仅因为《建筑防烟排烟系统技术标准》的调整而设置喷淋并不合理，以往屋顶暖通机房并未设置喷淋，所以不用设置喷淋系统；第三种观点是：排烟系统是火灾应急时使用，单一功能的屋顶排烟机房可以不设置喷淋，综合其他功能（比如排风系统）的机房，火灾后容易窜火，其屋顶机房应设置喷淋。

结合《建筑设计防火规范》、《自动喷水灭火系统设计规范》中的喷淋系统设置条款，以及屋顶排烟机房的高温状况、屋顶排风机房常用的重要性，对屋顶排烟排风机房设置喷淋系统。

2）对比以往超过12m净空的场所需设置大智能空间炮，《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084—2017自2018年1月1日实施后中庭超过12m且不大于18m的空间现在可设置喷淋系统。基于该规范内容的调整，超过12m且不大于18m的空间是设置喷淋还是自动跟踪定位射流灭火装置存在不同声音，一种观点是：不大于18m的空间仅能设置喷淋系统，不再设置自动跟踪定位射流灭火装置，毕竟《喷规》是国标有普遍适用性，而《自动跟踪定位射流灭火系统技术标准》GB 51427—2021处于相对较弱的排序位置；另一种观点是：此次喷淋规范的调整是增加了不同场所可选择的消防措施，与自动跟踪定位射流灭火系统并不冲突，是共生关系。

在具体施工过程中，应根据当地建筑施工要求及建筑物用途规模等来调整消防系统的设计施工方案，增加施工方案的具体实践性与灵活科学性，比如，经济发达区域对消防系统的施工标准和要求要远远高于经济不发达区域消防系统施工标准和要求，因此，在设计和落实施工方案之前要详细了解当地消防系统施工标准和要求，与当地外审部门的工作人员进行具体详细且全面准确的沟通交流，避免因施工不符合当地标准而出现返工情况。如图2所示。

图2 大空间智能型主动喷水灭火系统实景

3）喷淋系统与自动跟踪定位射流灭火装置在同一个防火分区设置时，消防水量是否叠加也是消防设计中常见的一个争议点。一种看法是：消防水量两者比较后取大值，不叠加，自动跟踪定位射流灭火装置也是自动喷水灭火系统的一种，是喷淋系统的补充，且在《自动跟踪定位射流灭火系统技术规程》中明确要求，当自动跟踪定位射流灭火系统的管网与湿式自动喷水灭火系统的管网合并设置时，必须满足下列条件：①系统设计水量、水压和一次灭火用水量应满足两个系统中最大的一个设计水量、水压及一次灭火用水量的要求；②应同时满足两个系统的其他设计要求，并能独立运行，互不影响。不同看法的解读是：在喷淋与自动跟踪定位射流灭火装置共同保护的交叉地带着火时，会引起两个系统的同时启动，只有消防水量叠加才能满足需求，消防本来就是预防小概率火灾事件的发生，不能因为概率小而置若罔闻。

在设计之前，还应汇总分析南北方地区气候、地质地貌、生活习惯等差异，并以此为基础来调整设计方案与施工时间，比如，在广东省等南方地区基本执行喷淋系统与自动跟踪定位射流灭火装置的消防水量比较取大值的做法，即消防水量不叠加，因此，设计人员在设计之前应详细了解当地的政策，汇总当地使用率较高的系统类别及优势，拓宽与当地外审部门、消防部门沟通交流的途径，从而提高设计方案的科学合理性与独特创新性。

4）《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084—2017实施后，超过12m且不大于18m的影剧院、音乐厅、会展中心等空间设置喷淋时喷水强度要求达到20L/（min·m）、作用面积160m，这就要求喷头系数为K115时，喷淋系统末端最小工作压力为0.25MPa；喷头系数为K161时，喷淋系统末端最小工作压力为0.13MPa；喷头系数为K363时，喷淋系统末端最小工作压力为0.025MPa。在喷淋系统流量的计算中，末端最不利作用面积喷头的布置形式、喷淋系统保护范围的高差、管道沿程水头损失和局部水头损失、吊顶的形式都是影响系统流量的重要因素，在超高层建筑最高处的中庭设置喷淋系统，流量有时会达到90L/s甚至120 L/s。

对于喷淋系统流量较大，超过60L/s—80L/s后，喷淋系统流量的选择存在不同声音。有种审图专家的看法是，喷淋系统流量的经验值最大是60L/s—80L/s，在其他区域喷淋流量45 L/s的情况下为某一处火灾的小概率事件选择极大值而超过60L/s、80L/s是否有必要，况且喷淋给水泵超过80L/s的型号并不常见，用两组相对小的喷淋泵并联使用时又存在复杂的弱电控制，与消防设施简单、直接的基础原则不符合；对一橦200m超高层地面标高182.7m处的中庭（17.5m净高）喷淋系统试算时（喷淋泵设置在标高96.0m处避难层），在尽量将末端最不利作用面积喷头优化布置后，喷淋系统的流量计算最终是100L/s，该计算与上述审图专家的看法不一致，是有待解决的技术点。

这一技术争议点虽然最终可以通过设置自动跟踪定位射流灭火装置来规避，但也是实际存在的问题，如何确定喷淋系统的流量期望有更多的讨论。

5）自动干粉灭火装置因为其实际工程上其设置方便和使用可靠的优点，在配电室、分界室、高基配电室等空间的使用中又受到市政电力公司的欢迎；同时，因为其产品质量认证的局限和设置依据的模糊在设计工作中有对其使用的不确定性。所以，在气体灭火系统的选择上，各种灭火介质、系统、措施的使用都需要比较后再行确定。

2 细节类

细节做法的好坏直接影响到系统功能实际功效，一个好的给排水设计工作不仅要系统上臻于至善，还需在细节上精益求精，以下进行多处技术点的探讨。

1）园区机电管线综合排布，尤其是重力流雨污水排水管线的标高控制是室外工程作业的难点和重点。雨、污水管道依据总图竖向顺坡布置，对出户管接园区支管、园区支管接主管、园区主管接市政管线的检查井处管线标高进行控制，设计使检查井接入管管底标高不低于主管线的管顶标高，同时对雨、污水管线交叉点均标注管底标高方便重力管线的调整、避让；若有项目总图高程变化较大，地下室又是整体开发，地下室不仅范围大而且结构顶板标高不一致时，多栋地上建筑物雨、污水管需在地下室范围内出户。展开外线工作时，雨污水管线标高下移受制约的因素有：地下室结构顶板、市政接口标高、开挖成本；雨污水管线标高上调受制约的因素有：室内管线标高（坡降）、室内梁底标高（尤其是靠近地下室外墙的主梁）、覆土厚度；同时，管线坡降、雨污水管线交叉避让、检查井台座等空间都需考虑。面对这种严峻的外线设计条件，外线工作中，对室内出户管标高（特别是标高较低的雨污水出户管）进行了重新梳理、调整，局部管线穿梁，若干离出户位置较远的雨污水立管在各层转换时进行提前调整，以方便与外线衔接；管线优化工作中，对室内管线合理合并减少出户管，同时，为建筑物后期改造考虑增加、预留出户管。

即使进行了上述工作，园区雨污水管线在大部分坡度使用到千分之三的情况下，很多不利条件的园区雨污水管线仅能管顶平接接入市政。

2）给水泵选择上，转输给水泵、消防泵常用工频泵；变频调速给水泵组是增加一套电控系统、一个变频器后，可以对电动机的供电频率逬行调节，从而改变电动机的转速，使水泵可以变速运转，实现对水泵出口的变压变量供水。当供水规模大，用水的变化幅度大、有规律、用户要求压力波动小时，宜采用调速泵组；若有持续较长时段处于小流量状态工作时，宜另配小泵（或配气压罐），小泵流量可为1/3—1/2单台主泵的流量；当给水系统流量较大且不均匀时，宜另配小泵，小泵流量可为1/4—1/3单台主泵的流量。

现在有厂家对流量超过30m3/h的工程推广大小泵匹配是根据公共建筑系统给水流量的2/3、1/3、2/3设置三台给水泵（两用一备）；或者对住宅建筑系统给水流量的1/2、1/4、1/4设置三台给水泵（无备用泵），这一做法与规范、技术措施中的要求并不一致。

3）对高位消防增压稳压间、屋顶暖通专业机房等特殊房间的给排水及消防管道的防冻措施中，电伴热、设置集中式供暖的暖气片、电暖器等是常见的几种形式。其中，电伴热的优点是：装置简单、发热均匀、控温准确、能远程控制、所需的热量（电功率）大大低于电加热，缺点是：电伴热线每米需耗电15～50瓦；集中式供暖的优点是：安全、可靠、稳定、24小时供暖，缺点是：供暖期前后无热源、供暖的时间和温度不能自己控制，故管道防冻措施的形式需结合工程是新建还是改造，管道的位置等确定。

再比如下图中某建筑的首层虽然设置有集中供暖，但因地处东北寒冷地带，进门处温度不能保证，造成管道结冰，形成消防隐患。所以，管道防冻的措施有时还需结合使用，保障正常运行和维护。

4）消火栓和喷淋系统的消防增压稳压设备分别单独设置，或者合用一套是设计中常见的两种做法。虽然现在规范没有禁止合用，但消防系统的设计基本思路是稳定、简单、直接，而且新版《消防给水稳压设备选用与安装》17S205图集中的做法是，只有消火栓、自动喷水灭火系统合用消防主泵时高位消防增压稳压设备才合用，所以对新建工程更倾向于消火栓和喷淋系统的消防增压稳压设备分别单独设置，而改造工程需充分了解现场空间后再定方案。

5）建筑同一层中不同防火分区的消火栓是否可以跨用的问题规范中提及较少，仅在《消防给水及消火栓系统技术规范》7.4.5要求消防电梯前室应设置室内消火栓，并应计入消火栓使用数量。消火栓跨防火门分隔的防火分区可以计入、使用，跨防火卷帘分隔的防火分区不适用。毕竟着火点处的温度、烟雾、人员混乱都影响消防队员就地使用消火栓，而消防队员进入火场必然优先取用就近消防前室、相邻防火分区等安全区的消火栓，携带消防水带跨越防火门；火灾状态下，卷帘不同于防火门，卷帘相当于防火墙，彻底隔绝，而防火门是可开启的。当然，两个防火分区的消火栓相互不借用做法上没错，消火栓数量增加后建筑物更安全。

6）建筑物的高度、结构及用途是影响其给排水系统设计要求和标准的重要因素之一，比如，在同一地区，有地下室和没有地下室的建筑物的给排水系统就存在很大的差异。一般而言，大多数设计人员为改造或远期考虑会在地下室一层多增加现有1/5—1/3出户管数量的套管预留，并对这些预留套管进行封堵闲置处理，等以后发现原有给排水管道破裂或更改给排水系统时再具体使用，这样有效避免了日后重新打洞破坏防水的二次施工。

7）除高位消防水箱重力供水的消防系统，加压供水的消防系统在超高层建筑中基本每隔一百米需设置消防水箱和消防泵，在其消防转输管线、消防泵是否设置水泵接合器上，有观点认为低区已设置消防转输泵，高区已设置移动接力加压泵，不需要再设置水泵接合器，且扬程太高，现有大部分消防车的配置还不能满足功能需求；但为更长期使用周期考虑认为一百米处消防水箱的消防转输管线宜设置水泵接合器。随着越来越多超高层建筑的落地，消防部门的设施配套也会更新、提高，而水泵接合器是最可靠、及时的消防补水措施。

8）给排水外线设计中，化粪池清理难度大是其常见问题之一。许多城市化粪池检查井距离车道的距离比较远，而市政环卫部门吸污车离心泵的吸水高度有限，一般在5m左右，甚至少数城市吸污车离心泵的吸水高度更低，进而导致其可服务范围的进一步缩小，大多数局限于吸污车尾部2m以内的范围，增加了清理化粪池的难度系数。大多数城市明确规定了化粪池污泥清掏周期的长短，最长12个月清掏一次，最短3个月清掏一次。另外，为满足污泥厌氧消化效果还是市政排水集团的需求，不同用途建筑物附近化粪池清掏周期也不相同，其中，医院污泥清掏周期宜为6～12个月，医院污水在化粪池内停留时间宜选用12个月；住宅小区及普通公共建筑中污水在化粪池内停留时间宜选用6或12个月。