高层住宅建筑给排水设计要点浅析

2022-07-13陈延维

石油化工建设 2022年5期

陈延维

中诚建筑设计有限公司上海 201700

建筑水资源能耗包括生活给水、排水、回用水、消防用水等，生活给水占所有能耗的30%，随着我国对水资源可持续利用的号召，必须要在实际建筑设计中加强对给排水节能设计的重视；其次，随着高层住宅数量的增多，高层火灾事故频发，住宅消防给排水系统扮演重要角色，如何加强高层建筑给排水系统设计的可靠性势在必行，只有根据建筑实际，提高给排水系统设计的合理性，提升给排水设施设备质量，在有限的空间内科学布置各种管道，对每个环节精心考虑，从而通过建立一套完善的高层建筑给排水系统来提高居民的居住质量和安全感。

1 工程概况

本工程为某地动迁安置房项目，建设用地面积为55162.1m2，总建筑面积为165000m2，地上建筑面积112700m2，地下建筑面积52300m2。本次给排水设计范围包括地块内的12 幢高层住宅（11 幢18 层、1 幢15 层），综合服务楼、商业用房（二层建筑）及地下车库等红线内的室内外给排水系统和消防系统，设计内容为：生活给水系统、生活污水系统、消火栓给水系统、自动喷水给水系统、雨水排水系统和灭火器设置等。

2 设计原则

本项目根据相关规范、业主要求，基于“适应未来发展的生态、节能型建筑项目”的设计理念进行合理、高效、经济的给排水系统设计。设计初步确定设备间布置地点规格是否合理，并以建筑布置为依据熟悉各给水点和排水点位置、确定屋面生活和消防水箱的设置位置；按照给水分区对各用水点进行优化的给排水平面布置，以水力计算结果为依据对整个建筑给水系统管径进行确定。其次，按照市政排水资料确定建筑排水总体走向，根据建筑设计布局优化排水系统平面布置，确定排水管线材质；建筑消防给水系统应根据建筑等级与功能要求进行设计，保证符合现行相关强制性规定。此外，建筑给排水设计节能节水工作不可或缺，为了真正实现水资源的可持续利用，在实际给排水设计中，除了考虑到设计的合理性与可靠性，还应秉持节能经济理念，恪守节水节能原则，减少水资源浪费。

3 高层住宅建筑给排水设计要点

3.1 供水水源

本工程生活用水量按照最大容量人数计算，最高日用水量为919t/ d，最大小时用水量127.2t/ h；供水水源为城市自来水，小区由南侧道路DN300 的给水管上接出DN200 的给水管，经总水表后接入用地红线，市政常水压为0.18MPa；对市政水压不能满足的三层及以上用水部位，采用加压供水系统。

3.2 生活给水系统设计

（1）本工程生活给水系统根据业主要求及建筑高度、建筑标准、水源条件、防二次污染、节能和供水安全原则进行设计。住宅生活冷水供水采用变频水泵+ 调节水箱的方式供给，高层建筑物内生活给水系统除了利用市政给水压力作为低区供水外，二次加压的供水系统需要满足标准规定的分区要求，本项目住宅给水分为4 个区，基于建筑实际情况，分别在地下车库内设置6 个生活水泵房，1、2 层为低区，市政直供；3～8 层为中区，由地下室中区变频水泵增压后供给；9～15 层为高区1，由地下室高区1 变频水泵增压后供给；16 层及以上为高区2，由地下室高区2 水泵增压至屋顶生活水箱后供给。此外，在中高区系统超压部分支管上增设减压措施，水泵房内设置生活水泵及调节水箱，水泵房内的调节水箱有效容积为50m3的食品级不锈钢生活水箱，各幢建筑屋顶楼梯间顶设置有效容积为2t 的高位生活水箱。

（2）基于节水节能经济环保原则，在设计中融入节能理念，采取节水系统设计措施，如选用节水型洁具，坐式大便器采用设有大、小便分档的冲洗水量6L 水箱；入户管、加压分区供水的水箱前的补水管上均设置计量水表；在满足给水配件最低工作压力要求的前提下，将减压阀设于用水点处水压大于0.2MPa 的配水支管上；本工程与景观设计专业相协调，在绿化浇灌方式上采用庭院绿化、草地采用微喷或滴灌等节水灌溉，并采用雨天关闭装置，扩大灌溉绿化面积以及节约灌溉用水。

3.3 生活排水系统设计

（1）本工程排水系统分为室外与室内雨污两个部分，生活排水水量按生活用水量的90%计，总排水量约为827.1m3/ d；雨水量根据公式计算约为1610.2L/ s。室内污、废水为合流制排水系统，±0.000 以上污水直接排出室外，地下室水泵房的废水汇集至集水坑，用潜水泵提升排出室外；地下一层废水集中汇集后排入集水坑,用潜污泵提升排出室外；汽车坡道排水经截水沟收集后排入集水坑，经潜水泵提升至室外雨水管网。

（2）雨水作为实现水资源节约的基体，可对雨水进行收集，再通过采取有效手段处理，保证与标准水质相符后即可对雨水再进行利用，以达到节水的目的。目前很多建筑都采用屋顶雨水通道设置，将天然降落的雨水由管道进入地下雨水沉砂池，再经过沉淀之后入蓄水池。本项目参考海绵城市建设相关要求，雨水排水系统采取内排措施，适当设置溢流口，并对屋面、道路及地面雨水进行控制，确保达到径流控制目的，结合海绵城市年径流总量控制调蓄需求，通过采用的调蓄型生物滞留设施、蓄水池等海绵设施，确保雨水收集回用年可用雨水量达到相应指标，可用于绿化浇灌、道路、广场冲洗等。

3.4 消防给排水系统设计

（1）本次设计主要包括室外消火栓给水系统、室内消火栓给水系统、自动喷淋灭火系统和灭火器配置，各系统用水量标准及一次灭火用水量见表1。消防水源为城市自来水，地下车库内设置消防水泵房，于十号楼上设置有效容积为18t 的消防水箱；室内消火栓系统采用临时高压系统，消防泵房内设消防泵，一用一备。由于高层住宅楼层较高，且空间面积相对拥挤，消防供水更加困难，本次设计根据住宅建筑高度进行消防给水，因建筑高度小于54m，且每单元设置一部疏散楼梯，则采取各层消火栓按保护面积内任一点有一股水柱扑救进行设置，消防前室均设置消防栓，屋顶设试验用消火栓，水枪充实水柱大于等于13m，且消防栓栓口动压不小于0.35MPa,每根竖管最小流量为5L/ s。

表1 各系统用水量标准及一次灭火用水量

（2）本项目在消防给排水系统设计时，由于建筑设计布局问题，造成消防设施布置不合理，受到地下车库车位、柱距的结构限制，消火栓箱体本身宽度在置于有车位的柱子上时，造成消火栓箱体影响车位，靠柱侧车位无法停车；其次，有限的空间被停车位、各种管道所占用，使消防供水也存在一定难度。对此，消防给排水系统设计时，必须全面考虑建筑结构布局，结合实际进行因地制宜的规划设计，才能为居民提供更加可靠、安全的消防给排水系统。本项目地下车库配置灭火器，按B 类火灾中危级别设计,单具灭火器最小灭火级别为55B；由于项目地下室车位的数量报建时已确定数量，故必须结合建筑结构现状，在不影响数量的情况下对消火栓采取合理设计措施，箱体可采用最薄箱体，在不影响车位的情况下，立管、箱体设于柱子的背侧，并与建筑专业沟通协调，对箱体开门后的尺寸进行综合考虑，可稍稍偏移，使其与有柱一侧的车位紧凑设置，如上述方法都无法达到，即可考虑在没车位限制的地方多设置消火栓，以满足保护半径的要求。

（3）地下室体量大，有人防设计，设备及管线设计制约相对大，故本次设计有必要与人防设计相协调配合。人防设计规定对给水、排水管道均有穿越要求，对此，在与人防专业沟通后作出相应对策，上层排水均不排至人防区域，设置为上部排水局部做集水井，人防区域排水实现井井联合，以此达到满足流量要求的同时，单体管线排出尽可能减少；人防消防沿用非战时的消防管，但穿越人防特殊要求的设备房等需采取各种措施（见图1）。

图1 消防电梯集水井系统图

（4）本项目在住宅公共区域、半地下自行车停车库、地下车库全部区域、商业服务区等都设置了自动喷淋保护。按照相关规范标准与建筑布局，本次地上与地下车库各设湿式报警阀7 组，共设置14 组，地上公共区域部位均采用68℃温级的下垂式玻璃球喷头，吊顶下为装饰型；地下车库均采用72℃温级的直立式喷头。其次，在每层每个防火分区均设水流指示器和电触点信号阀，地下车库报警阀设于水泵房内，其他报警阀分别设于各单体报警阀间内。每套报警阀承担相应的喷头数量应≤800 个，并在报警阀处的通道墙上设置水力警铃，报警阀前的管道按照环状布置。自动喷淋系统采用稳压泵由气压罐连接管道上的压力控制器进行控制，消防时，自动喷淋系统喷头受到感应指示喷水，水流指示器动作，反映到区域报警盘和总控制盘，采取联动措施。