学校建筑给水排水设计思路探讨

谢晨妤

（广州市设计院集团有限公司，广东 广州 510620）

0 引言

学校建筑给排水系统设计不但要实用、美观，还应起到有效节能的作用。合理的给排水设计既要保护师生的人身、财产安全，还应使给排水设施融入建筑装修中，保证日常教学生活的正常运行，让学生在安全的校园环境中学习和生活。

1 工程概况

本项目总用地面积50869.62m2，总建筑面积为81345.82m2，耐火等级一级，分为高中教学楼、高中文体馆等多层建筑以及高中学生宿舍、教研楼等一类高层。全部建筑均按国家绿色建筑二星级标准建设。

2 设计范围

用地红线范围内的室内外给水排水系统、消防灭火系统、消防排水系统及各系统所需的设备房。

3 学校建筑给排水系统简介

3.1 生活给水系统

水源为市政自来水，市政水压按0.20MPa设计，由环岛北路及红景路各引入DN250市政进水管一根，其中一路接入管处设一组DN200生活用水水表、DN200消防用水水表、DN65绿化水表；另一路接入管仅设置DN200消防用水水表。生活给水由生活用水水表后的给水管引入，在地下一层设置有效容积120m3的生活水箱及水泵房，为满足绿色建筑及节水通用规范的要求，首层及地下层由市政给水管直接供水，二层及以上加压供水。本项目各单体给水立管最低卫生器具配水点处的静水压不超过0.45MPa，加压分区分2个，分别采用2套变频供水设备。各给水支管超压处设支管减压阀，用水点压力控制在0.20MPa以内[1]。

3.2 生活热水系统

由于该学校使用人群多为高中生，在热水系统选择上首先考虑的是安全性及便捷性，其次是节能效果和运维成本。本项目中的高中学生宿舍及教师公寓均在屋面设置空气源热泵机组（每套机组含热泵设备、保温水箱和内循环泵）。热水系统采用集中式机械循环系统，热水管网设置循环泵，采用干管和立管循环方式，具体如图1所示，设计小时耗热量380kW，设计小时产水量19750L，设计热水使用温度55℃。

图1 空气源热泵安装

文体馆配套更衣室的热水供给根据校方要求选用电热水器；厨房部分的热水由于使用点位分散，采用开水器形式灵活共给。

3.3 排水系统

该项目周边市政雨污分流，本项目采用室外雨、污分流；室内雨、污分流，污、废合流排放；室外污、废合流排放的形式，室外设置化粪池；雨水最终排至市政雨水管网，污水排至市政污水管网；接入市政井前最后一个检查井采用水质检测井。厨房废水经一体化密闭式成品隔油器处理后排入污水管网。粪便污水经化粪池处理。化粪池采用钢筋混凝土化粪池，清掏周期为6个月，污水停留时间为12h。由于学校属于重要公共建筑，各单体屋面、开敞走道连廊和露台雨水按重现期P=50年设计，重现期P=100年校核溢流。室外雨水按重现期P=5年设计。另外，实验室由于其排水性质的特殊性，其废液直接在实验室内用专用器具收集，统一处理后再排放。实验盆排水管道系统直接接至室外污水系统。

3.4 雨水回收系统

根据绿色建筑要求，本项目需设置雨水回用给水系统。雨水回收系统的储存量需要控制在不低于3d的浇灌用水量，在条件允许状况下，可适度加大储存量。屋面雨水由于水质污染少，相对较为洁净，教学楼、文体馆及学生宿舍屋面的部分雨水通过管道收集排进雨水收集池中，经过滤器过滤和投药杀菌后由变频供水设备加压供水进入雨水回用供水管网，供学校首层室外的绿化用水、道路冲洗及洗车用水，具体如图2所示。雨水供水管道应采取防止误接、误饮、误用的措施。另外，在雨量不足状况下需采用市政给水补水，市政水可直接补入雨水收集池，利用电动碟阀控制。

3.5 消防系统

图2 雨水回收与利用工艺流程

本项目按一次消防灭火用水量最大的一处位置，即高9.5m的文体馆进行消防用水量计算，室内消火栓系统40L/s，自动喷水灭火系统50L/s（净高8～12m区域）。地下一层设有620m3消防水池和消防水泵房；在高中学生宿舍屋面设置有效容积为36m3的高位消防水箱，室内消火栓系统采用临时高压系统，消火栓给水泵采用一用一备，喷淋给水泵采用两用一备。由于高位消防水箱最低有效水位与系统最不利消火栓高差不足10m，因此在消防水泵房内设置增压稳压装置，消防及喷淋稳压泵均采用一用一备，同时各设置一个气压罐。表1为消防用水量计算。

室外消火栓系统为低压系统，室外两路进水总管消防表后的给水主干管在校区内成环状布置，环网管径根据室外消火栓设计流量计算，取DN200。

根据规范要求，除不宜用水灭火的场所外，其余所有场所均设置闭式自动喷水灭火系统[2]。其中地下室汽车库自动喷水灭火系统采用泡沫-水喷淋系统，泡沫混合液与水连续供给时间之和不小于90min。汽车停车库按中危险级Ⅱ级设计，教学区按中危险级Ⅰ级设计，体育馆8～12m区域按高大空间设计，装设网格、格栅类通透性吊顶处喷水强度按上述值的1.3倍计算。除设备房外，所有喷头均采用快速响应喷头，有吊顶处选用下垂式喷头，无吊顶处和吊顶内选用直立型喷头。厨房和发电机房的高温部位采用动作温度93℃喷头，其余部位采用动作温度为68℃的喷头[3]。

在不宜用水灭火的场所如各弱电机房、控制室、高低压配电房、开关房等均采用预制式七氟丙烷气体灭火装置。预制灭火装置储存压力2.5MPa，各防护区外墙上设泄压口。控制室、高低压配电房、开关房等防护区设计灭火浓度为9%，其他防护区为8%。控制室、高低压配电房、开关房等防护区喷放时间不大于10s，其他防护区不大于8s。

表1 消防用水量计算

4 学校建筑给排水设计的问题

4.1 给排水系统设计时需要注意的要点

4.1.1 水质问题

学校用水的主要对象是学生，水质问题显得尤为重要。市政给水中的生活给水系统水质须满足《城市供水水质标准》（CJ/T 206—2005）、《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）的要求；直饮水系统用户端水质须满足《饮用净水水质标准》（CJ 94—2005）的要求；热泵热水机组等设备进水水质须满足《低压锅炉水质标准》（GB/T 1576—2008）的要求；雨水回用供水水质需满足《城市污水再生利用.景观环境用水水质》（GB/T 18921—2002）的要求。

4.1.2 室内排水问题

如今，学校基础建设在逐步推进，校园硬件条件逐年升级。对于设有分体空调的学生宿舍等建筑，应合理考虑空调冷凝水的排放方式，可结合建筑立面造型，尽可能把排水管隐蔽安装，提高建筑的综合美观度；对于设有中央空调系统的教学楼等建筑，虽为多层建筑，但应设置喷淋系统并考虑末端试水的排水方式。对于设有充电装置的地下车库区域，为防止有害气体进入，该区域排水管道应设置水封，并间接排入室外污水管道。对于部分楼栋出入口设有雨棚时，根据2022年4月1日开始执行的《建筑给水排水与节水通用规范》，此部分雨水需有组织排放[4]。

4.1.3 室外排水问题

在给排水施工图设计过程中，为避免后期返工，对于室外排水，需结合园林方案统一考虑。例如设有绿化庭院时，除庭院内本身需设置排水沟将水统一收集至集水坑外，在庭院与室内的交界处也需考虑设置一道浅沟防止雨水反溢；如建筑周围设有下凹绿地时，雨水需直接或间接通过渗透雨水口或渗透雨水井等设施接入下凹绿地，此标高较为复杂；如室外运动场所的排水沟不宜设置得太深、太宽，可结合造型做直线或弯曲度较小的曲线排水沟，连接室外雨水排水管网，并增设排水出口，尽可能降低排水沟最低处深度。

4.1.4 雨水利用问题

在水资源越来越稀缺的今日，雨水利用问题越发凸显。按以往雨水直排入市政管道的方式，不仅浪费雨水且大水量的排水可能会超过雨水管网的承受能力，从而导致内涝。学校建筑作为主要公共建筑，从保护水资源及满足绿色建筑或海绵城市要求的角度，均需考虑设置雨水回用系统，针对屋面等较为洁净的雨水进行收集，处理后供绿化、洗车、道路冲洗等使用。

4.1.5 与其他专业配合问题

学校建筑一般以多层建筑为主，部分楼栋下方无地下室，在设计时需严格复核结构桩基础的位置及高度等，避免因位置碰撞导致管道无法接出等问题。项目需要设置海绵设施时，前期需与园林或海绵专业加强沟通和配合，避免后期因雨水管无法接入海绵设施而导致反复工作。

4.2 消防系统设计时需要注意的要点

4.2.1 消火栓安装问题

考虑到学生在校内经常跑动且消火栓需安装在显眼易于取用的位置，消火栓应尽量采取暗装方式，防止误伤学生，并在包封位置设置明显标志。在设计时，对于消火栓箱采取暗装的方式，需加厚内嵌在墙体处的消火栓背墙，以保证墙体满足防火要求。

4.2.2 喷淋给水泵选择问题

学校建筑虽然基本以多层建筑为主，但不乏文体馆、图书馆等有高大空间的场所，在进行喷淋水量的计算时需特别注意这些地方，否则计算结果相差甚远。另外在前期沟通时，需明确各区域的装修形式，部分采用特殊通透类吊顶的位置，喷淋水量需另行计算，并与前者比较后取大者。

4.2.3 充电桩车库消防设计问题

该项目设计初期正值广东省《电动汽车充电基础设施建设技术规程》发布，该规程对水专业的系统及造价影响较大，需及时告知业主。为避免与其他区域串通，室内消火栓系统应设置独立的分区，其分区的室内消防给水管网应设置供消防泡沫车连接的水泵接合器。水泵接合器的数量应按室内消防用水量计算确定。设有充电设施的防火单元自动喷水灭火系统应采用泡沫-水喷淋系统，泡沫液连续供给时间不应小于10min，泡沫混合液与水连续供给时间之和不应小于90min，每个车位上方至少设置一个喷头[5-6]。

5 结语

学校建筑的给排水设计与其他类型建筑的给排水设计相比，虽不复杂但细节极多。从项目初期开始，就需尽可能地站在校方角度，为学生考虑，使工程美观实用且经济安全。给排水设计中，要不断学习和完善自己的知识储备，及时改进自己的设计思路，使设计尽可能达到满意的效果。在实际设计过程中还要秉承统筹规划与节约用水的基本原则，选用绿色建筑节能措施。综上所述，对学校建筑涉及的给排水问题应细化剖析，以提高学校建筑给排水设计质量，为师生营造更好的学习和工作环境。