室外给排水系统管网设计探讨

2024-05-16雷晓生北京东方华太建筑设计工程有限责任公司北京100000

中国房地产业 2024年13期

文／雷晓生北京东方华太建筑设计工程有限责任公司北京 100000

引言：

建筑工程设计与施工都是与我们生活息息相关的，大到工程的规划与设计是否满足大众的审美与生活功能需求，小到室外某个雨水口是否能够及时排空其区域范围内的积水。室外管网设计图纸，是对抽象方案的直观表达，为建筑工程的施工提供重要的参考价值。虽然室外管网综合图在整个建筑工程设计图纸里面仅有寥寥几张，却是整个设计与施工的过程非常重要的部分，为整个建筑工程的各系统设计稳定供给提供保障，为规划提供更合理的方案，是各专业协调的基础。

1.室外给排水系统管网综合概述

1.1 室外管网综合设计简介

建筑工程的室外管网综合设计主要为机电专业各系统管网设计，由于水专业室外系统管道种类多、数量大，因此室外管网综合设计由水专业主导，暖通专业与电气专业配合，并协调建筑总图及景观绿化专业统筹整个工程的管网规划，推动整个工程的设计进度。

室外管网综合设计的核心体现在初设阶段。拿到方案后，各专业与甲方进行初步沟通，了解甲方的想法，落实重要设计条件，了解当地政策，如对总图退线要求，对管线敷设的要求。随着方案的渐渐成熟，建筑平面功能的稳定，根据甲方提供的基础资料、市政条件，结合方案总图、地下室轮廓，提出各专业核心机房的种类、位置、面积与净高的需求，并车库覆土厚提出合理建议。

1.2 室外给排水系统管网的主要设计内容

室外给排水系统管网设计主要包含室外生活给水系统管网、室外中水给水系统管网、室外消防给水管网、室外污水管网及室外雨水管网的设计。以下为设计过程中的几个重要步骤：

第一，根据初步设计方案图，各专业提出初步的方案设想，同时提出需要满足的条件，对可能出现的问题及不确定因素及时给出提醒，并形成正式的文字发送给甲方。

第二，根据甲方文件回复及相关市政资料包，找出项目用地范围内的各专业市政接口条件如接驳口位置、管径、标高及压力等，逐步核实市政条件，并完善设计思路，并初步给出各系统设计方案让甲方逐条回复并确认，从而形成初步的设计方案。当出现可能影响方案规划的问题时，应及时提出并给出参考意见。当市政条件不能确认时，应让甲方增加现场管线勘测工程，核实现场条件与市政条件是否吻合。甲方提供的市政条件相关图纸及文件，应作为一项重要的设计依据存档。

第三，基于正式回复函，形成初步设计方案，以甲方委托设计的任务书形式存档确认，并以此作为设计依据展开深化设计，配合建筑、结构及总图专业推动项目进度，直至完成整个项目的施工与验收。

1.3 室外给排水系统管网设计

1.3.1 室外生活给水系统

室外生活给水设计的重要内容是：生活给水水源条件及相关二次供水要求的确认[1]，即水量与水压是否满足项目生活给水与室外消防用水的需求。咨询当地相关部门自来水压力及供水的层数；自来水公司对水表的设置、市政直供给水管敷设及加压区生活给水干管敷设位置是否有特殊要求，能否敷设于车库内；对于二次供水的设备选用（能否采用无负压供水设备）及分区供水是否有特殊要求等。

根据甲方的回复文件，对项目单体的各建筑进行分区，并对整个工程做一个初步的管网规划方案：将市政水源接驳口的位置、水压及管径标注在总图中；根据项目生活给水用水量的计算，结合项目的室内室外消防用水量或补水量，来校核给水引入管的管径是否满足使用；根据单体建筑的功能及使用需求，布置环状供水管网，预留水表井与阀门检修井，确保生活给水干管敷设满足规范要求[2]。

补充一点，生活热水系统虽是室内设计时的内容，但是在室外管网规划时，通常要提前与甲方沟通确认建筑室内生活热水给水系统的供水方案，因为生活热水的热源条件同时影响室内及室外管网规划的方案。根据国家最新的节能通规要求，新建建筑应设太阳系统[3]。太阳能利用有三种形式，即太阳能采暖、太阳能热水和太阳能光伏发电。选用何种形式，作为设计从业者，我们需要给予甲方公正客观的参考意见，分析各形式的太阳能利用的利弊。

1.3.2 室外中水给水系统

室外中水管网设计的重要内容是：咨询中水设计政策，确认中水水源条件。若周边有市政中水管网，采用市政中水水源；若周边没设中水管网，但规划中有，可在市政中水管网未接通之前，暂接自来水系统，待市政中水接通时，再彻底更换为市政中水供水。上述两种方式需甲方向审图机构提供市政中水公司供水协议或提供市政中水规划图。如不能满足上述条件，则需要设置中水处理站。

室外中水给水系统可按支状管网设计，根据建筑功能需求预留水表井与阀门井位置。

1.3.3 室外消防给水系统

室外消防给水的重要内容是：根据水源条件与建筑物定性，确定室外消防给水的形式，合室内消防方案同步规划消防泵房、消防水池及消防水箱间的位置。满足火灾初期时的水量要求，在火灾时为消防队的扑救提供可靠的消防设施。

当水源不能满足室外消防水量与水压时，室外消防给水也需采用加压供给，消防水池及消防泵房面积加大，消防水池还需要设室外取水口，位置方便消防车靠近，并距离单体距离不小于15 米，不大于40 米为宜，消防取水口不得低于室外地面6 米的吸水高度[4]。

当水源为满足室外消防使用的双路市政水源时，室外消防给水由市政直接供给，室外消防给水与室外生活给水管道共用一套管网。

室外消火栓设计要点：保护半径为150 米，2 个室外消火栓的距离不超过120 米；与水泵接合器的距离不小于15 米，不大于40 米，并满足距路边不大于2 米；每个消防扑救面不应少于2 个室外消火栓；距离最近一排停车场处的距离不宜小于7 米；距离人防出入口不宜小于5 米。室外水泵接合器应根据建筑室内消防系统的要求设置，当相邻的单体均设有水泵接合器时，为避免水泵接合器过多，可根据室外情况可酌情合并设置。

1.3.4 室外污水系统

室外污水设计的重要内容是：将园区的生活污水按区域划分，根据排水流量的分布与计算，规划化粪池数量，并结合市政污水管网的接驳口位置以及室外总图的平面及竖向布置，在园区确定相对更加合理的化粪池位置，化粪池的位置应优先设置在地块常年风向的下风口[5]。

根据化粪池的分布，找出每座化粪池对应的最不利排水点，来确定整个园区的最不利排水点，统筹考虑，合理布局，确保生活污水自流排入化粪池并最终排至市政污水管网。

1.3.5 室外雨水系统

室外雨水设计的重要内容是：首先确认汇水分区，通过对室外雨水径流总量的概算，粗算出室外雨水所需的调蓄容积，并提给总图专业，形成雨水控制与利用的初步方案，为后期设计深化提供参考。

雨水的控制与利用遵循源头减排的原则[6]，在雨水初期阶段就利用草坪、植草沟、绿植带等多种方式的绿地形式对屋面雨水、室外地面雨水进行截留，并在绿地、透水铺装等地方设置溢流雨水口，使超重现期的雨水可溢流排入雨水调蓄池、室外景观池等调蓄设施内，错开市政雨水高峰期再排放，使得园区雨水径流控制率与综合径流系数满足规范相关要求。

室外雨水系统设计时，与总图专业密切配合，结合项目的绿色建筑设计等级要求，对室外绿地面积的控制、透水铺装面积的确定、雨水调蓄池的计算及位置等要素整体考虑，并提出室内雨水的设计方案。

2.实例简介室外给排水系统管网设计难点

室外给排水系统管网设计时受很多因素的制约，下面以2020年北京市某交通枢纽单体公建项目为例，简明介绍。

本例工程概况：地上共有三组建筑，1#楼主要功能为换乘空间及公交枢纽办公，2#主要功能为商业和餐饮等便民设施，3#楼主要功能为公安办公，在4 层通过金属屋面与走廊的形式联通，地下1 层功能为换乘空间及车库；地下2 层功能为换乘大厅、人防工程及设备机房。项目总建筑面积约为5 万平方米,建筑高度36 米，为一类高层公共建筑。

本工程周边市政基础条件较好，有可满足要求的双路市政水源、市政中水给水、市政污水、市政雨水以及市政热力、双路高压、弱电及燃气的进线条件。

然而，本工程的市政接口大部分集中在地块东北角，红线西南角贴着下沉庭院边缘，无管线敷设条件，地块北侧设2 处汽车坡道，车库顶板上方大面积范围覆土厚度仅有0.3 米深。以上因素都成为本例工程室外管网规划设计的难点。

本工程室外生活给水及室外消防管网需成环状布置，而北侧实土范围有限，还有汽车坡道限制，使得北侧管线位置格外紧张，我们提前与建筑结构专业协调，并与审图老师请教沟通，让室外给水及中水干管从车库借道穿越，解决问题。

西侧的生活污废水设计时，我们主动与建筑及结构专业协调，集中西侧卫生间等排水房间的设置，控制必要出户的污水管线路由出户处的梁高，从源头处提前规划污水干管的设计，尽可能的满足室内建筑设计功能需求，也尽可能的减少投资。

室外雨水系统设计时，因单体外立面为玻璃幕墙，室内雨水管道无法在首层排至室外散水，车库顶板上方的覆土厚度又不够，我们通过与建筑结构专业负责人沟通，对单体周围的车库顶板进行局部降板至覆土0.6 米深，使室内雨水管道出户时满足非机动车道上方不小于0.4 米覆土的要求，并在车库顶板范围设排水沟，让室内雨水管道与室外雨水管网得以联通。根据建筑功能不同，在建筑周围设计排水明沟、排水暗沟及线性排水沟，合理解决问题。

以下截图为本工程的室外管网综合平面图截图：

图1 北京市某交通枢纽建筑设计工程室外管网图

3.室外给排水管网设计过程的总结

3.1 设计方案的确认

首先是基础条件的确认。及时整理出各系统的供水压力、接驳口位置及管径标高，以文字形式通知甲方，并核实条件是否与现场情况一致，且以正式文件形式回复并盖章确认。若甲方提供的条件不明确时，及时提出要求，对地块附近的市政路上的管线及预留口进行实地勘测，并提供管线探测图作为设计依据。

其次是建筑室内各系统设计方案的确认。当建筑周围无成熟的市政水源条件时，可能需单独建设生活给水处理机房或中水处理机房，此种情况会加大泵房面积，加大水箱容积，增加水处理设备，增加成本投资，需提前与甲方沟通。当项目需要设集中生活热水系统时，要提前与甲方沟通确认建筑室内生活热水系统的热源方案，因为生活热水的热源条件同时影响室内及室外管网规划的方案。当项目周围无可用市政污水管网时，设置化粪池，考虑定期用环保车抽走化粪池污水，化粪池的清掏周期可按360 天，污水停留时间按24 小时计，以减少清掏的次数。

方案形成后形成文件，正式回复并确认，作为后期设计的重要依据。

3.2 设计计算

项目计算应列出计算表，方便随时核查设计参数。项目各系统的水量计算均依据建筑给水排水各系统相关规范规定的步骤进行，相关数据的选取也可参考给水排水技术措施，给排水设计手册等资料。此过程是对室内室外给排水及消防设计的综合考量，也是确保项目经济合理的有力依据。早期的设计计算应考虑充分，为将来的改造预留余量。因各规范上计算步骤及取值要求比较明确，在这里不再赘述。

3.3 路由规划

根据总图的平面布置，经济合理的规划生活污水的排水走向，优先保障重力流系统管道少拐弯、合理埋深及合理坡度，尽可能以最短的路线出车库范围，减少车库覆土深度；尽可能避免在道路上方设置过多的检查井。

严格核查其敷设标高，避免雨污水管碰撞问题，我常用到的方法有：（1）在总图上标注局部路面起伏较大的区域，作为园区地块的控制点，重点关注；（2）在总图平面中显示地下车库轮廓线，明确车库范围的边界以及车库顶板标高，并在图纸中分图层标出，重点核查；（3）重点计算最不利点排水标高，核算园区其他控制点标高，控制好排水坡度，并逐一核算雨污水管道交叉标高。当雨污水出现交叉碰撞时，优先考虑雨水管道在污水管道上方敷设。一方面可以减少埋深，另一方面，出现管道破损时相对污染较轻。

室外雨水口的设置时，应同步考虑以下几种因素：室外雨水口应以溢流的形式设置在绿地、透水铺装等地方；每一座单体的屋面雨落管附近、道路的交汇口处、坡度较大的低洼处、应考虑增设雨水口。

车库及其他出入口附近、地面标高落差较大的下沉庭院附近均应考虑设置不小于0.3 米高的挡水槛等土建设施，有效防止局部低洼处的雨水量聚集，造成不可估量的损失。若存在局部出现类似集水坑的情况，雨水无法通过坡度及时自流排出，则需要考虑室外设置提升泵，压力排出局部雨水。

3.4 个人总结

在复杂繁琐的建筑工程设计中，室外管网综合只不过是其中一环，虽然不是难度最大的，却是经历过程最长的一个环节，也是影响最大的一个环节。任何一个项目的实施，室外管网综合的设置，是保障建筑工程能够安全有效长久的运行的最基础的要求，是室内机电专业设计的根本保障，也是让整个项目最终实现设计与实施完美结合的重要保障。

在早期方案报规阶段，室外管网综合设计便开始了，与方案同步考虑，同步深化。通过工程的推进，多专业之间的相互配合与调整。在设计方面，在满足国家规范及地方标准的相关规范前提下，还需要结合项目当地的特殊做法及施工图审查要点来整体考虑，如甘肃武威市的高层住宅下方的商业网点，当地要求同时考虑喷淋及室内消火栓系统。

在施工方面，由于建筑工程施工周期较长，为避免资金压力过大，通常会考虑分期建设。室外管线是先按整个园区规划管线方案，优先考虑一期工程满足生活及消防的使用，同时为二期工程预留接驳条件。若整个工程分批验收，则需要各专业的设备机房在一期工程内完成设计与施工，并为二期工程考虑充分预留。若整个工程最终同步竣工验收，此时可按整个项目同步设计，优先满足一期工程的设计与施工，为二期工程预留好足够的接驳口条件。