江苏省建筑设计研究院有限公司
【摘要】本文介绍了建筑概况及给排水系统设计,同时对工程中遇到的难点和重点问题进行分析和总结。
工程概况
项目位于南京市鼓楼区。本工程地上部分为两幢高层,其中1#楼32层,建筑高度135.95米,2#楼22层,建筑高度93.15米,主要功能为含办公、商业和设备用房;地上两幢建筑在20、21层以空中连廊相通,连廊部分功能为商业、办公;地下为三层,功能为地下汽车库、自行车库和设备用房。
项目给排水系统简介
项目给排水设计内容包括:建筑内给水系统、生活热水系统、生活污废水排水系统、雨水排水系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统、灭火器系统。
2.1生活给水系统
(1)生活水源:
由附近的市政自来水提供。拟从用地南侧的市政道路上引一路DN200给水管进入用地红线,经总水表后在红线内形成室外给水供水环状管网。市政供水压力为0.25Mpa。
根据不同的用水单价和内部经济核算单元的情况,进行分别计量,其中室外总进水管上设一总水表,各单体引入管设分水表,商户、消防水池进水、绿化浇灌、场地喷灌等处设分表计量。
(2)分区控制:
根据市政自来水压力值,二层及以下由市政自来水直供,二层以上增压部分采用变频调速成套供水设备供给。增压部分分为四个分区,三层至十一层为增压一区,十二层至十九层为增压二区,二十层至二十七层为增压三区,二十八层至机房层为增压四区。增压一区和增压二区设置在地下室生活水泵房,增压三区和增压四区设置在1#楼的二十三层(避难层)的设备间。供水支管压力大于0.20Mpa时,设置支管减压阀减压。
为保证水质,水箱需采用水处理仪处理,水泵出水管也需设置紫外线消毒仪。
(3)用水计量:根据不同的用水单价和使用功能来进行分别计量核算,比如消防水池进水、雨水回用用水、各个商户单体用水。
2.2生活污废水排水系统
(1)采用雨污分流。
(2)污水:地上部分的污水排水系统采用双立管方式,设置专用通气立管排水。
(3)废水:地下部分的废水采用潜污泵提升排出室外,楼上的餐饮废水引至地下室的的隔油器(带电加热)提升设备,处理后排出室外。
2.3雨水排水系统
(1)采用南京暴雨强度公式。屋面的设计重现期取10年,室外场地取3年,下沉广场及地下汽车坡道入口处取50年。屋面排水由于幕墙原因无法设置溢流口,选取溢流管系方式避免屋面溢流。
主楼屋面和裙房均采用重力流排水排至室外。
(2)雨水回用利用:收集部分屋面的雨水,经弃流进入雨水蓄水池,采用过滤器去除杂质,经紫外线消毒后进入雨水清水池,由变频供水系统加压供水,用于室外地面冲洗及道路绿化用水。绿化浇灌采用喷灌或滴灌。雨水蓄水池和设备均设于地下室。
2.4消火栓系统
(1)消防水源:来自城市自来水,市政供水压力为0.25MPa。
(2)消防水池和消防泵房设置在地下室,在1#楼的23层设置消防转输泵房,在建筑最高处设置有效容积为50吨的箱泵一体化设备。
地下室的消防水池分为室外消防水池和室内消防水池。23层设置的消防转输泵房内设置有效容积60吨的消防水箱。室外消防水池设两个取水口,室内消防水池、消防水箱和箱泵一体化设备设置人孔。
(3)消防系统:室外消火栓系统采用临时高压给水系统。设计流量为40L/s,由室外消火栓泵加压后,管道在地块内成环,平时由室外消火栓稳压泵和气压罐维持管道压力。
室内消火栓分两部分,由地下室的低区消火栓泵和高区消火栓泵加压,设计流量为40L/s。低区的消火栓泵供给地下室至二十二层的消火栓,分三个区:地下室区域为低压一区,一层至十一层为低压二区,十二层至二十二层为低压三区;高区消火栓泵供给二十三层至屋顶,为一个区。平时由屋顶的消火栓稳压泵和气压罐维持高区的管道压力,而低区的消火栓系统则直接由屋顶消防水箱接出的水管减压后接入即可稳压。
(4)系统控制:火灾初期,系统压力下降自动启动设在屋顶的消防水箱和增压设施增压供水。当屋顶水箱不能满足消防扑救需要时,消火栓系统内的压力值低于消火栓加压泵出水管上压力开关的压力设定值或者屋顶消防水箱出水管上的流量开关在大于3.5L/s时发出信号时,直接自动启动消火栓加压泵,消防转输水泵由高区消火栓泵连锁启动。压力开关和流量开关引入消防水泵控制柜里,消防水泵控制柜在平时使消防水泵处于自动启泵状态,消防水泵应确保从接到启泵信号后到水泵正常运转的自动启泵时间不大于2分钟。消防控制柜或控制盘设置专用线路连接的手动直接启动按钮。
2.5自动喷水灭火系统
(1)地下车库、商业火灾危险等级为中危险II级,喷水强度8L/min·㎡,作用面积160㎡;中庭火灾危险等级为中危险I级,喷水强度15L/min·㎡,作用面积160㎡;其余部分火灾危险等级为中危险I级,喷水强度6L/min·㎡,作用面积160㎡。火灾延续时间1小时。
(2)喷头形式:有吊顶的部位采用直立性喷头,其余场所采用吊顶型喷头。除坡道口等需要防冻区域易熔合金喷头动作温度为73℃,其余位置动作温度为68℃。
(3)系统设计:采用临时高压给水系统。分两个区加压,21层以下为低区,由地下室自动喷水泵供水;21层及以上由23层为高区,由23层的消防泵房的自动喷水泵供水。
由消防转输水箱串联供水,采用三台地下室消防转输泵向23层消防泵房的消防转输水箱(有效容积60吨)供水。按照每个报警阀控制喷头数不大于800个的原则,分四处布置。每个防火分区各设一个水流指示器。
(4)系统控制:火灾初期,系统压力下降自动启动屋顶的消防水箱和自动喷水增压设施供水。当屋顶水箱不能满足消防扑救需要时,自动灭火系统内的压力值低于报警阀上的压力开关的设定值时或者屋顶消防水箱出水管上的流量开关在大于1L/s时发出信号,启动自动喷水泵供水。消防转输水泵由高区喷水泵连锁启动。压力开关和流量开关引入消防水泵控制柜里,消防水泵控制柜在平时使消防水泵处于自动启泵状态,消防水泵应确保从接到启泵信号后到水泵正常运转的自动启泵时间不大于2分钟。消防控制柜或控制盘设置专用线路连接的手动直接启动按钮。平时由屋顶的自动灭火稳压泵和气压罐维持高区的管道压力,而低区的自动灭火系统则直接由屋顶消防水箱接出的水管减压后接入即可稳压。
2.6灭火器配置
(1)大型变配电室属于中危险E类火灾,采用气体灭火系统。
(2)汽车库按中危险级A、B类火灾配置,每处配置2具4kg手提式磷酸铵盐干粉灭火器,最大保护半径12米。配电房、消防控制室按中危险级E类火灾配置,最大保护半径20米。其余部分按严重危险级A类火灾配置,最大保护半径15米。
3、给排水设计中要点及难点探讨
(1)给水系统分区。
一般来说,150米高建筑的给水供水会分四个区。充分利用市政压力的划分一个区,其他均为加压供水,根据规范中3.4.3“当生活给水系统分区供水时,各分区静水压力不宜大于0.45Mpa”来划分。
鉴于本工程的增压三区的高度从80.40m至114.80m,如果用水从地下室水箱供水的话,水压达到了1.40MPa,对变频泵组和管材的承压要求较高。于是将20层至27层的增压三区变频供水设备放置在23层,扩大了水箱有效容积,增压三区的水压最大值为0.60MPa,达到经济节能的效果。
另外由于2#楼没有避难层,设备间均设置在1#楼。生活供水从1#楼的23层通过21F的连廊供给2#楼的20层至22层。
(2)消防系统分区。
本工程1#楼32层,建筑高度135.95米,2#楼22层,建筑高度93.15米,根据《消规》中“6.2.2分区供水形式应根据系统压力、建筑特征,经技术经济和安全可靠性等综合因素确定,可采用消防水泵并行或串联、减压水箱和减压阀减压的形式,但当系统的工作压力大于2.40MPa时,应采用消防水泵串联或减压水箱分区供水形式。”根据这条规范,高差超过135m的消火栓系统需要中途接力才能满足整栋建筑的消火栓布置。于是在1#楼的23层(标高)
在1#楼的12层和23层设置了避难层。在23层避难层里,设置了消防泵房,其中包括了消防转输水箱、高区消防泵以及报警阀,以此满足高区消防的需求。
2#楼地下室报警阀提供的喷淋压力可以满足地下室到12层,12层以上的楼层喷淋需另外加压供应。由于报警阀间均设置在1#楼,2#楼此范围内的的喷淋主管均引自1#楼,由空中连廊通过。这样可以避免设置过大的水井,管道也因为合理的压力划分,采用了更经济的管材。
(3)退台式露台和阳台的排水。
由于建筑造型的需要,将建筑裙房处外轮廓逐步外扩,做成了退台式的露台。根据每层外扩的面积,计算汇水面积选择采用地漏排水,如果水量大且没有楼梯可以泄流的情况,需加设水沟采用雨水斗排水。需要注意的是,加设天沟或者集水槽按给排水最新规范,雨水斗外边缘距天沟或集水槽装饰面净距不得小于50mm,如果采用满管压力流布置在集水槽里,集水槽的有效水深不宜小于250mm,建议天沟和集水槽的顶部设置雨水篦子盖板。
塔楼局部的小阳台的排水需独立设置排水管,由于一层是幕墙的原因不能排至户外散水,必须引入地下室集水坑后加压排水,这样间断排水防止室外管道的不良气味串到阳台。
4、结论
通过对该项目的分析,具有楼层较高,局部有小面积阳台和小范围退台式露台,两幢建筑中有连廊连接等等建筑特点,在给排水前期分析和计算中充分考虑后,采取相应的技术措施,达到维护后期管理、卫生安全、经济节能的效果。
参考文献
1、《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014 中国计划出版社 2010
2、《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018版)中国计划出版社 2018
3、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2019 中国计划出版社2019
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