昆明融通大厦给排水改造提升要点分析

昆明融通大厦给排水改造提升要点分析

朱晖1     苏凡凯2    李斌3 

1 云南省设计院集团有限公司，昆明 650000  2 云南省设计院集团有限公司，昆明 6500003 云南省设计院集团有限公司，昆明 650000

摘要：昆明融通大厦原名为鼓楼大厦，最初由云南农垦集团投资，并于1995年5月启动建设。原项目建筑为四星级宾馆，主塔楼建筑高度104.5米，地上29层，地下1层，下部6层裙房与主塔楼连为一体。抗震设防类别为标准设防类，结构体系义为“钢筋混凝土框架-剪力墙”结构。2000年，业主方由于资金问题，鼓楼大厦停止了建设，此时主体结构基本完工封顶，大厦的外围护结构未完成，机电设备未安装，大楼已完工主体部分在无任何防护措施情况下闲置约25年。

2021年，融通地产（云南）有限责任公司对整个项目进行提升改造。该提升改造包括外立面修缮、主体结构加固及平面图功能优化。按照昆明市住房和城乡建设局发布的《关于进一步加强昆明市建设工程消防行政审批服务工作的通知》SZJJ-20210908-03第三大款第二条规定：既有建筑改造利用不改变使用功能、不增加建筑面积的，应执行现行消防技术标准；受条件限制确有困难的，应不低于原建筑物建成时的消防技术标准。既有建筑改造利用使用功能有改变的，应执行现行消防技术标准[1]。本次提升改造使用功能由原来的四星级宾馆改为办公与商业的综合体，按照通知要求，需要执行现行消防技术标准。一个已经存在25年的老建筑，且执行的是25年前的规范，现需要将其改造成为满足现行国家技术标准的现代综合体建筑，成为本次改造的一个最大技术难点。本文将从给水系统、热水系统、消防系统三个方面的改造，对项目的给排水改造提升要点进行分析，以便同行对类似项目作一个参考。

关键词：给水系统；热水系统；消防系统；BIM技术

Analysis of Key Points for Improving Water Supply and Drainage in Kunming Rongtong Building

ZhuHui1, LiBin2

(1.YUNNAN DESIGNINSTITUTE GROUP CO.. LTD., Kunming650000, China; 2. YUNNAN DESIGNINSTITUTE GROUP CO.. LTD., Kunming650000, China;)

Abstract：Kunming Rongtong Building, originally named Gulou Building, was initially invested by Yunnan Agricultural Reclamation Group and construction began in May 1995. The original project building was a four-star hotel, with a main tower building height of 104.5 meters, consisting of 29 floors above ground and 1 floor underground. The lower 6 floors of the podium are connected to the main tower. The seismic fortification category is the standard fortification category, and the structural system means "reinforced concrete frame shear wall" structure. In 2000, due to financial issues, the owner of the Gulou Building stopped construction. At this time, the main structure was basically completed and capped, the peripheral protective structure of the building was not completed, and the mechanical and electrical equipment was not installed. The completed main part of the building was idle for about 25 years without any protective measures.

In 2021, Rongtong Real Estate (Yunnan) Co., Ltd. carried out upgrading and renovation of the entire project. The improvement and renovation includes the repair of the exterior facade, reinforcement of the main structure, and functional optimization of the floor plan. According to the Notice on Further Strengthening the Administrative Approval Service for Fire Protection of Construction Projects in Kunming City issued by the Housing and Urban Rural Development Bureau (SZJJ-20210908-03), the second clause of the third paragraph stipulates that if the renovation and utilization of existing buildings do not change their usage functions or increase their building area, the current fire protection technical standards should be implemented; If it is indeed difficult due to limitations, the fire protection technical standards should not be lower than those of the original building when it was built. If there are changes in the functionality of existing buildings during renovation and utilization, the current fire protection technical standards should be implemented. The function of this upgrade and renovation has been changed from a four-star hotel to a comprehensive office and commercial complex. According to the notification requirements, the current fire protection technical standards need to be implemented. An old building that has been in existence for 25 years and follows the specifications from 25 years ago, now requires Jiang to transform it into a modern complex building that meets the current national technical standards, which has become the biggest technical difficulty of this renovation. This article will analyze the key points for improving the water supply and drainage renovation of the project from three aspects: water supply system, hot water system, and fire protection system, in order to provide a reference for peers in similar projects.

Keywords：Water supply system; Hot water system; Fire protection system; BIM technology

1

0前言

昆明融通大厦提升改造的原则主要包括两个方面，即控制轮廓和正向调整。所谓控制轮廓指的是在提升改造过程中不会改变原有建筑的轮廓尺寸，不会增加建筑面积。而正向调整的核心在于减少建筑内部的人员数量、降低荷载，同时增加安全疏散设施的设置。在实际的给排水设计中，这些原则将成为设计的重要依据。例如，借助BIM技术和新型科技，可以精确控制建筑的轮廓变化，确保在提升改造的过程中不会对原有的建筑轮廓进行过多干预。同时，采用现行给排水规范的要求，结合先进的设计理念，确保在提升改造的过程中保持建筑的稳定性和安全性。这些原则的贯彻执行将有助于将昆明融通大厦提升改造成昆明的一座地标建筑，成为春城的一张亮丽名片。

1 建筑概况

（1）原项目设计功能为：

裙房（1~6F）：一层：宾馆大堂、商场 ；二层：厨房、中餐厅、商场；三层：厨房、西餐厅、商场；四层：厨房、风味餐厅、多功能厅、商场 ；五层：桌球、健身、KTV、SPA、办公 ；六层：保龄球、露天游泳池。

主楼（6~26F）：四星级宾馆（1000 床） 标准层：26 间客房。

顶层（27~28F）：旋转餐厅。

旋转屋顶层（29F）：电梯机房、水池、辅压泵房。

图1 改造前项目的实景图                 图2 项目改造后的实景图   

（2）提升改造后的设计功能

地下1层：主要为机动车、非机动车及设备用房。

裙房（1~6F）：一层、二层：办公大堂及配套商业；三层~五层：军创园及机械停车楼；六层：结合裙房露台，在6层打造经营性共享公区，设置休闲茶吧以及多功能厅等空间。

主楼（6~26F）：办公。

2 给水系统设计

原设计给水系统供水方式为：-1层洗衣房，锅炉房，冷却塔补充水等用水由自来水管网直接供水，二层以上采用水泵+水箱联合给水方式。水泵从负一层贮水池吸水，经加压后送入29层100立方米的生活水箱，通过水箱重力供水。

原来的给水系统对功能改造后的建筑使用的话，有以下几个点不满足要求：（1）负一层和29F的贮水池为消防和生活合用，按照《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019第3.3.15条规定：供单体建筑的生活饮用水池（箱）与消防用水的水池（箱）应分开设置[2]，不满足现行的规范要求。（2）原设计最高日用水量为1260m3/d，设计最大时用水量121m3/h，功能调整后最高日用水量为181.52m3/d，设计最大时用水量31.85m3/h，水量相差很大。（3）主要用水性质由宾馆变成为办公，用水需求发生改变。

考虑到以上的用水差异，对给水方式调整为：-1-1层采用市政直供，2-6层采用生活水箱和变频水泵组联合加压供水，7-25层采用生活水箱重力供水，27-28层采用生活水箱和变频水泵组联合加压供水。供水系统调整为：（1）生活泵房单独设置，设于负一层，内部设有效容积24m3的不锈钢水箱2个，变频泵供水设备一套，供商业使用，转输供水设备一套，供至29F有效容积17.5m3的生活水箱。（2）29F设生活与消防合用泵房一个（水池不合用），内部设有效容积17.5m3的不锈钢水箱1个，变频泵供水设备一套（仅供27-28层）。调整后的供水方式具有以下几个优点：（1）塔楼维持原有的重力供水，可以节约电能源，减少输送管道的长度和损失，解决紧急情况下的供水，供水系统稳定可靠，使用寿命长。（2）生活泵房单独设置，水箱按照现有用水量重新设计，不仅满足规范要求，还能确保生活饮用水水箱内贮水的更新时间。水箱采用不锈钢材质，增加消毒设施，供水水质得到保证。

在实现这一设计意图的过程中，我们需要认识到存在一个主要问题，那就是高位生活水箱的设置位置，因为同时还的兼顾屋顶消防水箱以及消防增压稳压设备的设置。具体来说，本次设计采取的做法是在将原有生活消防合用水池的基础上保留一部分水池，同时拆除部分水池、风井及部分对结构安全不产生影响的墙体。这样的做法可以更好地优化现有的水箱设置，提高整体的安全性和效率。通过此种方式的调整，我们可以更好地满足设计意图并解决现存问题。

图3 29层改造示意图                        图4 29层改造后布置图

3 热水系统的设计

原设计建筑功能为宾馆，热水需求大，共分为四个热水分区，每区热水用水量为16.4m3/h。热水系统采用开式强制全循环系统，热水管网分区同给水系统，均由同区给水管减压阀后供给。水加热采用半即热式水加热器，集中设在地下层，并设密闭式膨胀水罐。提升改造后的热水供应仅用于厨房，最高日热水用水量为8.98m3/d，最大时为1.35m3/h。显然原有热水系统设计不再适用，结合《昆明市太阳能热水系统与建筑一体化设计导则》第3.0.1条规定：凡有热水需求的公共建筑及所有住宅建筑必须设计和安装太阳能热水系统

[3]，故热水系统调整为采用太阳能集中热水系统辅助空气源热泵。太阳能集中热水系统采用了无动力集中式太阳能集热模块。与传统太阳能系统相比，无动力太阳能集热系统具有以下几个优势：（1）不需设立集热水箱，减少结构荷载，属于正向调整。（2）减少设备使用，实现太阳能与常规热水的顺畅接驳，最大限度地利用太阳能供水。（3）分布式荷载，无需特殊承重处理，节省了设备空间，并且无噪音。（4）安全和稳定性，设备采用了高模块化、工厂化、部件化、设备化。

本项目无动力太阳能系统设计要点包括：（1）集热器直接加热集热单元内的热媒水并将其储存，自来水进入内置在无动力模块水箱内的不锈钢波纹盘管换热器进行快速换热后供至承压水罐，空气源定温补热后供至用热水点。（2）太阳能集热器采用钢构件支撑组合安装于屋面，安装方位角为正南向或南偏东不大于30°，集热器安装倾角为25°。（3）集热器的连接方式为并联方式，各集热器组之间的连接采用同程连接。太阳能集热器型号为SLP-240-4.0，集热面积为3.75m2，满水重为370kg，单位面积荷载不小于120kg/立方米，共布置24块，集热面积为90m2。

下图为无动力太阳能系统原理图：

图5 无动力太阳能系统原理图

4 地下室排水系统的设计

地下室的排水系统在本项目中是改造难度最大的一个问题，主要由于原设计中地下室车库区域只预留了两个集水坑。这两个集水坑的尺寸分别为1.5米（长）x1.0米（宽）x1.78米（深）。然而，由于增设智能车库的升降梯井道占据了一个集水坑，现场只剩下一个集水坑可以使用。按照现行规范，这样的设计已经不能满足地下室排水的需要，更无法满足消防电梯规范要求中描述的：消防电梯的井底排水泵集水井的有效容量不应小于2.00立方米的要求。为了解决这个问题，设计方案采取了以下措施：

（1）结合建筑地下室回填，在回填层内设置集水坑，来满足现有车库区域的排水要求。

（2）将原有消防电梯前室填高来增加消防电梯集水坑的有效深度，使其满足现有规范的要求。

（3）在新增消防电梯的室外增设消防电梯集水坑。

图6 地下室的排水系统改造示意图

5 消防系统设计

（1）消防水池的改造

原设计消防系统包括室内消火栓系统、室外消火栓系统、喷淋系统以及灭火器配置。其中室外消火栓系统采用常高压，由市政直供，室内消火栓系统以及喷淋系统均采用临时高压，火灾初期由29F的消防水箱和增压稳压设备供给，火灾延续期间由地下室消防泵房供给。按照昆明市住房和城乡建设局发布的《关于进一步加强昆明市建设工程消防行政审批服务工作的通知》：既有建筑改造利用使用功能有改变的，应执行现行消防技术标准[1]。本项目涉及到的现行消防规范主要包括《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）、《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014、《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084-2017。这三项规范是中国建筑领域中关于消防给水和自动喷水灭火系统设计的重要标准，它们规定了消防用水量的调整和各项系统的技术要求。按照规范要求，整个项目的消防用水量变化如下表：

表1 消防用水量变化表

由于该项目市政接入管为一路，按照《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014第4.3.1条规定：当采用一路消防供水或只有一条入户引入管，且室外消火栓设计流量大于20L/s或建筑高度大于50m时，应设置消防水池。[4]故室外消火栓系统需调整为临时高压，结合表1可知，消防水池的有效容积需要由原来的540立方米调整为1044立方米，消防泵组由4台调整为6台。改造的难点主要为扩大消防泵房以及对消防水池扩容。

在设计上，我们采取了对消防泵房面积的优化，以及对现有消防水池进行扩容和新增消防水池的思路，以满足消防水池容积的要求。具体措施为：（1）新增消防水池1：有效面积为：218.36m2，有效水深为：2.30m，有效容积为：502.22m3。（2）调整消防水池2-1：有效面积为：208.05m2，有效水深为：2.30m，有效容积为：478.51m3。（3）新增消防水池2-2：有效面积为：67.86m2，有效水深为：2.30m，有效容积为：156.07m3。通过上述措施调整后，有效容积可达到了1136.80立方米，满足规范要求。具体详下图所示：

图7 消防水池改造示意图                        图8 消防泵房改造后实景图

（2）顶部设备机房消防系统的改造

消防水箱通常设于建筑物的出屋面机房层，该层也设有送风机房、电梯机房等设备用房。根据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014第5.2.2条规定，高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施，且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力

[4]。然而，该规定要求同层的室内消火栓系统及喷淋系统设计无法达到要求。

据《消防给水及消火栓系统技术规范》15S909的规定，针对高位水箱间层建筑面积不大于屋面面积1/4的情况，只要正常水位高于最不利消火栓即可满足要求[4]。此外，水灭火设施包括自动喷水灭火系统、固定消防炮灭火系统等。具体到本层的消防设计，电梯机房设置灭火器，送风机房设置悬挂式气体灭火装置。而在本层室内消火栓只需保证消防水箱的正常水位高于最不利消火栓即可。

6 标准层层高的控制

根据现行规范，每层机电专业设置有喷淋管道、电气桥架以及暖通风管。但在不安装机电设备的情况下，净高仅有2.5米，低于规范要求。为解决层高问题，设计时采用了BIM建模。最终确认管道安装为：桥架安装在梁下 0.05m 处，给排水管道结构梁大于等于650mm压力管道均按穿梁安装。这一系列措施将净高控制在2.3m以上，满足了规范和使用要求。

图9   标准层BIM分析图

7 总结

作为一个在昆明市市中心闲置25年的项目，其本身在当地的关注度就很高。如何将项目改造为1个既能符合现行国家规范，又能成为昆明地标性的新现代建筑，设计面临种种困难。在改造类项目之中，具有很强的代表性。设计时通过运用现代技术及一些新型科技产品，如BIM技术对整个项目层高的把控，无动力太阳能系统符合国家节能减排的政策要求，悬挂式气体灭火装置满足顶层的消防需求。通过这些措施，将项目打造成安全可靠，符合现代建筑需求，还能响应国家的节水、节能减排等政策要求，对类似项目的改造具有典范意义。

[1]昆明市住房和城乡建设局发布的《关于进一步加强昆明市建设工程消防行政审批服务工作的通知》SZJJ-20210908-03

[2]《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019

[3]《昆明市太阳能热水系统与建筑一体化设计导则》

[4]《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014

1