彭仕欽

（廣東建安消防機(jī)電工程有限公司，廣東 廣州 510300）

0 引言

給水排水設(shè)計作為辦公樓建設(shè)過程中的重要組成部分，其與城鎮(zhèn)給水排水、工業(yè)給水排水共同組成完整的給水排水體系。辦公樓中的給水排水主要包括給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)以及熱水系統(tǒng)，其設(shè)計水平的高低和設(shè)備的完善程度，是現(xiàn)代建筑的重要標(biāo)志之一。

1 案例概況

某辦公樓為XY 市的一個時代大廈，地上22 層，地下3 層。裙房1～7 層，總建筑面積45229.37m2。其中，地上建筑面積33242.23m2。地下建筑面積11987.14m2，建筑高度98.53m；在本項目中，地上1～3 層為集團(tuán)內(nèi)部展示廳，層高6.9m；4 層至7 層為辦公區(qū)，層高4.2m；8 層至13 層為會議室，層高3.8m；13～22 層為敞開式辦公區(qū)，層高3.8m；地下一層為超市；層高3.4m；地下2 層為車庫；層高3.6m；地下3 層為設(shè)備用房，層高3.9m。本項目為一類公共建筑，耐火等級為1 級。

2 給水排水設(shè)計方案選擇與探討

根據(jù)大量實踐證明：辦公樓中的給水排水更適合使用分區(qū)變頻供水模式，比如以本工程為例，由于建筑層數(shù)較高，按照相關(guān)《綠色建筑評估體系（第二版）》設(shè)計依據(jù)，高層建筑必須每隔15 層設(shè)置一個緊急避難層和設(shè)備放置層，而辦公樓的給水排水正好可以利用這一點，在避難層和設(shè)備放置區(qū)中間設(shè)置轉(zhuǎn)輸水箱，然后將緊急避難層和設(shè)備放置層劃分為一個區(qū)，安裝一組變頻泵加壓給樓層供水，各個地區(qū)之間在細(xì)化為2 個小的區(qū)，2 個的區(qū)之間采用減壓閥連接與一起，同時傳輸水箱采用液位控制啟停技術(shù)，這樣可以有效減少供水設(shè)備的占用面積。需要特別注意的是，在對本項目的給水排水設(shè)計方案的選擇和探討中，需要嚴(yán)格控制給水裝置和管道材料的壓力，保證最大壓力不得超過2MPa[1]。

3 辦公樓的給水排水設(shè)計

3.1 給水設(shè)計

3.1.1 設(shè)計參數(shù)

用水額定量：40120L（人·班）。

小時變化數(shù)：1.6。

使用人數(shù)：120 人。

最高日用水量400m3/d。

3.1.2 水源

本工程項目日常生產(chǎn)生活用水主要有市政給水管網(wǎng)提供，由市政管網(wǎng)分別引入2 根DN200 給水管進(jìn)行環(huán)狀布置，供水壓力為0.25MPa，再從環(huán)狀給水管網(wǎng)引出給水管將水引入本建筑中，在引水管上安裝倒流防止器和水表。

3.1.3 供水方式和增壓設(shè)備

本項目給水系統(tǒng)主要分為4 個區(qū)，地上1～3 層為J1 區(qū)、4～7 層為J2 區(qū)、8～13 層為J3 區(qū)，13～22 層為J4區(qū)。其中，J1 區(qū)由市政管網(wǎng)直接供水，J2 區(qū)由地下三層泵房內(nèi)的罐式無負(fù)壓加壓設(shè)備加壓供水，J4 區(qū)經(jīng)減壓閥減壓后供水。經(jīng)測算，項目給水排水量約為113.56m3/d。

3.1.4 管材選用

（1）鋼塑復(fù)合壓力管。該辦公樓內(nèi)給水干管、立管全部使用剛塑復(fù)合壓力管，該管具有耐高溫和該腐蝕的良好效果。

（2）絲扣連接。各支管使用無規(guī)共聚聚丙烯（PPR）（PN1.25）管，熱熔連接。

3.2 排水系統(tǒng)設(shè)計

3.2.1 設(shè)計參數(shù)

通用坡度：0.0022。

充滿度：0.6。

3.2.2 污水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)主要分為污水和廢水合流排水系統(tǒng)，最高日排水量為128.7m3/d，生活用水直接排至室外，經(jīng)過糞化池粗處理后排入市政污水管網(wǎng)內(nèi)。本項目排水系統(tǒng)采用專門的雙立管排水系統(tǒng)，室內(nèi)排水立管使用降噪消音的UPVC 塑料管材，干管和支管之間同樣使用UPVC 管，粘接連接于一起，出屋面加減0.00 以下排水管使用柔性接口的鑄鐵管，通過法蘭連接于一起；排壓事關(guān)使用內(nèi)外熱鍍鋅鋼管，通過卡箍連接于一起，在地下室需要先對污水加壓才能將其排出室外[2]。

3.2.3 設(shè)計方案探討

首先，從本項目排水系統(tǒng)狀態(tài)可知，排水管中的水流是連續(xù)性且?guī)в锌諝獾?，?dāng)水流從高處降落時，水流與氣體的混合就會給排水系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的不穩(wěn)定性，水流流量忽高忽低，此時柱塞流的水流狀態(tài)會對排水管造成嚴(yán)重的破壞，縮短排水管的使用壽命[3]。其次，在保證排水管質(zhì)量的基礎(chǔ)上，要綜合考慮排水管內(nèi)的水流不會出現(xiàn)柱狀塞流，這就需要設(shè)計人員嚴(yán)格計算水力，嚴(yán)格控制排水管道的流量負(fù)荷極限值，并采取針對性的措施控制水流下降速度，降低逆水水流給排水管道使用壽命造成的影響。

3.3 消防系統(tǒng)設(shè)計

消防給水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行國家規(guī)范進(jìn)行設(shè)計保證室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)以及滅火器設(shè)備一應(yīng)俱全。消防水源由市政給水管網(wǎng)提供，供水壓力為0.25MPa；室外消防給水同樣由市政給水管網(wǎng)提供；消防水池注水容積應(yīng)達(dá)到650m3，共設(shè)2 個，每個水池325m3；屋頂水箱室內(nèi)設(shè)40m3消防水箱、消火栓和氣壓穩(wěn)壓設(shè)備一套[4]。

3.3.1 消防系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

室外消火栓用水量：40/（L/s）。

室內(nèi)消火栓用水量：30/（L/s）。

自動噴淋系統(tǒng)噴水強(qiáng)度：8L/（min·m2）。

3.3.2 室外消火栓給水

室外消火栓給水采用低壓制設(shè)計模式，在紅線范圍內(nèi)先形成環(huán)狀管網(wǎng)，將室外消火栓連接至此環(huán)狀網(wǎng)，設(shè)計流量為40L/s。

3.3.3 室內(nèi)給水消火栓

本工程項目中火災(zāi)的最大延續(xù)時間設(shè)計要求為3h，設(shè)計流量為30L/s，采用臨時高壓制，分為高低2 個區(qū)，1～11 層為低區(qū)、12～22 層為高區(qū)，供水壓力分別為0.9MPa 和1.45MPa，地層區(qū)另設(shè)2 套主要供水泵，一用一備。為了減少室內(nèi)給水消火栓在使用過程中噴水口的壓力過高，可以采用減壓穩(wěn)壓消火栓，實現(xiàn)對室內(nèi)給水消火栓壓力的調(diào)節(jié)與控制。建筑室內(nèi)外消火栓用水量標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

表1 建筑室內(nèi)外消火栓用水量標(biāo)準(zhǔn)

3.3.4 室內(nèi)外消火栓管材選擇

室內(nèi)外消火栓管材全部選用內(nèi)外熱鍍鋅鋼管，DN100mm，通過螺紋連接；DN100mm，通過卡箍連接，其閥門、管材和接口要求的承壓為1.6MPa。

3.3.5 消防水池水泵系統(tǒng)

為滿足整個建筑物體消防用水需求，還需要在本項目地下三層設(shè)置行符合設(shè)計容量的消防水池，并在屋頂設(shè)置一個消防水箱，以保證在緊急情況下（火災(zāi)發(fā)生時）有充足的水源可以是使用。但需要注意的是，應(yīng)針對不同該辦公樓不同區(qū)域安裝專門的消防水泵，每組消防水泵至少安裝2 臺，一備一用。

3.4 噴淋系統(tǒng)

本項目火災(zāi)危險等級，1 層以上部分按照Ⅰ級劃分，Ⅰ級別噴淋系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度為6L/（min·m2），1 層以下的地下車庫危險級別劃分為Ⅱ級，噴淋系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度為8L/（min·m2），本工程按Ⅱ級設(shè)計，設(shè)計流量為30L/s，計算用水量為180m2。

噴淋系統(tǒng)通過地下室3 層專用消防水池提供水源，水泵房內(nèi)設(shè)置自動加壓水泵。經(jīng)測算，噴淋系統(tǒng)設(shè)計流量為30L/s，在水泵房內(nèi)安裝報警閥組。

3.5 雨水系統(tǒng)設(shè)計

本項目雨水系統(tǒng)設(shè)計使用年限為15 年，降雨歷時10min，屋面使用重力流內(nèi)排水系統(tǒng)，雨水首先經(jīng)過87型雨水斗搜集后，通過雨水管排出室外。

3.5.1 雨水系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

暴雨強(qiáng)度：5.12L/（S·104m2）。

徑流系數(shù)1.1。

3.5.2 雨水管道設(shè)計要求

（1）雨水排水系統(tǒng)應(yīng)能保證可以及時迅速地將屋面上的玉髓排出室外雨水管。

（2）雨水會水面嚴(yán)格按照地面和屋面水平的投影面積計算。

（3）屋面雨水排水系統(tǒng)設(shè)置溢流口、溢流堰以及溢流管等的設(shè)施，溢流設(shè)施不得危害建筑物體質(zhì)量和行人安全。

（4）裙房屋面雨水設(shè)置單獨排水系統(tǒng)。

（5）屋面排水系統(tǒng)設(shè)置雨水斗、雨水斗設(shè)計根據(jù)屋面匯水情況結(jié)合該辦公樓的承載能力，管道敷設(shè)等的因素確定。

3.5.3 雨水排水管選材要求

（1）盡量使用建筑排水塑料管材，使用承壓管和金屬管。

（2）管材工作壓力大于建筑物高度產(chǎn)生的凈水壓。

（3）管材抗環(huán)變形壓力應(yīng)大于0.15MPa。

（4）雨水立水管不少于兩根。

（5）雨水排水管應(yīng)根據(jù)管道長度、所處環(huán)境設(shè)置必要的伸縮裝置。

（6）設(shè)置檢查口，間距控制在20m 之內(nèi)，并將其布置在便于維修的地方。

3.6 熱水系統(tǒng)設(shè)計

本項目熱水系統(tǒng)設(shè)計采用有淋浴的小型衛(wèi)生間安裝電熱水器提供熱水，公共衛(wèi)生間洗手盆下方預(yù)留插座。

3.6.1 熱水系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

用水額定量：6L/（人·班）。

小時變化數(shù)：1.5。

冷水溫度：15℃。

熱水溫度：60℃。

3.6.2 熱水管選材

熱水管使用無規(guī)共聚聚丙烯（PPR）（PN1.25）熱水管，熱熔連接，管材和接口要求的承壓為1.6MPa。

3.6.3 熱水管布設(shè)

（1）熱水管布設(shè)過程中，可以采用管徑、找平層安裝，保證建筑物體的美觀性。

本工程項目采用PPR 熱水管，供水干管作保溫處理，立管不做保溫處理，保溫系數(shù)選0.6。

（2）熱水管需要穿越樓板、地面時，其頂部應(yīng)高出地面15～20cm。

（3）熱水管需要穿越沉降縫、伸縮縫時，應(yīng)采取防位移措施，比如可以使用橡膠軟管、金屬軟管，并能根據(jù)工程項目的實際情況綜合考慮保溫和防水。

（4）熱水立管應(yīng)大于20m，中間部位設(shè)置伸縮器，并距離地面1.5～1.8m 設(shè)置關(guān)卡予以固定。

（5）為確保熱水供水的穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)當(dāng)綜合考慮減小管道、附件在檢修過程中的停水時間，利用熱水循環(huán)管路提供雙向供水，放大回水管徑，使其與配水管徑接近，當(dāng)管道在出現(xiàn)故障的情況下，將其作為臨時配水管使用[5]。

4 水資源節(jié)約措施

4.1 用水與排水

本工程項目用水量主要包括辦公、職工餐廳、室外綠化、道路沖洗、地下車庫沖洗以及衛(wèi)生間沖廁等，用水量標(biāo)準(zhǔn)及水量計算如表2 所示。

表2 本項目用水量標(biāo)準(zhǔn)及水量計算

4.2 污水回收與處理

該辦公樓衛(wèi)生間排水、廚房操作間排水經(jīng)糞化池和隔油池處理之后合并，運用毛管滲濾技術(shù)達(dá)到景觀用水標(biāo)準(zhǔn)。毛管滲濾技術(shù)指的是使用專門的塑料薄膜在地下設(shè)置一個土壤生物濾池，運用排水系統(tǒng)將污水引入草坪以下，使其可以均勻地向厭氧濾層滲透，在通過利用虹吸管繼續(xù)向下層好氧濾層滲透直至流出土壤生物濾池，通過上述流程，將水和污染物實現(xiàn)分離，水經(jīng)過滲濾后通過集水系統(tǒng)的收集將其作為中水回用，其中的污染物在表面張力和物化吸附的雙重作用下被截留在土壤中，一部分被分解成為C 和N 留在土壤中，作為草坪和植物的肥料，另一部分變成N2 和P 飄散在空氣中。由于污水回收系統(tǒng)主要設(shè)計在地下，不與人直接接觸，對自然環(huán)境、衛(wèi)生和景觀不會造成任何影響。

5 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合實際案例系統(tǒng)分析了某辦公樓給水排水設(shè)計思路和標(biāo)準(zhǔn)，通過對該辦公樓給水排水設(shè)計方案的選擇與探討，給水排水系統(tǒng)進(jìn)行了合理的設(shè)計，即減小了設(shè)計的難度，又避免了水資源的浪費問題。為此，作為設(shè)計人員，應(yīng)始終以理論知識為指導(dǎo)，并能運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段，不斷解決給水排水設(shè)計中存在的問題，為保證我國高層建筑的給水排水系統(tǒng)的正常使用奠定堅實基礎(chǔ)。