基于學校項目的建筑給排水設計要點

吳綺華

上海結宇建筑設計有限公司 上海 201600

1 項目概況

本工程為九年一貫制學校新建項目，項目用地面積41478.9m2，總建筑面積35848.52m2。學校位于某大型社區內，由1 座教學樓（四層）、1 座綜合樓（三層）、1 座門衛及消控（一層）、1 座用戶站（一層）、1 座檢測及防疫（一層）、1 座垃圾房（一層）等組成，教學樓和綜合樓均為多層公共建筑。本工程給排水設計包括給水系統、排水系統、雨水系統、消防水系統設計

2 工程特點

學校建筑給排水系統設計是一個繁雜而細致的過程，在設計中必須做到節約用水、統籌規劃，故在給排水設計時，需要結合多層建筑特點，基于設計規范，既要考慮滿足生活用水和排水通暢，又要對區域給水系統與市政給水管網的銜接進行考慮。本工程在設計過程中遇到一些問題：由于學校綜合樓頂層設有室內風雨操場，層高較高，有12.50m，從而加大了消防噴淋設置難度；學校由實驗室較多，為保證安全性，實驗室排水需與普通排水分開設置；其次，綜合樓內設有廚房，有熱水需求，根據綠建要求應設太陽能熱水系統，但綜合樓頂層為風雨操場，屋頂采用玻璃頂，無法放置太陽能板。綜合上述，本工程只有結合學校建筑特點設計出因地制宜的給排水方案，并融入節能理念，才能確保設計方案滿足實用性、合理性、經濟性原則，解決工程建設實際中存在的各種問題，以促進項目整體進度與質量目標的實現。

3 學校給排水系統設計要點

3.1 給水系統設計

（1）本工程最高日用水量為182.62m3/ d，最大時用水量為44.25m3/ h，水源來自市政給水管網，根據自來水公司意見，供水壓力為0.16MPa，由兩條市政路引一路管徑DN200 市政給水管，以為生活、消防給水；市政供水管網布置為環狀，為了對耗水量可實時監測，將給水水表設于本地塊引入管上。本工程生活給水供水建筑一層采用市政直供，二層及以上樓層采用變頻供水，變頻供水設備設置在生活泵房內，以供基地生活變頻用水。此外，在設計中應考慮實驗室的給水設計，實驗給水量通常不是很大，但對水質質量要求較高，故可采用于實驗室配套的給水設計，直接與自來水相連接，本工程實驗室給水均采用實驗室內減壓供水。

（2）本工程各樓層、各功能區域等都設置集中式生活熱水系統，根據綠建規定要求采用太陽能熱水系統作為生活熱水熱源（見圖1），將太陽能集熱板設置在頂層，并采用電加熱輔助加熱；生活熱水采用機械循環方式，并設置熱水循環泵。但在實際中，因在建筑整體規劃上將屋頂作為風雨操場，難以滿足太陽能集熱板設置的要求，故必須結合建筑設計與規范規定標準進行合理設置。考慮到綜合樓是學校區域內的最高一棟建筑，屋頂本就應設置消防水箱，且綜合樓頂層風雨操場已設置吊頂，設計成玻璃屋頂沒有實際意義。因此，為了滿足標準規定，將綜合樓原玻璃屋頂設計改為混凝土屋面，從而可滿足設施太陽能板的需求。

圖1 太陽能熱水系統原理

3.2 排水系統設計

（1）本工程雨、污分流，雨水經過匯集后向市政雨水井直接排入，污水先匯至學校化糞池經處理后再排至市政污水井；本工程最高日生活污水排量為164.36m3/ d，最大時排水量為39.83m3/ h，室內污、廢水采用合流，室內地面層以上生活污廢水采用重力流排出。由于學校實驗室用過的水會含有大量重金屬，對造成對其他水資源的污染，故針對該部分的排水系統設計應進行綜合考慮，必須對部分廢水做單獨收集并進行處理。本次設計對學校多處實驗室單獨設置排水系統，實驗室排水最終匯至室外酸堿中和池，經處理達標后排放至室外污水系統。食堂廚房排水集中經器具隔油器處理后排入明溝，間接排入室外污水井，室外設有隔油池，進行二次隔油處理。

（2）對雨水系統合理設計十分必要，一方面可滿足雨水排水的目的，另一方面可對雨水進行回收利用，符合綠建標準規定。本工程屋面采用半有壓流87 雨水斗排水系統，為內排形式。本次設計積極融入海綿城市理念，對屋面、道路及地面雨水進行控制以達到徑流控制目的。屋面采用硬質屋面，校區部分停車位采用了透水鋪裝，其他下墊面包括瀝青路面、綠地、塑料場地、硬質鋪裝等。同時，結合海綿城市年徑流總量控制需求設計雨水回收系統（見圖2），根據雨水收集量和雨水用水量，對雨水間歇性特點進行了綜合考慮。通常雨水回收系統儲存量應不低于澆灌用水量3d 設計，本項目3 日回用水量為169.40m3，結合海綿城市年徑流總量控制調蓄需求、雨水管網設置兩個排水口與對應的匯水范圍，故本項目最終設置了兩個蓄水池，分別位于管網末端，雨水處理后可直接用于綠化帶和植被澆灌，具有一定的環保節能價值。

圖2 雨水收集工藝

3.3 消防系統設計

（1）消防系統設計是給排水系統設計的重點之一，必須根據現行消防規范規定，按照相關強制性條文要求對消防系統進行合理設計。本工程單體消防系統以設計需求為依據，包括室內消火栓系統、室外消火栓系統、自動噴淋系統、消防泵房及滅火器等，消防用水量見表1。

表1 消防用水量

（2）室內、外消火栓系統設計時應考慮同一時間內火災次數一次，消防水量按照一次火災一個著火點設計。室外消火栓由市政直接供水，室內消火栓采用臨時高壓系統，水源來自市政供水環管，系統豎向不分區，室內、外自來水供水壓力均為≥0.16MPa。為了確保消防供水一直為穩壓狀態，各設置兩臺室內消火栓水泵和室內消火栓穩壓泵在消防水泵房，用一備一，水泵從市政供水環管吸水，消防水泵選用電動機干式安裝的消防水泵，消防水泵所配驅動器的功率應符合所選水泵流量揚程性能曲線上任何一點運行所需功率的要求。

（3）室內消火栓采用單出口消火栓，每個消火栓箱內配置了DN65 消火栓、DN65 和L25m 長襯膠水帶、DN65×19mm 直流水槍、報警按鈕等各一個，以及滅火器若干；每個單體根據規范要求配置滅火器，變配電室、弱電機房等房間增設滅火器。此外，系統在室外靠近單體位置設有DN100 消防水泵接合器，體育館屋頂設有18m3消防水箱及增壓穩定裝置一套。

（4）本工程設有自動噴淋系統，但在部分場合不設置自動噴淋，如：多層教學樓不設置噴淋，體育館中不宜用水撲救的電氣設備房等部位也不設置噴淋，其余樓棟都設置自動噴淋。消防水泵房集中設置濕式報警閥，濕式噴水滅火系統用水量為30L/ s，火災延續時間為1h；每組濕式報警閥擔負的噴灑頭應在800 個范圍內。本工程由于風雨操場的層高問題而影響消防噴淋設置，最初綜合樓頂層風雨操場層高為12.50m，且頂部為玻璃屋頂，在與當地教育局進行方案討論時，學校使用方對風雨操場的實際使用層高提出要求，并表示為美觀要求需設置吊頂，故最終風雨操場設置吊頂，吊頂下凈高10.40m，噴淋采用K=115 的噴頭，且綜合樓屋頂改為混凝土屋面，其余部位則采用K=80 噴頭。廚房烹飪區域采用93℃溫級玻璃球噴頭，其他噴頭皆采用68℃溫級的快速響應灑水噴頭；噴頭設置應達到備用量要求，即不少于總數的1%，噴頭按照規范要求進行布置，其在頂板、邊墻、背墻、梁間布置時應控制好間距，且應注重與其他工種發生的矛盾協調措施，如裝修中需改變噴頭位置，必須要符合消防規范規定。

4 結語

綜合上述，九年一貫制學校單體數量較多，建筑功能性相對復雜，必須基于學校建筑各功能開展給排水設計，選用最佳供水方案和排水措施。目前本項目已經順利通過施工圖審核，為后期排水施工提供有力的技術支持。