辦公樓的給水排水消防設計側重點分析

彭仕欽

（廣東建安消防機電工程有限公司，廣東 廣州 510300）

0 引言

給水排水設計作為辦公樓建設過程中的重要組成部分，其與城鎮給水排水、工業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、排水系統、消防系統、噴淋系統、雨水系統以及熱水系統，其設計水平的高低和設備的完善程度，是現代建筑的重要標志之一。

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 層為集團內部展示廳，層高6.9m；4 層至7 層為辦公區，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，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 給水排水設計方案選擇與探討

根據大量實踐證明：辦公樓中的給水排水更適合使用分區變頻供水模式，比如以本工程為例，由于建筑層數較高，按照相關《綠色建筑評估體系（第二版）》設計依據，高層建筑必須每隔15 層設置一個緊急避難層和設備放置層，而辦公樓的給水排水正好可以利用這一點，在避難層和設備放置區中間設置轉輸水箱，然后將緊急避難層和設備放置層劃分為一個區，安裝一組變頻泵加壓給樓層供水，各個地區之間在細化為2 個小的區，2 個的區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，這樣可以有效減少供水設備的占用面積。需要特別注意的是，在對本項目的給水排水設計方案的選擇和探討中，需要嚴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計

3.1 給水設計

3.1.1 設計參數

用水額定量：40120L（人·班）。

小時變化數：1.6。

使用人數：120 人。

最高日用水量400m3/d。

3.1.2 水源

本工程項目日常生產生活用水主要有市政給水管網提供，由市政管網分別引入2 根DN200 給水管進行環狀布置，供水壓力為0.25MPa，再從環狀給水管網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 供水方式和增壓設備

本項目給水系統主要分為4 個區，地上1～3 層為J1 區、4～7 層為J2 區、8～13 層為J3 區，13～22 層為J4區。其中，J1 區由市政管網直接供水，J2 區由地下三層泵房內的罐式無負壓加壓設備加壓供水，J4 區經減壓閥減壓后供水。經測算，項目給水排水量約為113.56m3/d。

3.1.4 管材選用

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

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

3.2 排水系統設計

3.2.1 設計參數

通用坡度：0.0022。

充滿度：0.6。

3.2.2 污水系統

排水系統主要分為污水和廢水合流排水系統，最高日排水量為128.7m3/d，生活用水直接排至室外，經過糞化池粗處理后排入市政污水管網內。本項目排水系統采用專門的雙立管排水系統，室內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；排壓事關使用內外熱鍍鋅鋼管，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 設計方案探討

首先，從本項目排水系統狀態可知，排水管中的水流是連續性且帶有空氣的，當水流從高處降落時，水流與氣體的混合就會給排水系統帶來嚴重的不穩定性，水流流量忽高忽低，此時柱塞流的水流狀態會對排水管造成嚴重的破壞，縮短排水管的使用壽命[3]。其次，在保證排水管質量的基礎上，要綜合考慮排水管內的水流不會出現柱狀塞流，這就需要設計人員嚴格計算水力，嚴格控制排水管道的流量負荷極限值，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 消防系統設計

消防給水系統設計應嚴格按照現行國家規范進行設計保證室內外消火栓系統、自動噴水滅火系統以及滅火器設備一應俱全。消防水源由市政給水管網提供，供水壓力為0.25MPa；室外消防給水同樣由市政給水管網提供；消防水池注水容積應達到650m3，共設2 個，每個水池325m3；屋頂水箱室內設40m3消防水箱、消火栓和氣壓穩壓設備一套[4]。

3.3.1 消防系統設計參數

室外消火栓用水量：40/（L/s）。

室內消火栓用水量：30/（L/s）。

自動噴淋系統噴水強度：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計模式，在紅線范圍內先形成環狀管網，將室外消火栓連接至此環狀網，設計流量為40L/s。

3.3.3 室內給水消火栓

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

表1 建筑室內外消火栓用水量標準

3.3.4 室內外消火栓管材選擇

室內外消火栓管材全部選用內外熱鍍鋅鋼管，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

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置行符合設計容量的消防水池，并在屋頂設置一個消防水箱，以保證在緊急情況下（火災發生時）有充足的水源可以是使用。但需要注意的是，應針對不同該辦公樓不同區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

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

噴淋系統通過地下室3 層專用消防水池提供水源，水泵房內設置自動加壓水泵。經測算，噴淋系統設計流量為30L/s，在水泵房內安裝報警閥組。

3.5 雨水系統設計

本項目雨水系統設計使用年限為15 年，降雨歷時10min，屋面使用重力流內排水系統，雨水首先經過87型雨水斗搜集后，通過雨水管排出室外。

3.5.1 雨水系統設計參數

暴雨強度：5.12L/（S·104m2）。

徑流系數1.1。

3.5.2 雨水管道設計要求

（1）雨水排水系統應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）屋面雨水排水系統設置溢流口、溢流堰以及溢流管等的設施，溢流設施不得危害建筑物體質量和行人安全。

（4）裙房屋面雨水設置單獨排水系統。

（5）屋面排水系統設置雨水斗、雨水斗設計根據屋面匯水情況結合該辦公樓的承載能力，管道敷設等的因素確定。

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生的凈水壓。

（3）管材抗環變形壓力應大于0.15MPa。

（4）雨水立水管不少于兩根。

（5）雨水排水管應根據管道長度、所處環境設置必要的伸縮裝置。

（6）設置檢查口，間距控制在20m 之內，并將其布置在便于維修的地方。

3.6 熱水系統設計

本項目熱水系統設計采用有淋浴的小型衛生間安裝電熱水器提供熱水，公共衛生間洗手盆下方預留插座。

3.6.1 熱水系統設計參數

用水額定量：6L/（人·班）。

小時變化數：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

（1）熱水管布設過程中，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，保溫系數選0.6。

（2）熱水管需要穿越樓板、地面時，其頂部應高出地面15～20cm。

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

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

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

4 水資源節約措施

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生間沖廁等，用水量標準及水量計算如表2 所示。

表2 本項目用水量標準及水量計算

4.2 污水回收與處理

該辦公樓衛生間排水、廚房操作間排水經糞化池和隔油池處理之后合并，運用毛管滲濾技術達到景觀用水標準。毛管滲濾技術指的是使用專門的塑料薄膜在地下設置一個土壤生物濾池，運用排水系統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，將水和污染物實現分離，水經過滲濾后通過集水系統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。由于污水回收系統主要設計在地下，不與人直接接觸，對自然環境、衛生和景觀不會造成任何影響。

5 結語

綜上所述，本文結合實際案例系統分析了某辦公樓給水排水設計思路和標準，通過對該辦公樓給水排水設計方案的選擇與探討，給水排水系統進行了合理的設計，即減小了設計的難度，又避免了水資源的浪費問題。為此，作為設計人員，應始終以理論知識為指導，并能運用現代科學技術手段，不斷解決給水排水設計中存在的問題，為保證我國高層建筑的給水排水系統的正常使用奠定堅實基礎。