臺地建筑給排水設(shè)計思路淺析

林文鵬

所謂臺地，是指臺階式用地中每塊階梯內(nèi)的用地[1]。場地高差較大、地勢較復(fù)雜的項(xiàng)目，本著減少項(xiàng)目土方開挖量的原則，利用場地高差合理設(shè)置臺地，能夠最大程度節(jié)省工程投資。然而，臺地建筑的給排水系統(tǒng)設(shè)計是一大難點(diǎn)，如何結(jié)合場地高差合理設(shè)置給排水系統(tǒng)是設(shè)計初期需要慎重考慮的問題。下面根據(jù)工程實(shí)例淺析臺地建筑給排水設(shè)計的思路和方法，對于如何合理設(shè)置給水排水以及消防系統(tǒng)進(jìn)行具體分析。

1 工程概況

本項(xiàng)目位于福建省福州市城市邊緣地區(qū)，場地北高南低，東高西低，根據(jù)現(xiàn)有場地情況由東向西設(shè)置3 個臺地，分別稱上、中、下臺地。上臺地標(biāo)高為羅零標(biāo)高92.00 ～97.00 m，中臺地標(biāo)高為羅零標(biāo)高84.20 ～88.00 m，下臺地標(biāo)高為羅零標(biāo)高72.30 ～80.00 m，臺地之間的高差通過設(shè)置擋墻來解決，內(nèi)部設(shè)置道路繞行銜接相鄰兩臺地，臺地由北向南坡降。3 個臺地共設(shè)置44 棟建筑，總建筑面積為332 813.59 m2，地上建筑總高度為3.85 ～49.40 m，最大層數(shù)17層，地下2 層。其中，下臺地西北側(cè)S1#樓為5 層集中商業(yè)（建成后由當(dāng)?shù)卮逦刭彛ㄖ叨葹?3.20 m；其余為多高層住宅及配套用房。

2 市政條件

由于市政給水管位于整個城市供水系統(tǒng)的末端，壓力偏低，根據(jù)建設(shè)方提供的市政資料，周邊市政管道均集中在地塊西側(cè)的市政道路上。西側(cè)設(shè)有DN300 的市政給水管，給水管在測壓點(diǎn)標(biāo)高70.00 m 處的壓力為0.18 MPa；污水管道DN400，預(yù)留1 個接駁井，標(biāo)高為66.30 m；雨水管道DN1 000，預(yù)留兩個接駁井，西北側(cè)接駁井標(biāo)高為66.82 m，西南側(cè)接駁井標(biāo)高為66.40 m。

3 給水系統(tǒng)設(shè)計

3.1 水源

由小區(qū)西側(cè)規(guī)劃道路市政供水管網(wǎng)引進(jìn)一條DN200 的給水管進(jìn)水，入口壓力為0.18 MPa，測壓點(diǎn)標(biāo)高為70.0 m。

3.2 生活泵房設(shè)置分析

根據(jù)福州市自來水總公司的要求、考慮產(chǎn)權(quán)劃分和后期物業(yè)管理需求，下臺地西北側(cè)S1#樓回購商業(yè)與住宅分開設(shè)置生活泵房。因項(xiàng)目規(guī)模較大，水泵故障檢修可能引起大面積停水，影響較大，且場地存在較大高差，因此住宅部分的生活泵房均在各自臺地的地下室內(nèi)分別設(shè)置，商業(yè)生活泵房設(shè)置在下臺地地下室內(nèi)。考慮商業(yè)內(nèi)設(shè)置的餐飲區(qū)對不間斷用水需求較高，故商業(yè)生活泵房水箱按最高日用水量的50%儲存生活用水；住宅部分的生活水箱容積根據(jù)規(guī)范要求，按最高日用水量的15%儲存生活用水。在滿足規(guī)范要求，盡可能減少車位占用的情況下，由于1 層為架空層，可盡量將水泵房設(shè)置在主樓下方，充分利用其高度優(yōu)勢。

由于市政供水壓力無法滿足中、上臺地地下室住宅生活泵房水箱進(jìn)水的要求，因此在下臺地生活泵房內(nèi)分別設(shè)置了供中、上臺地住宅生活用水的轉(zhuǎn)輸水泵，水泵設(shè)計補(bǔ)水量不宜大于建筑物最高日最大時用水量，且不得小于建筑物最高日平均時用水量；轉(zhuǎn)輸水量的調(diào)節(jié)容積宜按提升水泵5 ～10 min 的流量[2]。小區(qū)生活給水原理流程圖如圖1 所示。

圖1 小區(qū)生活給水原理流程圖（來源：作者自繪）

3.3 冷水系統(tǒng)

考慮到市政給水管位于整個城市供水系統(tǒng)的末端，壓力偏低，特別是供水高峰期水壓存在不穩(wěn)定的因素，當(dāng)?shù)厮畡?wù)公司建議，住宅部分的生活供水采用全加壓供水系統(tǒng)，市政供水范圍僅供至回購商業(yè)S1#樓1 樓、商業(yè)S2 ～S4#樓以及下臺地地下室。住宅豎向分兩個區(qū)供水，1～9層為低區(qū)，10～17層為高區(qū)，分別由上、中、下3 個臺地的生活泵房供給；回購商業(yè)考慮充分利用市政水壓，故豎向分兩個區(qū)供水，1 層為低區(qū)，由市政直供，2 ～5 層為高區(qū)，采用變頻給水，由下臺地地下2 層商業(yè)泵房供給。

3.4 熱水系統(tǒng)

根據(jù)福州市住建局要求，新建住宅12 層以下應(yīng)設(shè)計太陽能熱水系統(tǒng)，設(shè)計前期與建設(shè)方溝通，僅在多層住宅陽臺欄板處預(yù)留太陽能集熱板安裝條件，太陽能熱水器由用戶自理；其余高層住宅僅在衛(wèi)生間或廚房預(yù)留電熱水器安裝條件，冷熱水管及熱水器均由用戶自理，且嚴(yán)禁在浴室內(nèi)安裝直接排氣式燃?xì)鉄崴鞯热菀追e聚有害氣體的加熱設(shè)備。

4 排水系統(tǒng)設(shè)計

4.1 污、廢水系統(tǒng)概述

本項(xiàng)目污、廢水量按90%生活水量考慮，最高日排水量約為1 695.14 m3/d。污、廢水系統(tǒng)采用合流制，室外生活污、廢水經(jīng)化糞池處理后由室外管網(wǎng)匯集排入市政污水管網(wǎng)；回購商業(yè)預(yù)留的餐飲排水管經(jīng)過室外隔油池處理后與污水管匯合，經(jīng)化糞池處理后排入市政污水管網(wǎng)。室內(nèi)地面層以上為重力流排水，底層污、廢水設(shè)無通氣排水管單獨(dú)排放，地下室排水先匯集至集水坑后，再經(jīng)潛污泵提升排至室外污水或雨水管網(wǎng)。

4.2 雨水系統(tǒng)概述

室內(nèi)外雨水與污水應(yīng)分流。住宅屋面雨水排水系統(tǒng)采用87 型雨水斗及側(cè)排雨水斗，均為鑄鐵材質(zhì)，各屋面均設(shè)置屋面雨水溢流口。

4.3 室外排水分析

設(shè)計前期考慮到場地由北向南坡向的高差情況，建設(shè)方對于地下室頂板覆土盡可能少的要求（對結(jié)構(gòu)專業(yè)造價影響較大），以及各住宅污水排水化糞池的設(shè)置分析，在中、上臺地北側(cè)分別設(shè)置了化糞池，雨污水經(jīng)北側(cè)道路污水管網(wǎng)，與回購商業(yè)單獨(dú)設(shè)置的化糞池及隔油池的污水管網(wǎng)匯合后排至西北側(cè)的污水接駁口。其余樓棟的排水均順著場地坡度，由室外管網(wǎng)匯集至各平臺的南側(cè)，在化糞池匯總后排至西側(cè)的市政污水管網(wǎng)。

考慮到地下室頂板覆土較少，雨污水管道一般不在地下室頂板上方交叉，但本項(xiàng)目受場地限制，中間樓棟的室外雨污水管道若不交叉，會出現(xiàn)多條平行布置的干管，對項(xiàng)目造價影響較大。設(shè)計初期分析，各臺地內(nèi)東西向場地的高差幾乎一樣，因此東西向雨水支干管坡度按3‰、污水支干管坡度5‰進(jìn)行常規(guī)設(shè)計，南北向的雨污干管則以場地結(jié)構(gòu)頂板坡度作為管道的設(shè)計坡度。東西向雨水支管跨越南北向污水干管上方接至雨水干管，這樣既可以解決管道的埋深問題，又能滿足頂板覆土少的要求。

道路處若管頂覆土小于700 mm，則可采用承壓措施或設(shè)管溝保護(hù)；管溝蓋板考慮過車時，也可考慮采用10 cm 厚的C20 素混凝土滿包處理。對于高差跌水較大的位置，可間隔距離設(shè)置跌水井。值得注意的是，管道設(shè)計坡度較大時，需根據(jù)規(guī)范規(guī)定校核管道的設(shè)計流速，非金屬管道不宜超過5.0 m/s[3]。

5 消防給水系統(tǒng)

5.1 消防水池水箱的設(shè)計分析

綜合考慮市政供水水壓、后期物業(yè)管理以及工程造價等因素，本項(xiàng)目消防住宅和回購商業(yè)采用分設(shè)消防泵房、合用消防水池的方法，252 t 室內(nèi)消防水池及泵房設(shè)置于下臺地地下室內(nèi)。此外，根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974-2014），消防水池應(yīng)設(shè)置取水口或取水井，且吸水高度不應(yīng)大于6.0 m。因此，288 t 室外消防水池設(shè)置在中臺地地下室，取水口設(shè)置在中臺地室外地面；室外消火栓加壓水泵設(shè)置在下臺地的住宅泵房內(nèi)，吸水管由中臺地引至下臺地的泵房內(nèi)，以滿足水泵的吸水需要[4]。由于住宅與回購商業(yè)室內(nèi)消防系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，因此分別在12#樓屋頂和回購商業(yè)S1#樓屋頂設(shè)1個18 m3的屋面消防水箱。

5.2 消防設(shè)計參數(shù)

根據(jù)規(guī)范要求，各棟樓消防用水量如表1所示（括號內(nèi)數(shù)字為火災(zāi)延續(xù)時間，單位為h）。

表1 各樓棟消防用水量

由表1可知，住宅部分（S3～S4#樓）的總消防用水量為360 t，回購商業(yè)（S1#樓）的總消防用水量為540 t。由于室內(nèi)外消防水量分開設(shè)置，按用水量最大的1座建筑進(jìn)行設(shè)防，分別儲存消防用水，住宅與回購商業(yè)共用消防水池，因此將地下室室內(nèi)消防水池用水量設(shè)為252 t，室外消防水池用水量設(shè)為288 t。

5.3 消防系統(tǒng)概述

室內(nèi)消火栓、自動噴淋給水系統(tǒng)均采用臨時高壓給水系統(tǒng)，室外消火栓給水系統(tǒng)采用低壓消防給水及臨時高壓給水兩套供水系統(tǒng)，各系統(tǒng)豎向均不分區(qū)。考慮后期物業(yè)管理需要，住宅部分和商業(yè)部分的消防管網(wǎng)獨(dú)立分開設(shè)置。

（1）室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。室內(nèi)消火栓管網(wǎng)環(huán)狀布置，地下室車庫、配套公建以及住宅各層均布置消火栓，按照任何部位均要滿足規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)要求的充實(shí)水柱來設(shè)置[5]。

（2）自動噴淋給水系統(tǒng)。地下室住宅與回購商業(yè)的消防泵房內(nèi)分別設(shè)噴淋泵兩臺（1用1備，與水噴霧共用加壓泵），由于屋頂消防水箱無法滿足噴淋系統(tǒng)最不利位置噴頭0.1 MPa 靜水壓的要求，因此在商業(yè)地下室消防泵房內(nèi)設(shè)置噴淋穩(wěn)壓設(shè)備。噴淋泵啟動由報警閥處的壓力開關(guān)控制。

（3）室外消火栓系統(tǒng)。由于市政供水水壓較低，因此市政室外消火栓環(huán)狀管僅圍繞下臺地設(shè)置，環(huán)狀管網(wǎng)上設(shè)置地上式室外消火栓。另外，地下室消防泵房內(nèi)設(shè)有室外消火栓加壓泵，其出水管與室外形成加壓的室外消火栓環(huán)網(wǎng)相連接，環(huán)網(wǎng)圍繞整個小區(qū)，并在加壓環(huán)網(wǎng)上設(shè)置地上式室外加壓消火栓，兼作消防取水口的作用，保護(hù)取水口150 m范圍外的建筑。

5.4 氣體滅火系統(tǒng)

高層住宅下方的配電室及變電所等電氣設(shè)備用房設(shè)置七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)保護(hù)。

6 結(jié)語

臺地建筑是隨著城鎮(zhèn)化擴(kuò)張、土地緊張而出現(xiàn)的產(chǎn)物。相比其他項(xiàng)目，臺地建筑給排水設(shè)計過程中，大到整個項(xiàng)目的給排水系統(tǒng)方案分析，小到各部分的細(xì)節(jié)設(shè)計，均需投入更多精力去分析和深入研究，與各專業(yè)的交圈也需要更加精細(xì)，以減少設(shè)計考慮不足帶來的不良效果。本文通過研究，希望能給廣大同行提供一些設(shè)計思路及參考。