室外給排水系統管網設計探討

文／雷曉生 北京東方華太建筑設計工程有限責任公司 北京 100000

引言：

建筑工程設計與施工都是與我們生活息息相關的，大到工程的規劃與設計是否滿足大眾的審美與生活功能需求，小到室外某個雨水口是否能夠及時排空其區域范圍內的積水。室外管網設計圖紙，是對抽象方案的直觀表達，為建筑工程的施工提供重要的參考價值。雖然室外管網綜合圖在整個建筑工程設計圖紙里面僅有寥寥幾張，卻是整個設計與施工的過程非常重要的部分，為整個建筑工程的各系統設計穩定供給提供保障，為規劃提供更合理的方案，是各專業協調的基礎。

1.室外給排水系統管網綜合概述

1.1 室外管網綜合設計簡介

建筑工程的室外管網綜合設計主要為機電專業各系統管網設計，由于水專業室外系統管道種類多、數量大，因此室外管網綜合設計由水專業主導，暖通專業與電氣專業配合，并協調建筑總圖及景觀綠化專業統籌整個工程的管網規劃，推動整個工程的設計進度。

室外管網綜合設計的核心體現在初設階段。拿到方案后，各專業與甲方進行初步溝通，了解甲方的想法，落實重要設計條件，了解當地政策，如對總圖退線要求，對管線敷設的要求。隨著方案的漸漸成熟，建筑平面功能的穩定，根據甲方提供的基礎資料、市政條件，結合方案總圖、地下室輪廓，提出各專業核心機房的種類、位置、面積與凈高的需求，并車庫覆土厚提出合理建議。

1.2 室外給排水系統管網的主要設計內容

室外給排水系統管網設計主要包含室外生活給水系統管網、室外中水給水系統管網、室外消防給水管網、室外污水管網及室外雨水管網的設計。以下為設計過程中的幾個重要步驟：

第一，根據初步設計方案圖，各專業提出初步的方案設想，同時提出需要滿足的條件，對可能出現的問題及不確定因素及時給出提醒，并形成正式的文字發送給甲方。

第二，根據甲方文件回復及相關市政資料包，找出項目用地范圍內的各專業市政接口條件如接駁口位置、管徑、標高及壓力等，逐步核實市政條件，并完善設計思路，并初步給出各系統設計方案讓甲方逐條回復并確認，從而形成初步的設計方案。當出現可能影響方案規劃的問題時，應及時提出并給出參考意見。當市政條件不能確認時，應讓甲方增加現場管線勘測工程，核實現場條件與市政條件是否吻合。甲方提供的市政條件相關圖紙及文件，應作為一項重要的設計依據存檔。

第三，基于正式回復函，形成初步設計方案，以甲方委托設計的任務書形式存檔確認，并以此作為設計依據展開深化設計，配合建筑、結構及總圖專業推動項目進度，直至完成整個項目的施工與驗收。

1.3 室外給排水系統管網設計

1.3.1 室外生活給水系統

室外生活給水設計的重要內容是：生活給水水源條件及相關二次供水要求的確認[1]，即水量與水壓是否滿足項目生活給水與室外消防用水的需求。咨詢當地相關部門自來水壓力及供水的層數；自來水公司對水表的設置、市政直供給水管敷設及加壓區生活給水干管敷設位置是否有特殊要求，能否敷設于車庫內；對于二次供水的設備選用（能否采用無負壓供水設備）及分區供水是否有特殊要求等。

根據甲方的回復文件，對項目單體的各建筑進行分區，并對整個工程做一個初步的管網規劃方案：將市政水源接駁口的位置、水壓及管徑標注在總圖中；根據項目生活給水用水量的計算，結合項目的室內室外消防用水量或補水量，來校核給水引入管的管徑是否滿足使用；根據單體建筑的功能及使用需求，布置環狀供水管網，預留水表井與閥門檢修井，確保生活給水干管敷設滿足規范要求[2]。

補充一點，生活熱水系統雖是室內設計時的內容，但是在室外管網規劃時，通常要提前與甲方溝通確認建筑室內生活熱水給水系統的供水方案，因為生活熱水的熱源條件同時影響室內及室外管網規劃的方案。根據國家最新的節能通規要求，新建建筑應設太陽系統[3]。太陽能利用有三種形式，即太陽能采暖、太陽能熱水和太陽能光伏發電。選用何種形式，作為設計從業者，我們需要給予甲方公正客觀的參考意見，分析各形式的太陽能利用的利弊。

1.3.2 室外中水給水系統

室外中水管網設計的重要內容是：咨詢中水設計政策，確認中水水源條件。若周邊有市政中水管網，采用市政中水水源；若周邊沒設中水管網，但規劃中有，可在市政中水管網未接通之前，暫接自來水系統，待市政中水接通時，再徹底更換為市政中水供水。上述兩種方式需甲方向審圖機構提供市政中水公司供水協議或提供市政中水規劃圖。如不能滿足上述條件，則需要設置中水處理站。

室外中水給水系統可按支狀管網設計，根據建筑功能需求預留水表井與閥門井位置。

1.3.3 室外消防給水系統

室外消防給水的重要內容是：根據水源條件與建筑物定性，確定室外消防給水的形式，合室內消防方案同步規劃消防泵房、消防水池及消防水箱間的位置。滿足火災初期時的水量要求，在火災時為消防隊的撲救提供可靠的消防設施。

當水源不能滿足室外消防水量與水壓時，室外消防給水也需采用加壓供給，消防水池及消防泵房面積加大，消防水池還需要設室外取水口，位置方便消防車靠近，并距離單體距離不小于15 米，不大于40 米為宜，消防取水口不得低于室外地面6 米的吸水高度[4]。

當水源為滿足室外消防使用的雙路市政水源時，室外消防給水由市政直接供給，室外消防給水與室外生活給水管道共用一套管網。

室外消火栓設計要點：保護半徑為150 米，2 個室外消火栓的距離不超過120 米；與水泵接合器的距離不小于15 米，不大于40 米，并滿足距路邊不大于2 米；每個消防撲救面不應少于2 個室外消火栓；距離最近一排停車場處的距離不宜小于7 米；距離人防出入口不宜小于5 米。室外水泵接合器應根據建筑室內消防系統的要求設置，當相鄰的單體均設有水泵接合器時，為避免水泵接合器過多，可根據室外情況可酌情合并設置。

1.3.4 室外污水系統

室外污水設計的重要內容是：將園區的生活污水按區域劃分，根據排水流量的分布與計算，規劃化糞池數量，并結合市政污水管網的接駁口位置以及室外總圖的平面及豎向布置，在園區確定相對更加合理的化糞池位置，化糞池的位置應優先設置在地塊常年風向的下風口[5]。

根據化糞池的分布，找出每座化糞池對應的最不利排水點，來確定整個園區的最不利排水點，統籌考慮，合理布局，確保生活污水自流排入化糞池并最終排至市政污水管網。

1.3.5 室外雨水系統

室外雨水設計的重要內容是：首先確認匯水分區，通過對室外雨水徑流總量的概算，粗算出室外雨水所需的調蓄容積，并提給總圖專業，形成雨水控制與利用的初步方案，為后期設計深化提供參考。

雨水的控制與利用遵循源頭減排的原則[6]，在雨水初期階段就利用草坪、植草溝、綠植帶等多種方式的綠地形式對屋面雨水、室外地面雨水進行截留，并在綠地、透水鋪裝等地方設置溢流雨水口，使超重現期的雨水可溢流排入雨水調蓄池、室外景觀池等調蓄設施內，錯開市政雨水高峰期再排放，使得園區雨水徑流控制率與綜合徑流系數滿足規范相關要求。

室外雨水系統設計時，與總圖專業密切配合，結合項目的綠色建筑設計等級要求，對室外綠地面積的控制、透水鋪裝面積的確定、雨水調蓄池的計算及位置等要素整體考慮，并提出室內雨水的設計方案。

2.實例簡介室外給排水系統管網設計難點

室外給排水系統管網設計時受很多因素的制約，下面以2020年北京市某交通樞紐單體公建項目為例，簡明介紹。

本例工程概況：地上共有三組建筑，1#樓主要功能為換乘空間及公交樞紐辦公，2#主要功能為商業和餐飲等便民設施，3#樓主要功能為公安辦公，在4 層通過金屬屋面與走廊的形式聯通，地下1 層功能為換乘空間及車庫；地下2 層功能為換乘大廳、人防工程及設備機房。項目總建筑面積約為5 萬平方米,建筑高度36 米，為一類高層公共建筑。

本工程周邊市政基礎條件較好，有可滿足要求的雙路市政水源、市政中水給水、市政污水、市政雨水以及市政熱力、雙路高壓、弱電及燃氣的進線條件。

然而，本工程的市政接口大部分集中在地塊東北角，紅線西南角貼著下沉庭院邊緣，無管線敷設條件，地塊北側設2 處汽車坡道，車庫頂板上方大面積范圍覆土厚度僅有0.3 米深。以上因素都成為本例工程室外管網規劃設計的難點。

本工程室外生活給水及室外消防管網需成環狀布置，而北側實土范圍有限，還有汽車坡道限制，使得北側管線位置格外緊張，我們提前與建筑結構專業協調，并與審圖老師請教溝通，讓室外給水及中水干管從車庫借道穿越，解決問題。

西側的生活污廢水設計時，我們主動與建筑及結構專業協調，集中西側衛生間等排水房間的設置，控制必要出戶的污水管線路由出戶處的梁高，從源頭處提前規劃污水干管的設計，盡可能的滿足室內建筑設計功能需求，也盡可能的減少投資。

室外雨水系統設計時，因單體外立面為玻璃幕墻，室內雨水管道無法在首層排至室外散水，車庫頂板上方的覆土厚度又不夠，我們通過與建筑結構專業負責人溝通，對單體周圍的車庫頂板進行局部降板至覆土0.6 米深，使室內雨水管道出戶時滿足非機動車道上方不小于0.4 米覆土的要求，并在車庫頂板范圍設排水溝，讓室內雨水管道與室外雨水管網得以聯通。根據建筑功能不同，在建筑周圍設計排水明溝、排水暗溝及線性排水溝，合理解決問題。

以下截圖為本工程的室外管網綜合平面圖截圖：

圖1 北京市某交通樞紐建筑設計工程室外管網圖

3.室外給排水管網設計過程的總結

3.1 設計方案的確認

首先是基礎條件的確認。及時整理出各系統的供水壓力、接駁口位置及管徑標高，以文字形式通知甲方，并核實條件是否與現場情況一致，且以正式文件形式回復并蓋章確認。若甲方提供的條件不明確時，及時提出要求，對地塊附近的市政路上的管線及預留口進行實地勘測，并提供管線探測圖作為設計依據。

其次是建筑室內各系統設計方案的確認。當建筑周圍無成熟的市政水源條件時，可能需單獨建設生活給水處理機房或中水處理機房，此種情況會加大泵房面積，加大水箱容積，增加水處理設備，增加成本投資，需提前與甲方溝通。當項目需要設集中生活熱水系統時，要提前與甲方溝通確認建筑室內生活熱水系統的熱源方案，因為生活熱水的熱源條件同時影響室內及室外管網規劃的方案。當項目周圍無可用市政污水管網時，設置化糞池，考慮定期用環保車抽走化糞池污水，化糞池的清掏周期可按360 天，污水停留時間按24 小時計，以減少清掏的次數。

方案形成后形成文件，正式回復并確認，作為后期設計的重要依據。

3.2 設計計算

項目計算應列出計算表，方便隨時核查設計參數。項目各系統的水量計算均依據建筑給水排水各系統相關規范規定的步驟進行，相關數據的選取也可參考給水排水技術措施，給排水設計手冊等資料。此過程是對室內室外給排水及消防設計的綜合考量，也是確保項目經濟合理的有力依據。早期的設計計算應考慮充分，為將來的改造預留余量。因各規范上計算步驟及取值要求比較明確，在這里不再贅述。

3.3 路由規劃

根據總圖的平面布置，經濟合理的規劃生活污水的排水走向，優先保障重力流系統管道少拐彎、合理埋深及合理坡度，盡可能以最短的路線出車庫范圍，減少車庫覆土深度；盡可能避免在道路上方設置過多的檢查井。

嚴格核查其敷設標高，避免雨污水管碰撞問題，我常用到的方法有：（1）在總圖上標注局部路面起伏較大的區域，作為園區地塊的控制點，重點關注；（2）在總圖平面中顯示地下車庫輪廓線，明確車庫范圍的邊界以及車庫頂板標高，并在圖紙中分圖層標出，重點核查；（3）重點計算最不利點排水標高，核算園區其他控制點標高，控制好排水坡度，并逐一核算雨污水管道交叉標高。當雨污水出現交叉碰撞時，優先考慮雨水管道在污水管道上方敷設。一方面可以減少埋深，另一方面，出現管道破損時相對污染較輕。

室外雨水口的設置時，應同步考慮以下幾種因素：室外雨水口應以溢流的形式設置在綠地、透水鋪裝等地方；每一座單體的屋面雨落管附近、道路的交匯口處、坡度較大的低洼處、應考慮增設雨水口。

車庫及其他出入口附近、地面標高落差較大的下沉庭院附近均應考慮設置不小于0.3 米高的擋水檻等土建設施，有效防止局部低洼處的雨水量聚集，造成不可估量的損失。若存在局部出現類似集水坑的情況，雨水無法通過坡度及時自流排出，則需要考慮室外設置提升泵，壓力排出局部雨水。

3.4 個人總結

在復雜繁瑣的建筑工程設計中，室外管網綜合只不過是其中一環，雖然不是難度最大的，卻是經歷過程最長的一個環節，也是影響最大的一個環節。任何一個項目的實施，室外管網綜合的設置，是保障建筑工程能夠安全有效長久的運行的最基礎的要求，是室內機電專業設計的根本保障，也是讓整個項目最終實現設計與實施完美結合的重要保障。

在早期方案報規階段，室外管網綜合設計便開始了，與方案同步考慮，同步深化。通過工程的推進，多專業之間的相互配合與調整。在設計方面，在滿足國家規范及地方標準的相關規范前提下，還需要結合項目當地的特殊做法及施工圖審查要點來整體考慮，如甘肅武威市的高層住宅下方的商業網點，當地要求同時考慮噴淋及室內消火栓系統。

在施工方面，由于建筑工程施工周期較長，為避免資金壓力過大，通常會考慮分期建設。室外管線是先按整個園區規劃管線方案，優先考慮一期工程滿足生活及消防的使用，同時為二期工程預留接駁條件。若整個工程分批驗收，則需要各專業的設備機房在一期工程內完成設計與施工，并為二期工程考慮充分預留。若整個工程最終同步竣工驗收，此時可按整個項目同步設計，優先滿足一期工程的設計與施工，為二期工程預留好足夠的接駁口條件。

結語：

室外給排水系統管網的規劃與設計過程，實際上是對整個工程的建筑給水排水系統設計的統籌設計，與室內建筑給水排水系統設計是相輔相成的。

方案階段時，初步確認建筑物定性，統籌整個室外工程各專業系統管網綜合的設計，暫定機電專業的核心機房位置，確定初步方案。

初設階段時，確認建筑物定性，落實各專業核心機房設計對室外給排水系統管網的影響，提出車庫頂板的覆土厚度，核實紅線范圍內是否滿足室外給排水系統管網的敷設，細化室外給排水管網的設計。

初設擴充階段，結合各單體室內工程的設計，反饋到室外給排水系統管網綜合圖中，及時修正優化系統方案，確保整個建筑工程設計可實施性強。

施工圖階段時，再次將各單體建筑系統設計圖紙落到室外管網綜合圖中，確認是否滿足設計與施工要求，避免各專業管線的交叉碰撞。對地塊內起伏路段應重點核算各系統管線標高，尤其是雨污水管線的交叉，同時標注出車庫頂板標高、管線敷設標高及路面標高，畫出局部管線斷面圖，確保各系統安全高效的運行。

本人作為一名建筑給排水設計從業者，我深知設計不僅僅需要深厚專業基礎知識，更需要對工程的細心、耐心與責任心。通過不斷參與設計與施工的磨合過程，使得我們能夠真正地在實際工程中解決設計與施工問題。