建筑给排水设计案例分析

建筑给排水设计案例分析

张立杰

广东博意建筑设计院有限公司

摘要：给排水工程作为建筑物的重要组成部分，其质量的好坏直接影响到整个工程的整体使用功能。本项目由住宅公寓两部分组成，针对该区域的太阳能优势，住宅部分户户采用阳台壁挂太阳能+电热水器的方式，公寓根据需要也采用了集中式太阳能的策略，有效达到的节能减排的需要。

关键词：住宅；分区供水；集中热水；分户太阳能；节能减排

一、工程概况

某项目总总用地面积：239144.78m2，共分为两期项目，一期建筑高度最高为5.0～51.2m。建筑层数1～17层，其中地上1～17层，地下1层；建筑密度22.48%，公寓住户数272户，住宅1580户。设计内容包含用地红线内的、给水系统、热水系统、污水排水系统、雨水排水系统、消防系统工程设计。

二、给排水系统

（一）生活给水系统

1.室外给水系统：一期地块由市政给水管网引接入1路DN250给水管，水压为0.14MPa，管径为DN250。根据用水性质以及用水水源的不同，分别设置商业用水水表DN150，消防用水水表DN150，住宅生活给水水表DN150（4组）。本项目最高日用水量为2312.27m3/d，设计最大时用水量为345.74m3/h。用水量计算如表1所示。

2.室内供水系统设置：①市政总水表后的室外给水管网在地下室敷设至各个用水单元，其中地上1层及以下采用市政直供，2层以上采用二次加压供水方式，共分为3个分区：市政直供区：地下室至1层，由市政给水管网直接供水，市政给水水压为大于0.14MPa。给水低区：由2～9层，由2区变频加压供水设备加压供水；给水中区：由10～17层，由3区变频加压供水设备加压供水；②生活水泵房的布置结合住宅楼之间布置，并结合一个市政水表供水户数不超过500户的分区，方便管理和维护，在一期的住宅群地下室选择合适的位置设置四个水泵房。

3.二次供水水质保证：本项目给水泵的吸水管上安装紫外线消毒器二次消毒；给水引入管进水箱设置足够的安全间隔防止二次污染；各末端接皮带龙头设置真空破坏器。

（二）住宅热水系统

住宅每户设置独立的太阳能板及电热水器、其中太阳能板设置在南向阳台下方，方便检修维护；电热水器设置在对应的阳台上。充分利用太阳能热水器供水、当热水不足时由电辅助加热，使居民日常生活中达到节能减排的效果。

住宅每户按3人计算，每人按50L热水考虑，储热水箱计算容积应为150L；单位面积平板式太阳能集热器产水量可按75L/m2考虑，则对应的太阳能板面积为2m2。考虑美观及实用，太阳能板的水平安装角度为85°，导致太阳能板的阳光直射效果减弱，调整热水箱容积。本项目每户住宅设置有2m2的太阳能集热板在南向阳台上、电热水器80L设置在阳台上方。示意图如图1、图2所示。

图1太阳能板阳台安装示意图

图2住宅太阳能热水管道原理图

（三）公寓热水系统

1.公寓热水概况：该项目大楼共12层，在5F-12F这八层设置公寓客房，每层设置有17间客房，每间房按入住2人计算，共可入住272人。采用太阳能+空气源热泵辅助供热的方式为该项目提供生活热水，并设计一套电加热热源系统，保证极端天气用水安全性。热水系统采用闭式承压水箱储存热水，采用变频供水系统24h供应生活热水。

2.设计参数：冬季最冷月平均冷水计算温度：5℃，夏季平均冷水计算温度：20℃；冬季最冷月平均环境温度：-10℃，夏季平均环境温度20℃；热负荷计算参数：公寓楼5F～12F公寓客房共入住272人，冬季每人每天用60℃热水80L，夏季每人每天用60℃热水60L。

3.生活热水热负荷计算：①热水量计算如表2所示；②设计小时耗热量计算：热泵机组设计小时耗热量按公式（1）计算；③设计小时供热量计算：热泵机组设计小时供热量按公式（2）计算，计算结果汇总如表3所示。

4.太阳能集热器选用：太阳能热水器产品主要是通过吸收太阳光照及辐射能量而产生热量对冷水进行加温供应生活热水的，日照强度及时间以及环境温度对太阳能产品的制热效果有十分重要的影响。该地区在3～11月份期间太阳日照时间相对较长，冷水温度较高，加热所需要得热量较少，因此在此期间太阳能加温热水效果比较好，效率高，是热水理想的加热产品，此时单位面积平板式太阳能集热器产水量可按每天75L/m2计算。

为提高太阳能使用效率，节省投资，这段时间内使用热水量比较少，用水定额按下限值计算，夏季的热水定额室顶板结构的影响，节约造价。

（四）生活排水系统

1.小区排水系统：本项目采用污废水分流系统、雨污水分流系统设计；其中一期地块现有污水排水条件：市政污水管接口1管径为D600；管底标高为35.75；市政污水管接口2管径为D500；管底标高为38.78。地块生活排水系统的设计排水流量为其相应的生活给水系统用水量的90%，最高日设计排水流量为1897.61m3/d。

本项目地势西北高、东南低，雨污水根据地势现状需就近排入室外市政。地下室覆土采取因地制宜、因势利导的策略方针，与建筑配合过程中，相应的覆土条件根据坡降需要，选择了不同的地下室顶板标高，使得地下室顶板覆土标高维持在1.5m覆土，如图3所示，既满足管道覆土要求，也降低覆土对地下室顶板结构的影响，节约造价。

图3项目顶板标高及排水管坡向道示意图

2.室内排水系统：生活排水系统按排水水质划分为：污、废分流，建筑物地面以上的生活污水和生活废水采用重力自流排到小区室外污水管网。排水立管采用专用通气立管排水。

3.室内压力排水：地下室及无法重力自流排放的排水采用集水井、潜水泵加压排水，集水井内潜水泵电源由正常及紧急电源供给。地下室生活排水设置污水集水池和污水泵提升排至室外检查井。地下车库地面排水以及设备用房排水均设置集水坑和提升装置。

4.污水处理：本项目污水经化粪池集中处理排入室外市政管网。

（五）雨水排水系统

1.小区雨水系统：该地区设计暴雨强度公式：

（3）

室外雨水设计重现期为5a，一期地块设计雨水流量2639.97L/s；一期地块的西南侧有市政雨水管接口1，管径为D1000，管底标高为35.728。在地块的北侧有市政雨水管接口2，管径D600，管底标高为41.65。

2.室内雨水排水系统：屋面雨水排水系统采用：重力流雨水系统，就近接入周边雨水检查井。①屋面雨水排水系统设计重现期5a；②设计降雨历时t5min；③雨水径流系数Ψ0.9；④屋面溢流：屋面设置溢流排水设施，溢流排水设施和屋面雨水排水系统的总排水能力不小于设计重现期50年的雨水流量。

3.压力雨水系统：①地下车库出入口等部位设置雨水集水井和雨水提升泵；②每个雨水集水井的提升泵不少于2台，且在紧急情况下可以同时使用；③雨水排水泵应有不间断的动力供应。

（六）消防系统

1.建筑类别：项目消防设计按一、二期商业一并设计考虑，二期住宅区域消防泵房另设置。消防水池及泵房选择按二期火宅危险等级最高的公寓设计二期公寓属于一类高层建筑，二期最高建筑高度87m。

2.消防水量计算如表4所示。

注：1、括号里为一期消防用水量。2、整个项目单座建筑面积超50万m3，建筑室外消火栓设计流量按最大室外消防用水值放大一倍。

3.消防水源及泵房：一期消防水源从市政路给水管网引接入1根管，水压为大于0.14MPa，管径为DN250。室内消防给水设置消防水池及消防水泵房，位于地下一层，消防水池总有效容积1404m3，分独立2座，能分别独立使用，并设置就地水位显示和在消防控制中心或值班室等地点设置显示消防水池水位的装置，同时设有最高和最低报警水位。一期地块在高层住宅一期21#栋屋面设有一个高位消防水箱，有效容积50m3，最低有效水位标高59.20m。

4.室外消火栓系统：①本工程周边市政给水管网尚未完善，为保证供水安全可靠，将室外消防用水量储存于消防水池，设置加压供水设备，并2路供水至室外消火栓管网；②室外消火栓的布置：室外消火栓沿建筑周围均匀布置，室外消火栓布置间距不大于120m，保护半径不大于150m，并在建筑消防扑救面一侧布置的室外消火栓数量不少于2个。

5.室内消火栓系统：①室内消火栓的配置：每个分区底部栓口动压超过0.5MPa的楼层采用DN65的减压稳压消火栓，其余的均采用DN65的室内消火栓；长度25m有内衬里的DN65消防水带及喷嘴直径Φ19mm的消防水枪；Φ25mm消防软卷盘及喷嘴直径Φ6mm的轻便消防水枪；②室内消火栓的布置：包括设备层在内的各层及消防电梯前室均设置消火栓，按直线距离计算消火栓布置间距不大于30m，并满足同一平面有2支消防水枪的2股充实水柱同时到达任何部位。屋面设试压消火栓带压力表；③消火栓系统的分区：室内消火栓系统按系统工作压力不大于2.40MPa和消火栓栓口压力不大于1.0MPa的原则分区，本工程一期室内消火栓系统从竖向上不分区；④消火栓泵：消防泵房内共设2台消火栓泵（l用一备），单泵性能：Q=40L/sH=160m，N=110kW。一期消防供水主管经减压阀减至0.98MPa；⑤消火栓水泵接合器设置：水泵接合器直接供水至室内消火栓环状管网。根据室内消火栓用水量和建筑位置设置相关水泵接合器，每组3套水泵接合器。每套水泵接合器的流量为10～15L/S。

6.自动喷水灭火系统：①本工程以下部位：室内车库、地下室设备房走廊（除了不宜设喷淋系统的房间和普通住宅外）均设自动喷水灭火系统，火灾危险等级为中危险II级，喷水强度为：8L/min.m2，作用面积为：160m2，设计流量为：Q=30L/S，持续喷水时间1h；②喷淋泵：消防泵房内共设2台喷淋泵（一用一备），单泵性能：Q=30L/s，H=155m，N=110kW；③系统分区：一期自动喷水灭火系统由各自地下室喷淋泵组供给，竖向分1个区，配水管道压力不超过0.4MPa；④根据每个湿式报警阀控制不超过800个喷头的原则设置报警阀。在地下室消防泵房内共设置11个湿式报警阀。每个防火分区均设置水流指示器。水流指示器前和湿式报警阀前的阀门均采用信号阀；⑤喷淋水泵接合器设置：水泵接合器供水至自动喷水灭火系统报警阀前环状管网。根据自动喷水灭火系统流量设置水泵接合器，每组2套，距室外消火栓的距离不超过40m。每套水泵接合器的流量为115L/S，设置在首层室外和车道入口；⑥喷头选用：无吊顶的场所，采用直立型喷头。吊顶内布置的喷头，采用直立型喷头。吊顶下布置的喷头，对美观有较高要求的场所，采用装饰性隐蔽式喷头，其余场所采用下垂型喷头。喷头额定温度：天花内上喷头79℃，下喷头68℃，厨房内喷头93℃。

三、结束语

项目给水泵房结合管理方便，按每500户设置一个分区，使得管网维护时对末端用户冲击最少。项目地下室范围较大，地下室降板因地制宜，根据坡度需要，与建筑配合采用了不同的覆土要求，有效节约了造价需要。项目住宅户户采用太阳能板+电热水器的设置，有效地达到了节能减排的需要，该种做法值得推广。

参考文献

[1]建筑给谁排水设计规范[S].GB50015-2003.

[2]建筑设计防火规范[S].GB50016-2014.

[3]消防给水及消火栓系统技术规范[S].GB50974-2014.

[4]住宅设计规范[S].GB50096-2011.

[5]自动喷水灭火系统设计规范[S].GB50084-2001.