杭州东方君悦综合楼给排水及消防系统设计
杭州东方君悦综合楼给排水及消防系统设计
胡晓琼
(浙江省建筑设计研究院,浙江杭州310006)
摘要：东方君悦是一座包括酒店、公寓、商业等功能的综合建筑，其中一幢塔楼为超高层建筑，给水系统和消防系统均采用了中间水箱串联供水，并做了合理的竖向分区。详细介绍了各系统的设计参数，并对消防系统阀门设置、装修喷头布置、生活用水点水压以及自喷系统末端试水等问题提出了自己的观点和解决方法。
东方君悦项目位于杭州重点规划建设的钱江新城核心CBD区域，用地面积为17 650 m2，总建筑面积约13×104 m2。整体建筑由两层地下室和A、B二座塔楼及与其相连的三层裙房组成。A座高35层，建筑高度为135.95 m，B座高26层，建筑高度为99.80 m。建筑功能为：地下两层为防空地下室人员掩蔽所兼汽车停车库、自行车停车库及设备用房；三层裙房为商铺、餐厅、游泳池、SPA、棋牌等；A座四层为避难层兼管道转换层，二十层为避难层兼设备层，其余标准层均为公寓式办公；B座十三层至十九层为酒店，其余标准层为公寓式办公。该工程设计开始于2007年，2013年通过竣工验收并投入使用，目前使用状况良好。
1 给水系统
生活用水量为770 m3/d，冷却循环补水量为480 m3/d。
给水系统竖向分为5个区域，地下二层至地上3层由市政给水管网直接供水，为Ⅰ区，4层及以上均采用变频加压设备供水，分为4个区，4～11层为Ⅱ区，12～19层为Ⅲ区，20～26层为Ⅳ区，A座27～34层为Ⅴ区。
地下二层生活水泵房设生活贮水箱一座，有效容积为140 m3，分为独立的2个，并设三套变频加压设备，分别供Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区用水。地下二层生活水泵房还设有生活转输泵两台，A座20层（避难层兼设备层）设Ⅴ区变频加压设备一套及有效容积为15 m3的中间转输水箱一座，由地下二层转输泵供水至中间转输水箱，再由Ⅴ区变频加压设备供给Ⅴ区生活用水。
2 热水系统
A座和B座标准层的卫生间及三层游泳池、SPA均供应热水，采用全日制集中热水供应系统。热水系统竖向分区与给水系统一致，各区水加热器、热水贮罐的进水均应由同区的给水系统专管供应。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区由热水机组制备生活热水，地下二层设Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区容积为8 m3的压力式热水贮罐各2台，热水机组布设在地下一层空调设备间。Ⅴ区由容积式换热器制备热水，北楼20层设RV系列换热器2台，每台容积为4 m3。加热设备热水出水温度为60 ℃。采用强制循环方式，热水循环泵采用温度自动控制，启泵温度为45 ℃。
3 排水系统
室内排水采用污废水分流制。由于A座为超高层建筑，B座高度也逼近100 m，配合建筑性质的高端定位，故室内排水立管均采用柔性排水铸铁管。排水立管设有专用通气系统，采用H型专用配件连接。
4 消火栓系统
室内消火栓用水量为40 L/s,火灾延续时间为3 h。地下二层设消防贮水池，有效容积为540 m3，储存3 h室内消火栓系统用水量和1 h自喷系统用水量，水池分成能独立使用的两个。
室内消火栓系统采用临时高压给水系统。该系统竖向分为三个区，地下二层至10层为低区，11至27层为中区，A座的28层至34层为高区。地下二层消防水泵房内设低区消火栓泵两台及消火栓转输泵两台，低区及中区由低区消火栓泵供水，通过设置减压阀实现分区。A座20层设35 m3中间水箱2座，由消火栓转输泵供水，设高区消火栓泵两台，供高区消防用水。消防高位水箱设于A座屋顶，有效容积为18 m3。低区系统利用水箱设置高度的静水压，高区系统设消防增压稳压设备。部分楼层消火栓栓口出水压力>0.50 MPa，采用减压型消火栓。高区系统、低区系统及转输系统均分别设水泵接合器。
5 自动喷水灭火系统
所有楼层及地下各层均设有自动喷水灭火系统。地上部分的办公、酒店及商业等为中危险级Ⅰ级，地下汽车停车场为中危险级Ⅱ级。按最大用水量确定，低区、高区自动喷水灭火系统设计流量均为30 L/s，火灾延续时间为1 h。
自喷系统竖向分为两个区，地下二层至A座27层、B座26层为低区，A座28层至34层为高区。地下二层消防水泵房内设低区自喷泵两台及自喷转输泵两台，A座20层设高区自喷泵两台。高位消防水箱设于A座屋顶，低区系统利用水箱设置高度的静水压，高区系统设消防增压稳压设备。
湿式报警阀组总数为24只，其中地下室及一、二、三层裙房自喷系统的报警阀组10只，设于地下二层消防水泵房内。A座4至11层自喷系统的报警阀组2只，设于地下二层消防水泵房内，A座12至34层自喷系统的报警阀组6只，设于A座20层的消防水泵内。B座4至26层自喷系统的报警阀组6只，设于B座核心筒的设备间兼管道井内，由于其面积较小，报警阀组不能集中放置，于是分散设置于不同楼层。
通过合理的竖向分区，又采用集中与分散相结合的布置方式，巧妙利用空间布置报警阀组，并在部分报警阀组前设减压阀，满足了规范要求的所有配水管道的工作压力不大于1.2 MPa。部分楼层水流指示器后设减压孔板，满足各配水管入口的压力不大于0.40 MPa。
每个防火分区、每个楼层均设水流指示器。每个报警阀组控制的最不利点喷头处，均设末端试水装置，其他防火分区、楼层均设试水阀。
6 总结和思考
① 《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045—95,2005年版）7.5.4的条文说明:消防水泵房向环状管网送水的供水管不应少于两条，当其中一条检修或发生故障时，其余的出水管应仍能供应全部消防用水量。消防水泵为两台时，其出水管正确的布置方法图中，在两台水泵输水管与环状管网连接的中间段设了一个消防分隔阀2，见图1(a)。在施工图设计中环状管网须设置若干阀门，例如阀门A、B、C、D等，将管网分成若干独立段,如图1(b)所示。
图1 消防分隔阀的设置形式
有一个问题值得思考，图中消防分隔阀2的设置是为了保障在其中一套水泵检修或故障时，另一套可以供应全部的消防水量。但是如果分隔阀2出现故障需要检修更换呢？只有同时关闭阀门A和阀门B，才能维修或拆除分隔阀2，这时就切断了两台加压泵向整个系统的供水，造成系统无法实施灭火的严重后果。为避免出现这种危险情况，本设计在分隔阀的位置设了两只闸阀2a、2b，如图2所示。当分隔阀2a出现问题，可以关闭阀门A和分隔阀2b，从而检修或更换分隔阀2a，此时仍有一台加压泵可以正常向消火栓管网系统供水，保证了系统的正常运行。同样，如果分隔阀2b出现问题，可以关闭阀门B和分隔阀2a，系统仍有一台加压泵可以正常向消火栓管网系统供水。笔者认为设置2只闸阀作为消防分隔阀是安全合理的。
图2 设２个消防分隔阀的布置形式
② 自动喷水系统的末端试水装置和末端试水阀排水，原设计为排入工具间的洗涤池，在消防系统安装和测试过程中发现问题，末端试水出水量较大，洗涤池无法及时排出，只得临时用消防龙带来接纳排水，将几根消防龙带连接，绕核心筒一周再排入洗涤池，通过消防龙带的蓄水调节，再由洗涤池慢慢排出。于是笔者修改了设计，在工具间增设一根DN100排水管，专门接纳自动喷水系统的末端试水装置和末端试水阀排水。
2014年10月1日起实施的《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 500974—2014)规定“9.3.1消防给水系统试验装置处应设置专用排水设施，排水管径应符合下列规定：自动喷水灭火系统等自动水灭火系统末端试水装置处的排水立管管径，应根据末端试水装置的泄流量确定，并不宜小于DN75”。由此可见,当时作出的设计修改是正确、及时而必要的。
③ A座和B座标准层大多为开间4 200 mm房间，在布置喷头时，根据吊顶形式设计采用了如图3所示的布置方式，喷头布置在标高为2.65 m的一圈吊顶处，喷头间距为3 450 mm，与两边墙的距离分别是360 mm和190 mm。
图3 喷头布置形式
消防部门认为这种布置存在问题，喷头溅水盘与顶板的距离大于300 mm，不利于聚热。笔者与消防部门沟通，谈了自己的设计思路，在布置喷头时，曾考虑将喷头设在标高为3.15 m吊顶处，而根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084—2001,以下简称“喷规”）7.2喷头与障碍物的距离要求，当喷头溅水盘与障碍物底面的最大垂直距离b为0.5 m时，喷头与障碍物的水平距离应为1.5～1.8 m,这样才能保证障碍物不影响喷头布水，但这种布置喷头与边墙距离就大于1.8 m，不符合喷头布置的基本规定。在矛盾重重、无论怎样布置都不能满足“喷规”所有规定的情况下，考虑到小的房间本身对集热较为有利，设计采用如图3所示的布置，首先满足喷头间距及喷头与端墙的距离要求。然后参照7.1.3-2“……确有困难时，溅水盘与顶板的距离不应大于550 mm”，设计也算符合要求。再根据7.1.7条集热挡水板设置规定，由于布置喷头的标高2.65 m处吊顶的宽度至少为400 mm，喷头上部吊顶面积也就是集热面积>0.12 m2，对喷头的集热效果影响不大。在依据规范并且结合现场实际时，设计最大化地做到满足自喷系统的灭火效果，最终通过了图纸审查及施工验收。
“喷规”将喷头布置独立成章，规定极为详尽，条文、表格、图示等占有7页篇幅，而目前吊顶的设计形式极为多样化，在布置喷头时，满足规范的所有要求已经很困难，吊顶设计的美观效果基本就只能忽略不考虑，这是笔者在设计中的一个困惑。
④ 装修设计选用的某品牌热带雨林花洒，面板尺寸为508 mm×508 mm，其最佳工作压力点为0.3 MPa,对应流量为23 L/mim。由于此原因，设计中做出了修改，将各区生活变频加压设备的水泵扬程提高了20 m，以使给水入户支管的压力达到0.3 MPa。2010年12月1日起实施的《民用建筑节水设计标准》(GB 50555—2010)规定：“各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45 MPa,且分区内低层部分应设减压设施保障各用水点处供水压力不大于0.2 MPa”。与此节水设计标准相对照，本工程设计就不符合要求。如何能既保证卫生器具使用的舒适性及豪华性，又符合节水设计标准的规定，是一个设计中不易解决的问题，目前只能期待产品的性能有所提高，使设计者可以选用到节水型的豪华淋浴器。
（本文发表于《中国给水排水》杂志2015年第10期“设计经验”栏目）
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