大型多功能建筑給水排水工程研究

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隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一批建筑規(guī)模龐大，集酒店、公寓、寫字樓、購物中心、娛樂、餐飲、會議中心等多種功能于一身的綜合性建筑物在許多城市雨后春筍般地興建起來，并成為城市標(biāo)志性建筑物。如珠海市國際會議中心，其建筑面積逾15萬㎡，一至四層為裙樓，上部各有一幢22層五星級酒店，一幢9層會議中心大樓，三幢21層高級公寓樓，是該城市迄今規(guī)模最大、檔次最高，功能最齊全，設(shè)備最先進(jìn)的建筑。大型多功能建筑給水排水工程在所有建筑給水排水工程中，系統(tǒng)最復(fù)雜、設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)最高，因而對設(shè)計、施工及材料設(shè)備等方面均提出了很高的要求。以珠海市國際會議中心（簡稱國會中心）工程為例簡要的分析大型多功能建筑給水排水工程。

　　1、給水系統(tǒng)

　　大型多功能建筑給水系統(tǒng)的安全可靠性要求很高，一旦發(fā)生停水將嚴(yán)重影響建筑功能的發(fā)揮。因此從工程設(shè)計上應(yīng)充分考慮到系統(tǒng)的安全可靠性。

　　首先，給水系統(tǒng)必須有可靠的水源保證，其措施是從市政給水管網(wǎng)的兩個不同位置（其間有閥門分隔）分別引入一根進(jìn)水管，并設(shè)置足夠容量的貯水池。

　　其次，必須選擇合理的給水系統(tǒng)的設(shè)計方案。大型多功能建筑一般為高層甚至超高層建筑，城市給水管網(wǎng)的服務(wù)水壓只能滿足底部幾層的用水需求。而大部分樓層的用水必須考慮系統(tǒng)內(nèi)部自行增壓來解決；同時由于樓層較多，給水系統(tǒng)中上、下層管道中的靜水壓力差必然很大，為了避免下層管道的靜水壓力過大，引起泄漏增加甚至管道、附件破裂以及產(chǎn)生水擊形成噪音、振動，因此給水系統(tǒng)必須實行豎向分區(qū)。

　　按是否設(shè)置高位水箱，給水方式分為水箱給水方式和無水箱給水方式，給水方式按豎向分區(qū)又可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、減壓等三種給水方式，其中減壓方式又分為設(shè)減壓水箱和減壓閥兩種。由于設(shè)減壓閥效果好、投資少又不占建筑面積，因此被廣泛采用。

　　該系統(tǒng)采用水箱給水方式，并采用集中增壓，即由設(shè)于地下層泵房的增壓泵（一用一備）同時供水至五個天面水箱，每個水箱除設(shè)高、低水位繼電器外還設(shè)液壓水位控制閥，實現(xiàn)了系統(tǒng)的自動控制，大大減少了泵房的建設(shè)費用和管理費用。豎向分高、中、低三區(qū)，低區(qū)包括地下層及四層裙樓，由市政自來水直接供水。高區(qū)由天面水箱供水，中區(qū)由天面水箱經(jīng)比例式減壓閥供水。以減壓閥代替減壓水箱，其優(yōu)點是節(jié)省了建筑面積，降低了系統(tǒng)造價，避免產(chǎn)生二次污染。

　　給水管道材料以往都是熱鍍鋅鋼管一統(tǒng)天下，但由于近年來生產(chǎn)出了符合給水管材要求的uPVC塑料給水管，憑借其外觀美麗，防腐蝕性好，不僅在建筑工程中應(yīng)用，甚至已用到市政給水管道，目前其價格略高于鍍鋅鋼管。國會中心給水系統(tǒng)在公寓樓部分采用了uPVC塑料給水管。

　　大型多功能建筑給水系統(tǒng)的噪聲、振動應(yīng)受到嚴(yán)格控制，否則影響使用功能，其措施是采用消聲止回閥，對水泵進(jìn)行隔振處理等。

　　2、熱水供應(yīng)系統(tǒng)

　　大型多功能建筑一般要求全天提供熱水，因此必須設(shè)置中央熱水供應(yīng)系統(tǒng)。熱水供應(yīng)方式分為集中式和分散式兩種。為了避免熱水管道敷設(shè)過長而熱量損失過多及管路易出故障，一般選用分散式供熱水方式。

　　國會中心即采用分散式供熱水方式，分別在酒店、會議中心樓、公寓樓設(shè)置獨立的熱水系統(tǒng)，其水源由各天面水箱供給，管網(wǎng)同冷水一樣作豎向分區(qū)，以保證兩個系統(tǒng)的冷熱水壓力均衡。各區(qū)熱水系統(tǒng)之中央熱水設(shè)備均設(shè)于天面水箱下熱水房內(nèi)，管網(wǎng)采用上行下回機(jī)械全循環(huán)方式以保證熱水供應(yīng)穩(wěn)定。

　　熱水設(shè)備有熱水爐、貯熱水罐、循環(huán)水泵、貯油箱等，其主要設(shè)備是熱水爐，燃料可以為柴油、石油氣等。國會中心采用進(jìn)口熱水爐以確保運(yùn)行正常以及符合環(huán)保要求，以柴油為燃料，由室外油庫統(tǒng)一供應(yīng)。中央熱水設(shè)備示意圖見圖2.可供選擇的熱水管道材料有熱鍍鋅鋼管，紫銅管、uPVC塑料熱水管。鍍鋅鋼管價格最低，但容易受熱水腐蝕，壽命較短，一般8-10年就須更換，適用于檔次較低之熱水系統(tǒng)；紫銅管使用效果最好，壽命長，用于熱水管道有較長歷史。國會中心熱水管道就是選用進(jìn)口紫銅管作管道材料。

　　3、消防給水系統(tǒng)

　　大型多功能建筑由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人流頻繁，加上室內(nèi)木裝修等易燃物品較多，因此發(fā)生火災(zāi)的可能性較大，一旦失火通過電梯間、樓梯間、管道井等很容易造成火勢蔓延。所以這類建筑其消防給水系統(tǒng)應(yīng)能立足于自救，發(fā)生火情能迅速撲滅。

　　按照高層建筑防火規(guī)范要求，國會中心消防給水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計成消火栓給水系統(tǒng)、自動噴淋滅火系統(tǒng)、水幕消防系統(tǒng)等三個獨立的消防給水系統(tǒng)，并保證可靠的消防供電（兩個獨立電源）和消防水源。

　　3.1　消火栓給水系統(tǒng)大型多功能建筑的消火栓給水系統(tǒng)，以消火栓處所受靜水壓力不大于800kPa為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行豎向分區(qū)。國會中心建筑高度未超過80m，因此其消火時便于操作水槍，在消防立管底部動水壓力超過500kPa的消火栓前增設(shè)減壓措施。該系統(tǒng)采用臨時高壓給水方式，即發(fā)生火災(zāi)后才啟動消防泵來增壓供水，天面水箱貯存10分鐘消防水量用以撲滅初期火災(zāi)。與給水系統(tǒng)相同，消火栓系統(tǒng)也采用集中增壓方式。酒店部分由于受天面水箱設(shè)置高度的限制，另設(shè)氣壓給水裝置以滿足最高幾層消火栓所需水壓。建筑內(nèi)部保證兩股充實水柱同時到達(dá)室內(nèi)任何部位，消火栓直徑均為65mm，水帶長度25m，水槍噴嘴口徑19mm。消火栓系統(tǒng)消防用水量為2400L/min，設(shè)4套水泵接合器。

　　3.2　自動噴淋滅火系統(tǒng)自動噴淋滅火系統(tǒng)由供水設(shè)施、報警閥、管網(wǎng)、閉式噴頭及火災(zāi)探測系統(tǒng)等組成，是世界上普遍采用的一種固定式滅火設(shè)施。實踐證明，該系統(tǒng)具有安全可靠，控火滅火成功率高，經(jīng)濟(jì)實用，適用范圍廣等優(yōu)點。大型多功能建筑要求安裝自動噴淋滅火系統(tǒng)的場所較多，國會中心除公寓樓部分外所有場所均安裝了噴頭。系統(tǒng)同樣采用集中增壓供水方式，增壓泵及所有報警閥均設(shè)在地下層泵房內(nèi)。每個報警閥控制噴頭數(shù)不超過800個，最不利噴頭的工作壓力不小于0.1MPa，噴頭口徑為12.7mm，熔解溫度72℃，每個噴頭保護(hù)面積7～9㎡.消防用水量為1800L/min，持續(xù)時間為1h，即初期供水10min和加壓供水50min。

　　3.3　水幕消防系統(tǒng)該系統(tǒng)不直接用來撲滅火災(zāi)，而是與防火卷簾，防火幕配合使用，起到防火隔斷、防火分區(qū)、冷卻防火隔絕物，防止火勢蔓延的作用。水幕消防系統(tǒng)由水幕噴頭、管網(wǎng)、控制設(shè)備、水源等四部分組成。水幕噴頭是開式噴頭，噴出的水形成水簾狀，形式有窗口、檐口、臺口等。國會中心由于建筑規(guī)模大，設(shè)有多個防火分區(qū)，分區(qū)之間設(shè)置保護(hù)卷簾水幕消防設(shè)備，在防火卷簾兩側(cè)各布置一排水幕噴頭，由地下層泵房專用水幕增壓泵供水。水幕消防用水量為20L/s，室上專設(shè)兩套水泵接合器。

　　4、排水系統(tǒng)

　　大型多功能建筑要求排水通暢和通氣良好，若發(fā)生排水管阻塞現(xiàn)象則嚴(yán)重影響建筑物的使用功能。國會中心排水考慮分區(qū)排出，地下層排水通過潛污泵強(qiáng)制排水。排水立管能夠單獨排出盡量單獨排出，酒店部分采用幾根排水立管通過設(shè)于技術(shù)層的水平干管加以連接，分幾路排出，每根排水立管均設(shè)專用通氣立管。

　　排水管道材料過去采用排水鑄鐵管，排出橫管采用鋼管，現(xiàn)在一般均用uPVC塑料排水管代替，既美觀，排水效果又好，正常使用年限可達(dá)50年。uPVC管道接頭采用粘接，立管上必須隔層安裝伸縮節(jié)，以消除因溫差影響產(chǎn)生的脹縮。uPVC管排水噪音較大，須在立管安裝消能裝置以減少噪音。

　　5、特殊給水排水系統(tǒng)

　　為滿足大型多功能建筑特殊功能的需要，如室內(nèi)游泳池，水景等，相應(yīng)地要設(shè)置特殊給水排水系統(tǒng)。國會中心分別在酒店22層天面（供總統(tǒng)套房單獨使用）和裙樓天面設(shè)游泳池。游泳池水必須符合國家有關(guān)規(guī)定，如渾濁度不大于5度，細(xì)菌總數(shù)不得超過1000個/ml等，因此游泳池用水必須進(jìn)行循環(huán)水凈化處理，一般采用接觸過濾和消毒等措施，使池水不斷循環(huán)使用，只需補(bǔ)充少量補(bǔ)給水。

　　國會中心游泳池循環(huán)水處理設(shè)備包括壓力式過渡罐、循環(huán)水泵、加藥設(shè)備、消毒設(shè)備、加熱設(shè)備、濾毛器等。其中加熱設(shè)備只有當(dāng)池水溫度不能滿足使用要求時才啟用，加熱方式采用熱水鍋爐直接加熱。游泳池供水方式采用池底供水，池面溢流回水的循環(huán)供水方式，該方式的優(yōu)點是將池表面的污物迅速排除，池底污物少，有利水的循環(huán)和保證水質(zhì)。

　　6、管道設(shè)置安裝技術(shù)

　　大型多功能建筑由于管道設(shè)備種類數(shù)量較多，包括水、暖、強(qiáng)電、弱電等各種管道設(shè)備，必須進(jìn)行綜合布置，防止“打架”，另外必須注意美觀、隔振、防噪聲等問題，因而對給水排水管道設(shè)備安裝提出了較高的技術(shù)要求。國會中心給水排水設(shè)備集中布置在地下層、天面及設(shè)備技術(shù)層。技術(shù)層高度僅2.2m，布置各種橫向管道及設(shè)備，為保證安裝維修方便，必須具有較好的通風(fēng)照明條件，并有防漏防火等技術(shù)措施。

　　為達(dá)到美觀效果，各種管道立管、橫管盡量隱蔽敷設(shè)，措施有在吊頂內(nèi)敷設(shè)，暗埋于墻、樓板、柱子中，以及通過管道豎井敷設(shè)各種立管，各種立管通過管箍等零件被豎向固定排列在管井內(nèi)，并且每層分出橫支管。為了防止火勢通過管井蔓延，管井應(yīng)每層或隔層設(shè)防火隔斷措施。為檢修、操作方便，管道井須設(shè)檢修門。為在吊頂內(nèi)橫向綜合布置各種管路，水、暖、強(qiáng)電、弱電各工種須在設(shè)計過程中互相協(xié)調(diào)，繪出管線綜合布置圖，避免各種管道交叉敷設(shè)時出現(xiàn)矛盾；若在施工過程發(fā)生交叉矛盾時，一般應(yīng)遵循小管讓大管、壓力管道讓重力流管道的原則。

　　綜上所述，大型多功能建筑給水排水各種設(shè)施較齊全，標(biāo)準(zhǔn)較高，其設(shè)計、施工要求較高，值得專業(yè)工作者進(jìn)行研究和探索。