杭州東方君悅綜合樓給排水及消防系統設計
杭州東方君悅綜合樓給排水及消防系統設計
胡曉瓊
(浙江省建筑設計研究院,浙江杭州310006)
摘要：東方君悅是一座包括酒店、公寓、商業等功能的綜合建筑，其中一幢塔樓為超高層建筑，給水系統和消防系統均采用了中間水箱串聯供水，并做了合理的豎向分區。詳細介紹了各系統的設計參數，并對消防系統閥門設置、裝修噴頭布置、生活用水點水壓以及自噴系統末端試水等問題提出了自己的觀點和解決方法。
東方君悅項目位于杭州重點規劃建設的錢江新城核心CBD區域，用地面積為17 650 m2，總建筑面積約13×104 m2。整體建筑由兩層地下室和A、B二座塔樓及與其相連的三層裙房組成。A座高35層，建筑高度為135.95 m，B座高26層，建筑高度為99.80 m。建筑功能為：地下兩層為防空地下室人員掩蔽所兼汽車停車庫、自行車停車庫及設備用房；三層裙房為商鋪、餐廳、游泳池、SPA、棋牌等；A座四層為避難層兼管道轉換層，二十層為避難層兼設備層，其余標準層均為公寓式辦公；B座十三層至十九層為酒店，其余標準層為公寓式辦公。該工程設計開始于2007年，2013年通過竣工驗收并投入使用，目前使用狀況良好。
1 給水系統
生活用水量為770 m3/d，冷卻循環補水量為480 m3/d。
給水系統豎向分為5個區域，地下二層至地上3層由市政給水管網直接供水，為Ⅰ區，4層及以上均采用變頻加壓設備供水，分為4個區，4～11層為Ⅱ區，12～19層為Ⅲ區，20～26層為Ⅳ區，A座27～34層為Ⅴ區。
地下二層生活水泵房設生活貯水箱一座，有效容積為140 m3，分為獨立的2個，并設三套變頻加壓設備，分別供Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區用水。地下二層生活水泵房還設有生活轉輸泵兩臺，A座20層（避難層兼設備層）設Ⅴ區變頻加壓設備一套及有效容積為15 m3的中間轉輸水箱一座，由地下二層轉輸泵供水至中間轉輸水箱，再由Ⅴ區變頻加壓設備供給Ⅴ區生活用水。
2 熱水系統
A座和B座標準層的衛生間及三層游泳池、SPA均供應熱水，采用全日制集中熱水供應系統。熱水系統豎向分區與給水系統一致，各區水加熱器、熱水貯罐的進水均應由同區的給水系統專管供應。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區由熱水機組制備生活熱水，地下二層設Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區容積為8 m3的壓力式熱水貯罐各2臺，熱水機組布設在地下一層空調設備間。Ⅴ區由容積式換熱器制備熱水，北樓20層設RV系列換熱器2臺，每臺容積為4 m3。加熱設備熱水出水溫度為60 ℃。采用強制循環方式，熱水循環泵采用溫度自動控制，啟泵溫度為45 ℃。
3 排水系統
室內排水采用污廢水分流制。由于A座為超高層建筑，B座高度也逼近100 m，配合建筑性質的高端定位，故室內排水立管均采用柔性排水鑄鐵管。排水立管設有專用通氣系統，采用H型專用配件連接。
4 消火栓系統
室內消火栓用水量為40 L/s,火災延續時間為3 h。地下二層設消防貯水池，有效容積為540 m3，儲存3 h室內消火栓系統用水量和1 h自噴系統用水量，水池分成能獨立使用的兩個。
室內消火栓系統采用臨時高壓給水系統。該系統豎向分為三個區，地下二層至10層為低區，11至27層為中區，A座的28層至34層為高區。地下二層消防水泵房內設低區消火栓泵兩臺及消火栓轉輸泵兩臺，低區及中區由低區消火栓泵供水，通過設置減壓閥實現分區。A座20層設35 m3中間水箱2座，由消火栓轉輸泵供水，設高區消火栓泵兩臺，供高區消防用水。消防高位水箱設于A座屋頂，有效容積為18 m3。低區系統利用水箱設置高度的靜水壓，高區系統設消防增壓穩壓設備。部分樓層消火栓栓口出水壓力>0.50 MPa，采用減壓型消火栓。高區系統、低區系統及轉輸系統均分別設水泵接合器。
5 自動噴水滅火系統
所有樓層及地下各層均設有自動噴水滅火系統。地上部分的辦公、酒店及商業等為中危險級Ⅰ級，地下汽車停車場為中危險級Ⅱ級。按最大用水量確定，低區、高區自動噴水滅火系統設計流量均為30 L/s，火災延續時間為1 h。
自噴系統豎向分為兩個區，地下二層至A座27層、B座26層為低區，A座28層至34層為高區。地下二層消防水泵房內設低區自噴泵兩臺及自噴轉輸泵兩臺，A座20層設高區自噴泵兩臺。高位消防水箱設于A座屋頂，低區系統利用水箱設置高度的靜水壓，高區系統設消防增壓穩壓設備。
濕式報警閥組總數為24只，其中地下室及一、二、三層裙房自噴系統的報警閥組10只，設于地下二層消防水泵房內。A座4至11層自噴系統的報警閥組2只，設于地下二層消防水泵房內，A座12至34層自噴系統的報警閥組6只，設于A座20層的消防水泵內。B座4至26層自噴系統的報警閥組6只，設于B座核心筒的設備間兼管道井內，由于其面積較小，報警閥組不能集中放置，于是分散設置于不同樓層。
通過合理的豎向分區，又采用集中與分散相結合的布置方式，巧妙利用空間布置報警閥組，并在部分報警閥組前設減壓閥，滿足了規范要求的所有配水管道的工作壓力不大于1.2 MPa。部分樓層水流指示器后設減壓孔板，滿足各配水管入口的壓力不大于0.40 MPa。
每個防火分區、每個樓層均設水流指示器。每個報警閥組控制的最不利點噴頭處，均設末端試水裝置，其他防火分區、樓層均設試水閥。
6 總結和思考
① 《高層民用建筑設計防火規范》(GB 50045—95,2005年版）7.5.4的條文說明:消防水泵房向環狀管網送水的供水管不應少于兩條，當其中一條檢修或發生故障時，其余的出水管應仍能供應全部消防用水量。消防水泵為兩臺時，其出水管正確的布置方法圖中，在兩臺水泵輸水管與環狀管網連接的中間段設了一個消防分隔閥2，見圖1(a)。在施工圖設計中環狀管網須設置若干閥門，例如閥門A、B、C、D等，將管網分成若干獨立段,如圖1(b)所示。
圖1 消防分隔閥的設置形式
有一個問題值得思考，圖中消防分隔閥2的設置是為了保障在其中一套水泵檢修或故障時，另一套可以供應全部的消防水量。但是如果分隔閥2出現故障需要檢修更換呢？只有同時關閉閥門A和閥門B，才能維修或拆除分隔閥2，這時就切斷了兩臺加壓泵向整個系統的供水，造成系統無法實施滅火的嚴重后果。為避免出現這種危險情況，本設計在分隔閥的位置設了兩只閘閥2a、2b，如圖2所示。當分隔閥2a出現問題，可以關閉閥門A和分隔閥2b，從而檢修或更換分隔閥2a，此時仍有一臺加壓泵可以正常向消火栓管網系統供水，保證了系統的正常運行。同樣，如果分隔閥2b出現問題，可以關閉閥門B和分隔閥2a，系統仍有一臺加壓泵可以正常向消火栓管網系統供水。筆者認為設置2只閘閥作為消防分隔閥是安全合理的。
圖2 設２個消防分隔閥的布置形式
② 自動噴水系統的末端試水裝置和末端試水閥排水，原設計為排入工具間的洗滌池，在消防系統安裝和測試過程中發現問題，末端試水出水量較大，洗滌池無法及時排出，只得臨時用消防龍帶來接納排水，將幾根消防龍帶連接，繞核心筒一周再排入洗滌池，通過消防龍帶的蓄水調節，再由洗滌池慢慢排出。于是筆者修改了設計，在工具間增設一根DN100排水管，專門接納自動噴水系統的末端試水裝置和末端試水閥排水。
2014年10月1日起實施的《消防給水及消火栓系統技術規范》(GB 500974—2014)規定“9.3.1消防給水系統試驗裝置處應設置專用排水設施，排水管徑應符合下列規定：自動噴水滅火系統等自動水滅火系統末端試水裝置處的排水立管管徑，應根據末端試水裝置的泄流量確定，并不宜小于DN75”。由此可見,當時作出的設計修改是正確、及時而必要的。
③ A座和B座標準層大多為開間4 200 mm房間，在布置噴頭時，根據吊頂形式設計采用了如圖3所示的布置方式，噴頭布置在標高為2.65 m的一圈吊頂處，噴頭間距為3 450 mm，與兩邊墻的距離分別是360 mm和190 mm。
圖3 噴頭布置形式
消防部門認為這種布置存在問題，噴頭濺水盤與頂板的距離大于300 mm，不利于聚熱。筆者與消防部門溝通，談了自己的設計思路，在布置噴頭時，曾考慮將噴頭設在標高為3.15 m吊頂處，而根據《自動噴水滅火系統設計規范》(GB 50084—2001,以下簡稱“噴規”）7.2噴頭與障礙物的距離要求，當噴頭濺水盤與障礙物底面的最大垂直距離b為0.5 m時，噴頭與障礙物的水平距離應為1.5～1.8 m,這樣才能保證障礙物不影響噴頭布水，但這種布置噴頭與邊墻距離就大于1.8 m，不符合噴頭布置的基本規定。在矛盾重重、無論怎樣布置都不能滿足“噴規”所有規定的情況下，考慮到小的房間本身對集熱較為有利，設計采用如圖3所示的布置，首先滿足噴頭間距及噴頭與端墻的距離要求。然后參照7.1.3-2“……確有困難時，濺水盤與頂板的距離不應大于550 mm”，設計也算符合要求。再根據7.1.7條集熱擋水板設置規定，由于布置噴頭的標高2.65 m處吊頂的寬度至少為400 mm，噴頭上部吊頂面積也就是集熱面積>0.12 m2，對噴頭的集熱效果影響不大。在依據規范并且結合現場實際時，設計最大化地做到滿足自噴系統的滅火效果，最終通過了圖紙審查及施工驗收。
“噴規”將噴頭布置獨立成章，規定極為詳盡，條文、表格、圖示等占有7頁篇幅，而目前吊頂的設計形式極為多樣化，在布置噴頭時，滿足規范的所有要求已經很困難，吊頂設計的美觀效果基本就只能忽略不考慮，這是筆者在設計中的一個困惑。
④ 裝修設計選用的某品牌熱帶雨林花灑，面板尺寸為508 mm×508 mm，其最佳工作壓力點為0.3 MPa,對應流量為23 L/mim。由于此原因，設計中做出了修改，將各區生活變頻加壓設備的水泵揚程提高了20 m，以使給水入戶支管的壓力達到0.3 MPa。2010年12月1日起實施的《民用建筑節水設計標準》(GB 50555—2010)規定：“各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓不宜大于0.45 MPa,且分區內低層部分應設減壓設施保障各用水點處供水壓力不大于0.2 MPa”。與此節水設計標準相對照，本工程設計就不符合要求。如何能既保證衛生器具使用的舒適性及豪華性，又符合節水設計標準的規定，是一個設計中不易解決的問題，目前只能期待產品的性能有所提高，使設計者可以選用到節水型的豪華淋浴器。
（本文發表于《中國給水排水》雜志2015年第10期“設計經驗”欄目）
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