摘要：簡要介紹了天津市華苑產業園區新成大廈給水排水工程的設計，并就設計過程中遇到的問題進行了探討。

關鍵詞：高層建筑 中水系統 水噴霧系統 二氧化碳滅火系統

新成大廈是由韓國新成煥電子技術（天津）有限公司投資建設的一座綜合性大樓。該建筑高度為45m，地下一層，地上十層，總建筑面積為16500m2。其中地下室為戰時人防，平時設備間及汽車庫；一、二層為金融、保險、證券、商務中心等；三、四層為開敞式辦公；五層為健身房、洗浴桑拿用房；六～八層為客房；九層為KTV包間；十層為廚房及餐廳；十層頂為設備層。

本文介紹了新成大廈的給水排水設計，并就設計中遇到的有關問題進行了探討。

一.設計內容介紹

本工程設計共包括生活給水、生活熱水、排水、中水、消防給水、冷卻循環水等系統。

（一）生活給水系統

建筑附近市政給水壓力為0.2MPa，由市政給水管線接入兩條DN200引入管，經水表計量后接至庭院DN200環形管道。由庭院環形管引兩根DN200水管接至室外地下消防水池，引DN100管道接至地下室不銹鋼生活水箱。地下室設有三臺生活泵，兩用一備。

從節能角度考慮，把生活給水系統豎向分為兩個分區。第一分區為地下層～二層，利用市政水壓直接供水；第二分區為三層～十層，由地下生活泵房的變流穩壓生活泵從生活水箱抽水加壓供給。各區最低衛生器具配水點的靜水壓力均不大于0.35MPa。

（二）生活熱水系統

建筑熱水用水點為綜合樓的客房、洗浴及各個衛生間。熱水的最高日用水量為24m3/d。在地下室的鍋爐房內設燃氣鍋爐一臺供應熱水，在屋頂設備間設熱水貯罐一個，貯存4.5 m3熱水。采用機械全循環，為同程式熱水供應系統。在熱水貯罐上設溫控閥，在不用水的情況下，貯罐內水溫降低到設定值時，即啟動循環泵對系統進行循環，以保證熱水供應溫度始終滿足設定值。

（三）排水系統

因本建筑涉及到中水系統，故排水系統采用污廢水分流制，其生活污水與廢水各采用一套管道系統收集排出建筑。地下室地面滲漏水、制冷機冷凝水、泵房排水、坡道雨水、消防排水等清潔廢水分別由集水坑匯集后由潛污泵提升排出，水泵由液位控制啟停。污水排至庭院污水管網后，經化糞池處理后再排入市政管網。廢水排至庭院廢水管網后，收集進入調節池作為中水原水。調節池設有溢流管，當中水原水量大于用水量時，多余部分可直接排至污水管網。這樣既可保證中水水量始終滿足使用要求，又不會因為中水原水量大于用水量而產生污水外溢的情況。

屋面雨水采用內排水系統，排至室外雨水管道。室外采用雨污分流制，雨水經管道收集后排入市政雨水管網。

（四）中水系統

建筑的中水用水點主要考慮為沖廁用水。中水水源考慮采用洗浴排水、盥洗排水等。因為設計周期較短，又沒有實測資料，故采用《建筑中水設計規范》GB50336-2002中表3.1.4（如下表）中的參數進行設計。

注：沐浴包括盆浴和淋浴

注：沐浴包括盆浴和淋浴

根據表中的數據，計算出本建筑的中水用水量為35m3/d。中水原水排水量約為100 m3/d，原水量遠大于用水量，故不用考慮調節池的補水。雨水是很好的原水水源，但其具有較強的季節性，將雨水作為中水水源在收集儲存等方面有一定的難度，并且設計中還需考慮雨水的沖擊負荷問題，解決好雨水的分流和溢流問題，況且室內生活廢水量已足夠使用，故不考慮雨水的收集。調節池的容積按中水日用水量的110％計算，取40m3。中水貯存水箱的調節容積按中水日用水量的30％計算，取11m3。

本設計采用成品膜生物反應器對中水原水進行處理，從安全角度考慮，選用50m3/d的反應器一臺。

調節池的設計如圖所示。

調節池設于室外地下，在調節池的進水管處設毛發聚集井，對廢水中的雜物進行初步的過濾，在沉淀槽中廢水得到進一步凈化。毛發聚集井及沉淀槽需要每隔一段時間進行一次清理，以防影響處理水量。因為總圖布置原因，無法就近設置中水機房，所以機房設在了屋頂設備層，由設于地下室的中水泵提升原水至屋頂反應器進行處理。中水泵的控制設在中水機房內，由膜生物反應器的控制器統一控制。在設備層設有中水貯存水箱一座。水箱設有冷水補水管，設備檢修時不影響正常用水要求。在中水箱出水管上設有紫外線消毒殺菌器，對中水進行消毒。

（五）消防給水系統

1.消火栓給水系統

該建筑為一類建筑的綜合樓，根據《高層民用建筑設計防火規范》表7.2.2之規定，室內、外消火栓用水量均為30L/s，但是根據表下注：“建筑高度不超過50m，室內消火栓用水量超過30L/s，且設有自動噴水滅火系統的建筑物，其室內、外消防用水量可按本表減少5 L/s。”所以本設計選用室內、外消火栓用水量均為25L/s，火災延續時間3小時。

在地下消防泵房內設有智能型消火栓加壓泵三臺，兩用一備。屋頂設消火栓系統與噴淋系統合用消防水箱，貯存10min初期消防用水量共18m3。由于消防水箱最低液位與最不利消火栓的靜水壓力不足0.07MPa，故另設兩臺消防增壓泵，一用一備，為消火栓系統增壓。屋頂水箱間設檢驗消火栓。因為消火栓栓口壓力均不超過0.80MPa，故室內消火栓系統采用一個分區，消火栓栓口的出水壓力大于0.50MPa時，消火栓采用減壓穩壓消火栓。室內消火栓管道成環狀布置，消火栓間距不大于30m，且保證兩股充實水柱同時到達室內任一點。在每層均設有帶消防卷盤的消火栓。每個消火栓處均設有啟泵按鈕。消火栓系統設水泵接合器兩套。

市政管網供水壓力為0.2MPa，室外消火栓用水量由室外環形管道上設置的室外消火栓提供。室外消火栓間距不大于120m，且室外消火栓距建筑物不超過40m。

2.自動噴水滅火系統

該建筑火災危險等級為中危險級Ⅱ級，噴水強度為8L/min·m2，作用面積為160m2。一～十層均采用濕式系統，地下室汽車庫采用預作用系統。除十層的廚房采用93℃閉式噴頭以外，其余部分均采用68℃閉式噴頭。自動噴水滅火系統采用一個供水分區。地下室設智能型噴淋泵三臺，兩用一備。濕式系統與預作用系統共用一套消防泵，泵后分別接各自系統的報警閥。每層均設有水流指示器，在噴淋立管的頂端設自動跑氣閥。在屋頂水箱間設有噴淋穩壓泵兩臺，一用一備，及一臺氣壓罐，泵后管道接至地下消防泵房報警閥前的環形管道。自動噴水滅火系統設水泵接合器兩套。

3.卷簾保護系統

在建筑首層和二層有一處設有防火卷簾的共享空間。在防火卷簾兩側，設閉式加密噴頭對卷簾進行防護冷卻。加密噴頭的噴水時間不低于3小時，噴水強度不小于0.5L/s·m，噴頭間距在2.0m~2.5m，噴頭距卷簾的距離為0.5m。消防泵房內設智能型卷簾保護消防泵三臺，兩用一備。卷簾保護系統設水泵接合器兩套。

4.水噴霧系統

該建筑的空調系統采用直燃機制冷，直燃機與熱水鍋爐均設于地下室的制冷機房內。根據《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95（2001年版），制冷機房應設水噴霧滅火系統。設計目的為防護冷卻，設計噴水強度為9L/min·m2，持續噴水時間為6小時。噴頭采用水霧噴頭，水霧噴頭的布置考慮使水霧直接噴射和覆蓋保護對象。在消防泵房設有水霧泵兩臺，一用一備，系統設雨淋閥。因為水霧噴頭的噴口較標準噴頭小，故閥前應設過濾器，以防水霧噴頭被水中的雜質堵塞，影響滅火效果。

在設計過程中，建設單位認為消防水池偏大。為解決這一問題，在與消防部門研究后，決定將制冷機房的水噴霧系統改為二氧化碳滅火系統。

5.二氧化碳滅火系統

二氧化碳滅火系統設計采用全淹沒滅火系統對鍋爐房進行防護。

(1)防護區具體情況

(2)二氧化碳滅火系統主要設計參數

(3)二氧化碳滅火系統管網設計計算結果

i. 滅火劑儲存容器：

ii. 滅火劑用量：

(4)二氧化碳滅火系統的工作原理

當保護區內一路火災探測器發出報警信號時，報警控制器發出報警信號；當保護區內感煙和感溫兩路探測器同時發出報警信號時或手動操作緊急啟動按鈕時，聲光報警器向保護區內發出聲光報警信號，此時保護區內的人員應立即撤離現場，延時20～30秒后，自動啟動電磁閥，驅動二氧化碳滅火系統，向保護區內噴放滅火藥劑實施滅火，同時，保護區門外的放氣指示燈閃亮，警告人員不要入內。滅火完成后，由專業人員使系統恢復到監測狀態。

6.消防泵房及消防水池

地下室的消防泵房每套系統均設有DN70的放水閥門和巡檢回流管。消防泵房內設有集水坑。集水坑內設兩臺由液位控制的潛污泵，其有效容積按一臺潛污泵5min流量設計。消防電梯與消防泵房相鄰，因為結構專業在基礎的處理方面無法滿足消防電梯下集水坑的容積要求，故在消防泵房內另設有效容積為2m3的集水坑，通過連通管與消防電梯基坑相連，集水坑內設流量為10L/s的潛污泵兩臺，一用一備，由液位自動控制啟停。在消防泵房內設吸水母管，兩端接至室外地下消防水池內。消防泵房內的消防泵均由吸水母管上吸水，吸水管的流速控制在1.0～1.2m/s，水泵出水管的流速控制在1.5～2.0m/s。

消防水池貯存室內消防用水量3小時，卷簾保護系統用水量3小時及自動噴水滅火系統用水量1小時，考慮DN200進水管連續補水3小時，水池中共貯存消防用水280m3。

（六） 冷卻循環水系統

該建筑的地上部分均設有中央空調，制冷機房設于地下室，冷卻塔設于屋頂。制冷機房內設三臺循環泵，兩用一備。在循環泵前設除污器，以截留水中的雜質，循環泵后進制冷機組的管道上設電子水處理儀，以達到防垢、除垢、殺菌、滅藻的功能。

二.設計鍋爐房滅火系統時遇到的問題

根據《高層民用建筑設計防火規范》中第7.6.6條之規定，燃油、燃氣鍋爐房應設置水噴霧滅火系統。本設計在設計之初選用了水噴霧滅火系統對地下鍋爐房進行了保護，水噴霧滅火系統的設計目的確定為防護冷卻。《水噴霧滅火系統設計規范》中設計噴霧強度和持續噴霧時間不應小于表3.1.2（如下表）的規定：

因為上表中并沒有涉及到燃氣鍋爐的描述，而《高層民用建筑設計防火規范》中又有明確規定必須使用水噴霧滅火系統，因此只能套用上表中“可燃氣體生產、輸送、裝卸、儲存設施和灌瓶間、瓶庫”這一條。這樣又會涉及到一個持續噴霧時間的問題，表中持續噴霧時間為6小時，很顯然這個時間對于建筑物內的燃油、燃氣鍋爐房來說是不合理的，畢竟建筑物主體的最大耐火極限才只有3小時。筆者個人認為可以參考自動噴水滅火系統的滅火時間1小時設計。因為水噴霧滅火的一個主要原理是利用細小的水滴對空氣進行稀釋，降低空氣中的氧氣含量，從而達到滅火的目的。如果噴水時間過長，反而會使空氣中的細水滴結合在一起，降低滅火效果。因此筆者以為建筑物內的水噴霧滅火系統噴水時間不宜過長。

就此問題，筆者也曾請教過一些專家，但是最終都因為沒有明確的規范規定，而只能按照6小時設計，由此帶來的問題就是消防水池容積的增大和投資的加大。當前，在高層民用建筑中設燃油、燃氣鍋爐房的情況還是比較普遍的，因此解決此類問題的要求還是很迫切的。在此，筆者提出這個問題，希望規范編制人員在對規范的進一步修訂時可以予以考慮。