近年来,随着我国会展业的迅速发展,展览活动日益增多。展览活动对于发展科技和经济、创造高度物质文明和精神文明,起着重大的促进作用。它不是简单的个体经济行为,而是一种集体性的大规模物质、文化交流方式。而承载这种活动的展览建筑应具备这样的特点:规模性、集体性、间歇性。

　　 给水安全,是指建筑内的一切用水需求都得到满足,需要用水的部位都能随时取得方便使用的、水质保证的、水量充足的、水压适当的供水。随着展览建筑的规模越来越大,其给水安全越来越被人们所重视,在国家会展中心(上海)的设计过程中亦是如此。影响展览建筑给水安全的因素有很多,为掌握全国各大设计单位在设计展览建筑时的做法,了解展馆运营管理方的用水需求和运营经验,现代设计集团《大型博览会建筑水环境安全策略及实用技术研究》课题组在充分研讨的基础上,设计了2组调查问卷进行研究。本文将所收集的资料与规范的要求进行对比分析,并综合设计师们的常用做法和设计经验以及管理方的意见反馈,总结出大型展览建筑的给水安全设计建议。

　　 本次调研通过书信、网络、访谈等相结合的方式,对全国已建成的知名展览建筑给水系统设计情况进行调研,共收回对30家展馆的调研问卷。展馆建筑规模及设计完成时间见表1。

　　 通过对30家展馆的回复统计(见表2)可见,展览建筑采用的给水系统形式是多样的,大多数展馆采用2种或3种相结合的供水方式。管理方大多反馈水压正常,有个别展馆反映曾有叠压供水系统夜间超压爆管的事故发生。

　　 如图1a,设备管沟布置间距,设为9 m的展馆最多,其他情况中,设备管沟有设为12m的,有设置为地下给水栓井的,也有少数采用多种间距结合的和不设置管沟的情况。

　　 设备管沟内给水点布置间距统计分析见图1b,给水点布置间距6m或9m的展馆合计占一半,其他情况中,给水点布置间距有设为3 m的,有设为12m的,有直接设为地下给水栓的,也有少数因没有设置管沟而没有预留的情况。

　　 展会组织方通常会以一个国际标准摊位3m×3m为最小出租单位。展厅的平面布局,通常设计为2排背靠背的标摊,加一条同样是3m的通道,再以此为模块逐行布置,每个模块宽9 m。将管沟设计在背靠背的标准摊位之间,两边的标准摊位都可用到这条管沟内的设施,恰好是每隔9m设一条管沟,这与调研结果相吻合。

　　 并非所有的展览都需要工艺用水。工艺用水和用水机器、设备有关。间隔6 m、9 m、12 m的给水点,设在合适的位置,可使每个标准摊位与取水点的最远距离控制在3~4.5m(理论值),在满足展商用水需求的前提下相对经济,同时,有利于模块化设计。“展规”7.1.2条第2款规定:“预留的给水、排水接口宜每隔10m设一个”,实际调研结果与之不吻合(没有一家的给水点间距为10 m)。建议“展规”修订时,可将此数值改为9m。

　　 在国家会展中心(上海)的设计过程中,也将管沟内给水点间距定在了9m。

　　 设备管沟内预留给水点管径为DN25的展馆最多,占50%,这与“展规”推荐采用的管径是吻合的。其次为DN20,占26.67%,也有个别采用DN50、DN15的展馆。

　　 问卷就给水系统水量部分进行了充分的调研。

　　 调研的30家展览建筑中,有19家展馆设有低位生活水池,其有效容积占最高日用水量的百分比统计见表3。

　　 其中有效容积取最高日用水量25%以下的占78.95%,共15家。低位生活水池有效容积设计取值与“水规”3.7.3条第1款推荐值相吻合。

　　 汇总调研结果,会展用水高峰期间,30家展馆均未发生过供水量不足的安全事故。由此判断,如无特殊要求,低位生活水池有效容积按“水规”的要求取值是安全的。

　　 展览建筑会展期间,大规模集体性的活动多,人员密集;闭展期间,无活动,人员少。针对展览建筑的特点,对会展期间、闭展期间的用水量实测数据进行了分析。

　　 课题组重点调研了2家有代表性的大型展馆,案例一为上海某展览馆,2010年初建成并投入运行,建筑总面积约15.8万m²,展厅面积约7万m²,共有4个展厅;案例二为南方某展馆,建筑总面积约39.5万m²,2002年底建成并投入运行,展厅面积约15万m²,共有15个展厅。对2家展馆2014年全年每日用水量做了详细的统计,通过数据分析处理,日用水量分析见表4。

　　 综合以上分析,展览建筑会展期间用水量与闭展期间用水量差别较大。上海某展览馆会展期间平均日用水量约为闭展期间平均日用水量的2倍,平均最高日用水量约为平均最低日用水量的5.3倍;南方某展览馆会展期间平均日用水量约为闭展期间平均日用水量的1.8倍,平均最高日用水量约为平均最低日用水量的6.1倍。

　　 “水规”表3.1.10的规定,展厅最高日生活用水定额是以每m²展厅面积每日为单位来计算的,可见展馆实际日用水量与展厅面积使用率密切相关。为便于分析,以数据稳定全面的上海某展厅为蓝本,将展厅面积使用率每增加10%为一档,每一档内的实际日用水量进行数据处理,取日平均用水量,得到图2。

　　 从图2中可以看出,随着展厅面积使用率的增大,日均用水量曲线虽小幅波动,但总体趋势增大,当展厅面积使用率达到50%~60%时,日平均用水量为闭展期间日平均用水量的2倍多。

　　 为进一步分析展厅单位面积用水量,对上海某展馆全年特定使用率时的总用水量与展厅使用总面积做了统计,两者之比为该使用率情况下单位面积展厅的用水量。所得数据制成柱状图见图3。

　　 图3中,闭展期的单位面积用水量,按全馆面积统计计算,布展期的单位面积用水量,按布展面积统计计算,不同使用率的单位面积用水量,按实际使用的面积统计计算。

　　 从图3中可见,在使用率小于30%时,单位面积用水量为48~19L/(m²·d);大于30%后,其波动范围为12~7.76L/(m²·d),单位面积用水量与使用率成有规律的反相关。分析其原因是,展厅工作人员(不是展商)的人数及用水量不因展览面积的变化而有大的变化,会展期间或布展期间将用水量均摊到使用面积中,则未租用面积的工作人员用水量被计入租用面积内,造成数据的失真,失真率随使用率增大而减小。

　　 将闭展期的单位面积平均用水量考虑为展馆日常维护用水量,将该水量从展览期用水量中扣除,分析如图4。

　　 从图4中可见,扣除了展馆日常维护用水量后,不同使用率下的单位展览面积用水量波动幅度收窄,30%以下低使用率时,单位用水量较高,之后趋稳,波幅收窄。

　　 低使用率情况下单位面积用水量高的另一个可能的原因是,展厅使用率低时,租用面积小,但人员活动的空间因展厅未进行充分隔断而比实际展览面积大,从而使相对展览面积的人员密度比设计值要高。但由于给水系统设计选用设备设施时,是按全馆(或分区服务范围)面积计算,总用水量仍与使用率成正相关关系,对系统设计影响不大,但此项分析可为后续给水安全策略的确定做准备。

　　 从设计角度分析以上数据,可以将单位面积展厅用水量分为2个部分:一是统计所有闭展日用水量数据,得到日常维护用水量,含编制内安保、保洁等工作人员用水量,全年平均约2.98L/(m²·d),波幅为1.44~5.29L/(m²·d);二是开展或布展期间,观众、展商用水量,按有效租出面积计算,全年平均约6.66L/(m²·d),波幅为1.54~9.33L/(m²·d)。按平均值计算,有效使用的展厅用水量约为2.98+6.66=9.64[L/(m²·d)]。按表4统计,用水量最高的前20天,平均单位面积用水量为9.51L/(m²·d),而这20天,基本对应了展厅使用率最高的时段。

　　 以上按实测数据分析了展厅用水量组成。对照“水规”再进一步分析和验证。“水规”中所规定的最高日用水定额是3~6L/(m²·d),按附注说明,未含工作人员(及展商)的用水量;而展商和工作人员考虑是按全天在场的工作模式计算水量,用水定额是30~50L/(人·d)。由此可知,一个展厅的用水量,包含了2部分:按面积计算的观众和展览工艺用水,及按人数计算的展商和工作人员用水。而按面积计算的用水量,其本质是用水的人。因此,确定一个展厅的使用人数,是选择合适用水量定额的关键。

　　 “展规”4.1.3条规定了展厅中不同楼层单位展览面积的最大使用人数(同时在场人数),地上一层0.7人/m²,地下一层和地上二层0.65人/m²,地上三层及以上0.5人/m²。按该条条文说明,工作人员及展商人数与观众人数的比值为1∶4。由此可推算出工作人员和展商的人数指标为0.1~0.14人/m²。取其用水量定额的中间值40L/(人·d),折算为单位面积指标,为4~5.6L/(m²·d)。可见这两部分基本相当,叠加后的用水量定额为7~11.6L/(m²·d)。

　　 “水规”中展商和工作人员使用同一定额,在实际使用时有不便之处,对设计人员来说,如果不结合“展规”看,容易造成漏算展商用水量,使得计算用水量偏小。一个展馆的工作人员相对固定,而展商的人数随展厅使用率而变,与观众人数正相关。在编制计算书时,需要将2个部分分列,用预计的最大人流量算出展商和工作人员数量,再合计算出最高日用水量。

　　 根据上述计算叠加后的用水量定额与实测数据对比,推荐使用略有余量的8~12L/(m²·d)的定额作为展厅综合用水量标准,这个定额包含了展商、观众和工作人员的所有用水量,使用更方便。

　　 对于已建展馆,工艺用水系统与生活用水系统合用系统占76.67%,共计23家。在选择分设系统的7家展馆中,生活用水和工艺用水采用不同水质的有3家,相同水质的4家。

　　 在被问及“如新设计一个展馆,您将会采用合用还是分设系统”时,设计师的选择比例与现状完全相反:选择工艺用水与生活用水分设系统的占70.33%,共计22家。这样的选择,后面的分析将会继续讨论。

　　 对于已建展馆,管道系统的水质保证措施主要有管沟内管线起端设倒流防止器和支管盲端放水等。其中,管沟内管线增设倒流防止器的占总量26.7%,而这些展馆都是在“展规”实施后设计的,符合其7.1.2条第5项(“给水预留管的起端应有防回流污染措施,并应符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB50015的有关规定。”)的要求,该项措施可有效保证上游给水不被下游污染。

　　 设置了支管盲端放水措施的展馆约占16.7%,此项措施考虑到了支管内的水可能长期不用产生死水的问题。分析认为此项措施简单易行,如配合相关管理措施,可有效控制工艺给水系统的水质。早期建设的展馆采用此项设计的不多,但结合管沟排水设计,增设此项措施,相对简单可行。

　　 在调研中,30家展馆均未采用对大型管路设计回水系统的方式来保证水质。分析原因,增设回水管路使得系统变得复杂,而且很难达到同程,占用紧凑的管沟空间,施工不便。更重要的是,由于展览建筑的工艺用水并非经常使用,以所调研的上海某展馆实测数据资料为例,一年中用到工艺水的展会仅占所有展会的约15%,如为保证水质而采用常年不断循环,能耗较高,且支管的水回到水箱,又进入了一个开式的空间,如长期不换水,仅通过循环、加药、消毒,也很难保证水质长期稳定和安全。

　　 未设计消毒措施的占60%,计18家,其中15家因采用市政直接供水或采用叠压变频供水而没有设计消毒措施;设计消毒措施的共计12家,消毒的形式主要是紫外线消毒与水箱消毒机消毒,其中,消毒机消毒的多采用市售成品消毒机,按水箱容积选配。

　　 会展活动具有间歇性,即使是大型展馆,全年也有一定比例的全馆闭展期。而即使是在开展期,出于观众参观方便、物业管理方便等因素,在满足会展商家对展厅设施要求的前提下,会展管理公司会尽量将会展活动集中安排在一个或几个展厅,这就导致可能有部分展厅的闭展期更长。分析如表5。

　　 2家展馆常年展览的次数及规模均为同行前列,但每年仍会有较长时段的闭展期。例如春节时期、酷暑时期都是展会淡季,2014年上海某展馆的全馆连续闭展期分别达到21天和24天(24天中有1天用于内部员工团队活动,按闭展计算);南方某展馆春节期全馆闭展超过30天。在闭展期间,不可避免存在着展厅内给水管道中的水长时间停滞的问题,而因工艺用水使用率低,设备管沟内的工艺用水停滞在管道中的时间更长。

　　 从回收的调研结果来看,30家展馆均未反馈过水质污染的情况。但是没有报告水质污染不能推断没有发生和不会发生水质污染。由于30家展馆均未设计水质在线监测系统,即使发生水质污染,也很难发现。

　　 “水规”3.2.13条中有规定,“当生活饮用水水池(箱)内的贮水48h内得不到更新时,应设置水消毒处理装置”。在修订版的征求意见稿中,此条被拆分为两条:“3.3.19生活饮用水水池(箱)内的贮水更新时间不宜超过48h”和“3.3.20生活饮用水水池(箱)应设置消毒装置”,其中,3.3.20条是强条。分析原因是:水池(箱)相对是一个与大气相通的环境,微生物容易进入管道系统,而一旦微生物进入水池(箱)内,也更容易繁殖,同时还会影响下游供水的水质,因此对其消毒的要求就相对严格;反过来,水池(箱)相对固定和集中地设于泵房内,也便于设计水消毒处理装置进行杀菌。

　　 在国家会展中心(上海)项目中,为保证闭展期水质,结合机房空间情况,特别做了多个(多格)水箱的设计。即将水箱通常的2格设计拆分为4格(商业部分)或2个×2格(展厅部分)。通常,展会排期在一年前就会排定,管理方可以根据展厅的排期计划,在连续闭展期或展厅使用率阶段性较低的时段临时、有计划地关闭1~3格水箱,减少水箱内的存水,同时清洗停用的水箱备用,而在展会高峰期之前,又可快速恢复4格水箱同时打开储水。为会展配套的商业部分,其客流量与展会密切相关,也可按此思路设计。根据前述对水量的分析,闭展期和会展期的用水量差别很大,为适应各种需求,设计将2个水箱做成大小不等,可以灵活搭配选择不同的储水容积,也便于满足48h更新贮水的要求。当条件所限不便设置时,宜采取可根据展会排期调节水箱储水位的措施。

　　 对管道系统内的水,规范并未有特别的消毒设计规定。市政直供系统或经水泵加压后的系统,相对是一个密闭的、有压的环境,经过杀菌处理的水,如果不接触外界环境,理想状态下,系统中短期内微生物并不容易繁殖。但管道系统越大,接头越多,用水点越多,可能发生渗漏、损坏的点也就越多,而污染发生的部位可能起于某个管段内,有一定的偶然性。对展览建筑来说,闭展期间,管道内的水、尤其是工艺给水管道内的水,停留时间要长得多,不能保证水质仍能满足标准,闭展期存在着水质安全隐患,而一旦水质被污染,微生物将快速消耗水中余氯,并且快速繁殖,使水质恶化,而又因不经常使用难以发现。

　　 考虑到展馆即使在闭展期,仍然有较为稳定的工作人员生活用水和日常维护用水,而这部分用水通常是生活给水系统的用水,且相对展览工艺给水来说,生活用水对水质要求更高。因此,将展览工艺用水系统和生活给水系统分设,一方面可保证生活给水系统中水的流动性,另一方面对工艺用水采取定期放水的措施,保证水质更有针对性,这同时也是展馆运营管理方的经验。分设系统也是被调查者在被问及“如果新设计一个展馆会采用何种方式供水”时,70%以上设计师的选择。

　　 根据调研,管理方有过对水压问题的反馈。主要是采用叠压变频给水系统时,夜间或用水低谷时,市网压力偏高,造成叠压变频给水系统泵后超压爆管的问题。故应强调,需对叠压变频给水系统出口端设控压装置。

　　 在展览建筑中,给水系统管网往往会在水平方向超长。设计时,应充分注意系统末端和近水泵出口端的管网水压。建议在设计管网时,采用恰当的方式控制管道水力损失,使每个用水点的水压均在规范要求的范围内,同时,亦应注意管网设计的合理性和经济性。

　　 为确保展览建筑给水系统安全合理,对相关设计规范提出补充和修改建议如下:

　　 (1)在建筑专业采用3 m×3 m的国际标准摊位进行展厅设计时,展览工艺给水点的设置间距推荐为9m×9m。

　　 (2)设有低位生活水池(箱)且市政供水条件较好时,水箱(池)有效容积按“水规”下限选用,宜多格设计,可根据展会排期调节开启格数控制存水量,当条件所限不便设置时,宜采取可根据展会排期调节水箱储水位的措施。

　　 (3)建议将展厅最高日给水量定额改为展厅综合最高日用水量定额,取8~12L/(m²·d)(单位展览面积,含展商和工作人员等全部用水量)。

　　 (4)生活用水与工艺用水供水系统由泵组起分设,并于每个系统泵后起端管段上设物理消毒设施。

　　 (5)工艺给水的每条支管起端设防回流污染措施,支管以不小于2‰坡度坡向末端展位箱,宜每月定期及在有工艺用水的展会前放水换水。

　　 (6)当当地供水部门条件允许,给水系统采用叠压变频给水系统时,应设计出口控压装置。