博览会综合体水环境安全设计导则

作者:陈立宏 冯旭东 徐扬 王珏
单位:华东建筑设计研究总院
摘要:通过专业课题《大型博览会建筑水环境安全策略及实用技术研究》,结合国家会展中心(上海)项目的设计和实际运行过程中的经验,提炼出博览会建筑综合体的给水安全、排水安全、展厅屋面雨水排水安全、园区雨水排水安全等方面的设计导则。
关键词:博览会综合体 水环境安全 给水安全 排水安全 展厅屋面雨水排水安全 园区雨水排水安全 国家会展中心(上海)
作者简介:陈立宏 通讯处:200092上海市黄浦区汉口路151号车10楼; 冯旭东 通讯处:200092上海市黄浦区汉口路151号车10楼; 徐扬 通讯处:200092上海市黄浦区汉口路151号车10楼; 王珏 通讯处:200092上海市黄浦区汉口路151号车10楼;

 

0总则

   (1)本设计导则是为保证博览会综合体的水环境安全,在建筑工程设计阶段全过程中对给水排水设计进行指导而编制,在不超出区域水资源承载能力的前提下,使水环境一方面可以保质、保量地满足人们日常活动需求;另一方面可以有效应对突发事件,保障周边人们的健康、安全。本导则针对博览会建筑综合体的建筑特点和特殊性编制,是在国家现行的有关规范、标准、规程的原则基础上所做的补充,可作为建筑给排水专业设计的技术指导型文件。

   (2)本设计导则适用于各种带有展览功能的博览会建筑、展览馆、会展中心等单体或综合体建筑的水环境安全设计。亦可供功能和使用性质类似的建筑及综合体项目参考。在设计湿陷性黄土、多年冻土和胀缩土等地区的工程或抗震设防烈度超过9度的工程时,应按现行的有关专门规范或规定执行。

   (3)本导则所定义的水环境安全设计,包括给水安全设计、排水安全设计、展厅屋面雨水排水安全设计和园区雨水排水安全设计等。

   (4)博览会综合体的水环境安全设计,应在满足使用要求的同时,为施工安装、操作管理、维修检测及安全保护提供便利条件。

   (5)博览会综合体的水环境安全设计,应符合国家和当地现行的有关标准、规范、规程的要求。

1 定义

   (1)给水安全———建筑内外的一切用水需求应得到满足,需要用水的部位应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。

   (2)排水安全———建筑内外的一切污废水应能顺利、及时排出建筑和园区之外,不应堵塞、外溢、沉积,不应向市政管网或受纳水体排出含有超标污染物的污废水,不应对环境散发异味;火灾情况下发生消防用水时,灭火用水应有排放的出路。

   (3)屋面雨水排水安全———不应因降水而造成对建筑和结构的破坏或损坏;所有为排除雨水而设计、安装的管道、雨水斗不应漏水、渗水;管线振动、变形、噪声等应满足相关规范的要求,不应对正常的展览活动造成影响。这是保证展厅屋面安全的重要环节。

   (4)园区雨水排水安全———应根据园区建筑物的重要性,因地制宜,充分利用现有条件,灵活运用海绵城市建设六字核心“渗、滞、蓄、净、用、排”等各种技术措施,最大限度降低园区内径流系数,最大限度防涝减灾。这是实现园区雨水安全、保证园区生态环境的重要一环。

2 给水安全

2.1 给水系统

2.1.1 水源

   (1)有条件时,宜在每个与市政道路相邻的面,都引入市政给水管道,引入管的设计流量应根据其服务范围按《建筑给水排水设计规范》(GB 50015-2003,2009年版)3.6节相关条款计算。

   (2)当展览建筑或综合体的平均日生活、工艺、冷却水等的用水量不小于一次火灾所需的消防水量时,除当地供水主管部门另有要求外,其室外给水宜采用生活、消防合用环网。

2.1.2 给水系统服务范围划分

   (1)展览建筑与其附属建筑形成综合体时,宜按展厅和不同功能的附属建筑分为不同的服务范围,分别设计给水泵站,并分别计量。每个给水系统的服务半径不宜超过500m。

   (2)生活用水与工艺用水供水系统宜分设,并于每个系统起端管段上设物理消毒设施。

2.1.3 竖向分区及相关设备设施

   (1)应充分利用市政给水压力供水。

   (2)当地供水部门允许时,宜采用叠压变频给水系统。

   (3)当采用叠压变频给水系统时,应设计出口控压装置。

   (4)设有低位生活水池(箱)且市政供水条件较好时,在满足当地供水部门要求的前提下,水箱(池)有效容积宜按现行《建筑给水排水设计规范》下限选用。用于展览部分的水箱宜根据泵房面积分为多个或多格,并相互连通,可根据展会排期,关闭其中的一个或几个分格,按需储水。两个水箱的容积可相等或不等。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。

2.2 展厅及综合体用水量标准

   (1)展厅综合最高日用水量定额,宜按单位展览面积取8~12L/(m2·d)。

   (2)考虑未来商业发展态势,为展厅配套的商业区,各种业态的占比,除按建筑提资进行设计外,宜按50%~80%的餐饮比例复核用水量,预留相应的水池、水泵、给水管道条件。

2.3 工艺给水和展位箱给水

   (1)当建筑设计采用国际标准展位(3m×3m)布局时,底层展览工艺给水点的设置间距宜为9 m×9m;二层及以上展览工艺给水点根据业主需求可适当减少。

   (2)对有可能举行大型特殊工业展览的建筑(如橡塑展),可根据需要在临近泵房的展沟内预留放大口径的支管和展位箱,在有申请及物业审批的情况下,在工艺给水泵设计给水量范围内,可允许特殊需求的展览使用小型增压泵在展位箱给水口直接吸水加压。

   (3)给水或水气展位箱箱体宜采用不锈钢制作,内部给水接口配置,可选用带球阀的1个DN25快速接口或2个DN20快速接口。

   (4)与电气合用的工艺展览支沟的完成面净宽应满足管线施工的操作需要,保证管道及其与展位箱内接口的连接可靠,一般不应小于600mm,土建预留不应小于650mm。

   (5)二层及以上展厅,不设展览沟仅设展位坑安装展位箱时,给水展位箱推荐尺寸不小于250mm×400mm,水气展位箱推荐尺寸不小于300mm×500mm。展位坑宜采用土建预留坑,土建预留坑尺寸应根据展位箱接管方向每侧留250mm阀门和管道的安装和维修空间。管道穿越土建坑应预留柔性防水套管,管道安装完成后,管道与套管的间隙应严密封堵。

   (6)展位箱盖板设计应与箱体完全脱离,地面荷载及过车引起的振动不应传递到箱体。

   (7)展位箱给水口应有可靠的防止被水淹没的措施。

   (8)每个展位箱给水口应单独设控制阀。

   (9)设于楼板下方向上层展位箱供水的管线,应在每条支管上设控制阀,控制阀的位置应便于维修及在展位箱发生漏水或其他故障时快速关闭,避免事故扩大。

2.4 饮水供应

   (1)展厅等使用时间受展览档期影响的区域不宜设置集中处理分散供水的管道直饮水系统。如业主要求提供直饮水,宜设置终端处理装置,并由专业公司每月定期及在开展前对每套设备进行清洗、消毒、维护。

   (2)宜在办公区、会议室、工作人员休息区等非展会期间不停用的场所附近设置开水间提供饮水。

2.5 水质防污染措施

   (1)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。

   (2)所有储水箱均应设水箱自洁机;水泵出水管上均应设紫外线消毒器等物理消毒措施。其安装和维护管理应符合国家标准图集《二次供水消毒设备选用及安装》(14S104)的要求。

   (3)展览工艺用水与展厅生活给水宜共用水箱分设水泵供水,泵后系统分开。

   (4)配套商业部分应考虑预留较高的餐饮比例,预留水箱储水容积,考虑租户入驻时间不同步、商业人流量随开闭展波动大的因素,可将储水池分多个、多格设计,根据展会排期预报可关闭其中的一格或几格,减少存水停留的时间。给水管网也应有所预留。

2.6 给水量计量

   (1)应根据国家和当地相关绿色、节能规范,能耗监测管理规定等要求,在应设水表的位置设置水表。

   (2)水表的安装位置应便于观测和检修。

   (3)一、二级水表应采用远传水表,纳入展馆能耗监测系统;三级及以下水表,有条件的宜采用远传水表,暂无条件的,宜采用数字式水表,预留未来纳入能耗监测系统的条件。

   (4)应提资相关专业或专项设计单位,对水表读数进行有效管理和数据分析。对一二级水表应逐日、逐月自动记录读数,并设置异常报警功能。当出现异常数据时,应及时全面检查异常水表下游的各级水表计量情况,检查系统是否出现管道渗漏、阀件损坏的情况,并应及时修复。

3 排水安全

3.1 园区排水系统

3.1.1 与市政管线的对接

   (1)应在规划和方案阶段,做好与市政管线的对接工作。

   (2)当展览建筑与市政规划同步设计时,相互提资阶段宜在出口标高上留有余量,保证园区总图设计时,排水管线安全的坡度。

   (3)当项目为旧区改建或周边市政管线为现状管线时,除收集相关部门的市政资料外,还应现场实测允许接入的排水接口标高,作为总体排水管线的设计依据,同时宜留有余量。

3.1.2 园区排水系统流域划分

   (1)大面积的展览建筑园区,宜按就近原则,在规划和方案阶段,结合市政排水接口位置,将园区划分适当的排水流域。

   (2)市政管网雨污水预留接口经常相邻设置。在排水流域规划时,应注意雨污水管线的标高和前后位置,减少这两种管线交叉,避免做倒虹管。

3.2 展厅排水

3.2.1 展厅生活排水

   (1)最高日和最大时排水量宜按设计给水量计算。

   (2)大型成组布置的卫生间,有条件时排水管道宜分为多根出户或接至排水立管。当受条件限制不能分为多根排水、且DN150排水管管长超过15m时,其坡度不宜小于1.5%。

   (3)当污水集水井设计排水流量小于等于5L/s时,污水集水井超高报警水位应比地坪完成面低至少300mm;当污水集水井设计排水流量大于5L/s时,污水集水井超高报警水位应比地坪完成面低至少400mm。当污水集水井内有2台水泵1用1备时,污水泵启泵水位应比超高报警水位低至少200mm;当污水集水井内有大于2台水泵时,如水位达到超高报警水位以下250 mm,则除备用泵外的工作泵应全部启动。

   (4)污水集水井应保证潜水泵安全运行的最低水位。

   (5)污废水集水井内水位报警信号应纳入BA管理系统,其报警功能必须与主体建筑同时投入使用。

   (6)污水泵房宜预留与排水泵功率相同的电源供临时应急排水的移动泵使用。

   (7)用于卫生间污水排水的水泵(含污水提升器内置水泵)宜采用有独立的多刃连续切割的研磨式粉碎系统,便于轻易切碎纤维和易缠绕物体,保证水泵平稳运行。不应采用剪刀式切割刀盘。

   (8)每台污水泵应满足在全淹没或部分淹没的条件下连续工作,水泵防护等级IP68,F级绝缘,随机应配长度足够的防水电缆,应采用可24h连续运转S1运行模式水冷式电机。当采用污水提升装置时,宜按单泵每小时启动15~20次设计,水泵出厂测试应按每小时启动30~40次。控制柜必须带有过热保护强制停泵并报警的功能。

   (9)特别重要的区域,有条件时宜设置地面积水报警装置。

3.2.2 工艺排水和展位箱排水

   (1)给水或水气展位箱箱体宜采用不锈钢制作。底部应设带排水软管插口的接口,插口下方应有防杂物落入和便于清理的网筐,排水口径不宜小于DN75。

   (2)位于底层展览支沟内的展位箱排水,应采用管道连接展位箱底部的排水口,汇总后间接排放至集水井,或排至室外水封井,不应直接排水至展览沟。

   (3)底层展览支沟应设不小于5‰坡度坡向主沟或集水坑,主展沟应设不小于3‰坡度坡向集水坑。展沟内不应长时间积水。

   (4)位于楼层的展位箱排水,宜采用管道直接连接汇总或间接排入展位坑地漏、地漏排水再汇总的方式,汇总后的管道宜接至室外水封井。

   (5)楼层展位箱坑底应设排水地漏。

   (6)楼层展位箱排水汇总管,管径不宜小于DN150。应考虑受温度变化的影响所产生的纵向伸缩量并采取相应的措施。管长超过30m宜设通气管。通气管伸顶困难的,宜采用自循环通气、侧墙通气等方式。展位箱排水通气管不应与卫生间排水通气管合用。

3.3 配套功能区排水

   (1)考虑未来商业发展态势,为展厅配套的商业区,各种业态的占比,除按建筑提资进行设计外,宜按50%~80%的餐饮比例复核用水量和排水量,提资建筑、结构专业预留相应的隔油机房、集水坑的位置及荷载条件,提资电气和暖通专业隔油设备的配套条件。

   (2)隔油机房宜预留前室,机房内负压,前室正压,避免清理维修时气味窜至展厅和其他功能区域。隔油机房应设计冲洗水管及排除地面、坑内积水的措施。

4 展厅屋面排水安全

4.1 展厅屋面

   (1)应在方案阶段尽可能与建筑师沟通,形成内高外低的有利于排水的屋面方案。当无法做到完全内高外低时,应保证最低点(天沟位置)不在展厅上方。

   (2)对于大型展厅屋面雨水系统,宜采用虹吸式屋面雨水排水系统。

4.2 虹吸式屋面雨水排水系统

4.2.1 系统划分

   (1)单个虹吸式雨水排水系统的最大设计汇水面积不宜大于2 500m2。多斗系统的设计应考虑多斗的流量叠加造成的排水能力衰减,考虑一定的余量。

   (2)绿化屋面与非绿化屋面不应合用一套虹吸式雨水排水系统。当两个屋面共用排水天沟时,可合用一套系统,但设计流量应根据不同屋面径流系数加权叠加计算。

4.2.2 系统设计

   (1)虹吸式雨水排水系统的屋面应设溢流设施,且应设置在溢流时雨水能通畅流达的场所。当采用金属屋面及内天沟且沟檐溢水会进入室内时,溢流设施优先采用溢流管道系统,有条件时宜同时设溢流口。

   (2)当采用管道系统溢流时,雨水斗进水高度应经过计算确定。当采用金属天沟时,可将常用系统和溢流系统的雨水斗安装于相同高度,并在溢流雨水斗外设溢流围堰控制溢流雨水斗的进水深度。

   (3)虹吸式屋面雨水系统加溢流口或者溢流管道系统的总排水能力不应小于其50年设计重现期的雨水量。对特别重要的展厅、溢流会进入展厅或会造成严重后果的展厅、轻质屋面展厅,应采用总排水能力不小于设计重现期100年的雨水量。

   (4)雨水斗应设连接管和悬吊管与立管连接。多斗系统中雨水斗不得直接接在立管顶部。当悬吊管上连接多个雨水斗时,雨水斗宜对雨水立管做对称布置。

   (5)当虹吸式排水系统设置场所有可能发生雨水斗堵塞时,应按任一个雨水斗失效,系统中其他雨水斗以雨水斗最大实测流量运行的工况,复核计算系统的最大负压和天沟(或屋面)积水深度。

   (6)设计应考虑采用消能措施将过渡段的管道压力控制在50kPa以内。可采用增加局部阻力的消能弯头设计或采用专用配件。虹吸式雨水管道出口处第一个检查井,应采用钢筋混凝土井或消能检查井,多管接入时钢筋混凝土检查井或消能井应有排气功能。

4.2.3 设计变更

   压力流雨水排水系统应设计文件施工,设计变更需经原设计单位的给排水、建筑、结构专业共同确认。

5 园区雨水排水安全

5.1 园区雨水系统

5.1.1 与市政管线的对接

   与市政管线的对接设计,可参考本文3.1.1节(1)~(3)条关于排水管线与市政管线的对接要求。

5.1.2 园区雨水系统流域划分

   雨水系统流域划分设计,可参考本文3.1.2节(1)、(2)条关于排水管线与市政管线的对接要求。当不能避免雨水管线和排水管线标高相碰时,应使排水管线优先通过,雨水管线绕道或采用倒虹管。

5.1.3 园区雨水设计重现期

   (1)园区内室外展场雨水设计重现期不宜小于5年,其余室外场地雨水设计重现期不宜小于3年。

   (2)重要部位雨水设计重现期不宜小于10年;对无法通过重力直接排至外总体的重要部位,积水可能威胁公共设施、地下室重要机房、室内区域安全的部位,雨水设计重现期不应小于100年。

5.1.4 园区雨水泵房

   (1)所有雨水排水泵应设备用泵,应有不间断的动力供应,供电宜采用一级负荷设计。

   (2)对于雨水泵的控制应采用多液位控制。无暴雨预警时,首台泵启泵水位设于最低安全水位线上1m,之后水位每上升100 mm,增开1台水泵。当水位达到超高报警水位时,应同时开启备用水泵。

   (3)雨水泵房应有措施,保证水池内的水不会溢出而威胁到地下室各类机房的安全。

5.2 园区雨水排水安全

   对于博览会综合体园区雨水排水,应根据园区内实际情况,因地制宜,充分利用现有条件,灵活运用海绵城市建设六字核心“渗、滞、蓄、净、用、排”等各种技术措施,选择适合园区的一种或几种生态雨水排水系统。最大限度降低综合径流系数,最大限度消除园区内涝灾害。

   可选择的系统:植物截留系统、雨水渗透系统、雨水滞留及调蓄系统、雨水利用系统等。

   当受场地所限,仍难以有效降低综合径流系数时,可通过适当放大园区内的雨水管管径来增大调蓄容积。

   雨水利用系统的设计,应符合国标《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB 50400-2006)中有关条款的规定,可参考国家标准图集《雨水综合利用》(10SS705)、《城市道路与开放空间低影响开发雨水设施》(15MR105)中的做法。

5.3 园区防涝预警控制系统

   应充分利用暴雨预警信号,制定相关管理制度。宜在非汛期充分利用雨水调蓄池存水进行浇洒和冲洗,降低市政泵站排水流量,均匀向河道排水;在汛期应重点发挥其蓄洪功能,做好预排空。

   园区防涝预警控制系统应实行动态管理,并纳入城市防涝防洪预警系统。

    

参考文献参考文献

[1] GB 50015-2003(2009年版) 建筑给水排水设计规范

[2] CECS183:2015 虹吸式屋面雨水排水系统技术规程

[3] GB 50014-2006(2014年版) 室外排水设计规范

[4] JGJ 218-2010 展览建筑设计规范

[5] GB 50400-2006 建筑与小区雨水利用工程技术规范
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