寰宇汇金中心给排水和消防设计介绍及思考

作者:蒋毅 陈露华 吴文雯 丁雪 王一焜 马立
单位:上海华都建筑规划设计有限公司 东莞市盛世御峰房地产开发有限公司
摘要:寰宇汇金中心项目总建筑面积75万m~2,地下建筑面积23万m~2,最高建筑高度245m。通过对给水、排水以及消防系统三个主要方面的阐述和介绍,总结设计经验,为类似城市综合体项目设计提供参考。
关键词:城市综合体 给水 排水 消防 绿色节能 海绵城市
作者简介:蒋毅 通讯处:200092上海市中山北二路1111号同济规划大厦7F 电话:(021)65976171 E-mail:jiangyi1975@163.com;

 

1 项目概况

   寰宇汇金中心项目地处广东省东莞市南城区,项目东邻东莞大道,北靠隆溪路,南接宏北路,基地面积8.9万m2,项目总建筑面积75万m2,地下建筑面积23万m2,地上建筑由8个地块9幢高层、超高层建筑和1幢4层独立建筑组成,各地块建筑单体情况及建筑规模见表1。市政道路宏七路由北向南穿越本项目基地,将基地划分为东、西两区,东区包括5~9号地块,西区包括1、2、4号地块,详见图1。基地内东、西区地下室在宏七路下地下1层仅设人行连通道,地下2、3层则相互连接成为一体;东、西区内各地块地下室从地下1~3层相互连通;东、西区地下室中包含人防面积6.998万m2,分别位于东、西区地下3层和西区的局部地下2层,以及宏七路下地下3层。

   表1 各地块建筑规模一览   

表1 各地块建筑规模一览

   注:以上各地块建筑面积,不包括各地块间规划道路、宏七路以及城市广场下的地下建筑面积。3号地块由万科公司独立开发,不属于本项目范围内,待项目建设完成后,地下室部分再与其他地块连接贯通。①1号地块地上由一幢26层塔楼和一幢4层建筑组成;②9号地块地上由一幢58层塔楼和一幢35层塔楼组成。

2 给排水设计

2.1 给水设计

2.1.1 给水系统

   给水系统是给排水系统设计中的主要耗能部分之一,给水方式的选择以及给水系统的分区,需要结合用水点的舒适度要求、运行能耗和市政供水情况综合考虑决定。宏七路西侧1、2、4号地块建筑功能定位是小户型产权式公寓,裙房及地下室的部分区域考虑商业使用功能。宏七路东侧5~9号地块建筑功能按照办公楼进行设计,裙房和地下室也考虑部分商业使用功能。项目中建筑单体数量较多且高度不一,同时使用性质也不完全相同,因此从使用的便利和减少相互之间影响的角度出发,各地块设置独立的生活加压供水泵房,在充分利用市政供水压力的前提下,对生活用水压力不能满足的楼层,由生活水泵房加压供给。依照各建筑的不同性质,综合比较《建筑给水排水设计规范》(GB 50015-2003,2009年版)和《民用建筑节水设计标准》(GB 50555-2010)中关于用水定额的标准,以《民用建筑节水设计标准》中用水定额的上限值作为本项目用水定额选取的标准,具体用水定额的选取详见表2。在确定给水系统的供水方式时,按照各建筑的性质不同,从节能、降噪、便于运行管理的角度分别选择不同的供水方式,详见表3。

   表2 主要建筑功能用水定额选用   

表2 主要建筑功能用水定额选用

   注:*由于绿化种植种类的不确定,该用水定额按照《建筑给水排水设计规范》(GB 50015-2003,2009年版)选取。

图1 寰宇汇金中心总平面示意

   图1 寰宇汇金中心总平面示意

    

2.1.2 设计中问题和解决办法

   项目中各地块地上建筑高度和使用性质不同,如果采用区域集中供水的方式,无论从使用、管理和技术角度都不会是最好的解决方案。合适的供水方式应当是既满足用户要求,又符合节能、环保,关键今后使用的成本还不能太高。

   产权式公寓应当选择什么样的供水方式?办公楼的生活用水时间集中,但是在用水时间段内室内用水量分布并不均匀,为避免频繁启动加压水泵,因此选择水泵—水箱联合供水方式。本项目中的产权式公寓,根据建设单位的想法,使用性质更接近于单身公寓或办公公寓,因此在给水方式选择时也考虑采用水泵—水箱联合供水方式,但这一想法遭到了反对,业主方希望采用恒压变频供水方式,主要基于以下原因:①系统中贮存过多的生活用水,容易造成二次供水污染问题;②如果在避难层中设生活转输水箱和水泵,也会对上、下楼层紧邻的公寓居住环境造成影响。

   表3 生活给水系统供水情况一览   

表3 生活给水系统供水情况一览

   注:二次供水地下生活水池及屋面高位水箱均设置消毒杀菌设备。局部供水压力不足的楼层,通过给水增压设备供给。生活给水系统采用垂直分区并联供水,给水系统分区减压阀控制分区供水压力不超过0.45 MPa,并通过支管减压阀控制用水点压力不大于0.2 MPa;减压阀组控制前后压差不大于0.3 MPa。

   针对这样的不同意见,最终通过解释和沟通,选择2种供水方式同时使用,避难层以下楼层的生活用水,由地下3层生活泵房设置恒压变频供水设备提供;避难层以上楼层生活用水,由屋面高位生活水箱提供,在顶层局部供水压力不足的楼层通过生活用水局部增压设施提供,但做好相应的隔音降噪措施。避难层除消防泵房外,不设生活水箱及转输设备,屋面高位生活水箱贮水由地下室生活泵房给水加压泵直接加压供给,并设置二次供水杀菌消毒设备,通过这样的方法,降低水质污染的风险,减少噪音对环境的影响,并且还可以在避难层中腾出更多的避难空间。

2.2 热水设计

2.2.1 热水系统

   虽然在项目中建设单位未提出对热水系统的设计和使用要求,但因为有产权式公寓和商业中预留餐饮面积的存在,今后完全可能有生活热水的使用需要。而建设单位从节省建设投资和今后使用的不确定性角度出发,反对建设集中式的热水供应系统。怎样解决今后的使用需要和目前建设的矛盾,并满足项目建设的绿色、节能要求,这就是需要考虑并解决的问题了。

2.2.2 设计中问题和解决办法

   选择什么热媒,采用怎样的系统形式,才能满足“目前不建设,今后需要使用时可以增设,而且还要能够满足绿色、节能、环保的要求”?

   经过分析比较,结合华南地区的气候特点,设计单位最终建议产权式公寓采用分户小型空气源热泵机组解决今后用户的热水使用问题,建筑专业在考虑室外空调机组设置位置时,同时预留好用户所需的空气源热泵机组位置;对于商业中预留的餐饮面积需要使用的热水,在设计时也做好室外空气源热泵机组位置的预留,以及对采用集中热水供应系统时换热机房面积的预留,并且电气专业也相应考虑该部分电量的增加;办公场所使用热水的可能性小,因此今后可根据使用需要设置局部热水供应系统。

2.3 排水设计

2.3.1 排水系统

   整个项目中的排水体制选择:室外雨、污分流,室内污、废分流。污水经室外化粪池处理后和生活废水一起排入市政排水管道;商业餐饮部分排水,经隔油池和油水分离器处理后,达到市政排放标准后排入市政排水管道。排水系统设专用通气立管,对有较多卫生洁具的公共卫生间设置环形通气管。

   雨水排水系统,依照高层建筑屋面重力流雨水排水及溢流设施总排水能力不小于50年重现期雨水量标准设计雨水排水系统。各地块中高层塔楼屋面重力流雨水采用传统内排水方式,对于较大面积的裙房屋面(如9号地块凯旋大厦裙房屋面)采用压力流雨水排水系统。

2.3.2 设计中问题和解决办法

   排水系统设计中,不仅要满足设计规范的要求,而且还要兼顾到销售需要,所以在1、2、4号地块的排水设计中要面对层高与排水管道敷设相矛盾的问题。

   1、2、4号地块产权式公寓层高4.5m,建设单位希望在精装修销售时,可以将4.5m层高,划分为局部二层,而且希望在这两层都有卫生间的设置,公寓夹层示意详见图2。按照这样的要求,夹层上、下的卫生间排水管道都不能采用通常的敷设方式,而且又因为卫生间面积较小(3~5m2),所以也不能全部采用同层排水洁具、砌筑假墙的方式解决排水管道安装和卫生使用的问题。设计时需要按照不同面积卫生间内卫生洁具的布置平面,并考虑用户使用的需要,有针对性地选择排水管道敷设方式。对于面积在4m2以上的卫生间选择采用同层排水洁具砌筑假墙方式,排水管道敷设在假墙内,淋浴地漏采用侧墙式排水地漏,详见图3;面积在4m2以下的卫生间,采用同层排水后排式坐便器靠管井安装,洗脸盆排水管在地面上按照排水坡度敷设,局部墙面设置管槽,并外包管道,淋浴地漏采用侧墙式排水地漏;给水管道由于管径较小,因此既可以选择在面层内敷设,也可以考虑在假墙内敷设,对层高影响不大。

图2 公寓夹层示意

   图2 公寓夹层示意

    

3 消防设计

   寰宇汇金中心项目,总建筑面积超50万m2,设计按照同一时间火灾次数2次计算,在项目中设有2个消防泵房,2号地块凯汇大厦地下2层消防泵房负责向1、2、4、5号地块提供室内消防给水;9号地块凯旋大厦地下2层消防泵房负责向6~9号地块提供室内消防给水。室内消防给水系统采用临时高压消防给水系统,在各幢超高层建筑避难(设备)层中设置消防转输水箱及转输(加压)水泵。项目中主要消防设施设置情况详见表4。

图3 卫生间排水管道布置

   图3 卫生间排水管道布置

    

3.1 室外消防系统、消防水池和泵房

   由于本项目中各地块均能从市政环状给水管网上引入2路水源,满足要求,因此整个项目的室外消防用水由市政给水管网提供。各地块在红线范围内敷设室外消防环状供水管网,供给火灾延续时间内所需的室外消防用水量。

   东、西两区设置的消防水池容积,满足火灾延续时间内需要同时作用的室内消防设施消防用水量之和要求。东区消防水池容积1 080m3,西区消防水池容积621m3,东区消防水池容积不仅包括室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统在火灾延续时间内所需要的消防水量,还包括火灾延续时间内大空间智能型主动灭火系统及空调冷却塔系统补水量。当消防水池容积大于500m3时,将消防水池分隔成可以独立使用的2格;当消防水池容积大于1 000m3时,将消防水池设置成可以独立使用的2座。

   表4 消防灭火设施配置及主要参数   

表4 消防灭火设施配置及主要参数

   注:①室外消防用水由市政环状管网提供;②自动喷水灭火系统,东区凯旋大厦(9号地块)地下一层为大型商业,按仓库危险级II级设计,喷水强度12L/(min·m2),作用面积200m2;西区在净空高度8~12m的中庭空间按照非仓库类高大净空场所设计;③水喷雾灭火系统按照供给强度较大的液体火灾选择喷头及加压设备,同时消防水池容积满足固体物质火灾持续1h的要求;水喷雾灭火系统和自动喷水灭火系统共用加压设备,供水管在雨淋阀前分开;④大空间智能型主动灭火系统以设计最大用水量,确定系统流量;⑤气体灭火系统采用有管网和预制七氟丙烷气体灭火系统结合使用方式。

   按照同一时间火灾次数2次计算,整个项目设东、西2个消防泵房,东区消防泵房位于9号地块凯旋大厦地下2层,提供6~9号地块建筑所需的室内消防水量、水压;西区消防泵房位于2号地块凯汇大厦地下2层,提供1、2、4、5号地块建筑所需的室内消防水量、水压;东、西区2个消防泵房与室外地坪的高差均不大于10 m。西区消防泵房除未设大空间智能型主动灭火系统加压泵组外,在东、西2个消防泵房内均设有低区室内消火栓系统、自动喷水灭火系统加压泵组,消防转输泵组,并按照规范要求配置相应的备用泵组。

3.2 室内消防系统

3.2.1 室内消火栓系统

   室内消火栓系统采用临时高压消防给水系统,设计水量40L/s,火灾延续时间3h;在人员出入口、楼梯及休息平台、消防电梯前室、走道等明显易于取用的地方,设置室内消火栓,室内消火栓布置间距保证有2个消火栓的水枪充实水柱同时到达室内任何部位(包括放置空调室外机组的设备平台),水枪充实水柱不小于13m。消火栓箱内配DN65消火栓1个,DN65、长25m衬胶水带1条,DN19水枪1支,按钮和指示灯各1个。柜式箱内根据火灾危险等级配置磷酸铵盐贮压式干粉灭火器,箱内设消防自救软管卷盘。系统按照消火栓栓口静压不大于1.0MPa,且工作压力不大于2.4MPa的原则,对整个项目室内消火栓系统设置供水分区;分区中通过设置减压阀组再将供水分区划分成2~3个更小的供水分区,东、西区室内消火栓系统竖向分区详见表5。当室内消火栓系统栓口动压超过0.7 MPa,采用减压稳压消火栓,当室内消火栓系统栓口动压在0.5~0.7 MPa时,采用栓后设置减压孔板的方式,调节栓口动压至0.5MPa以下。

   表5 室内消火栓系统竖向分区   

表5 室内消火栓系统竖向分区

   注:9号地块凯旋大厦:①1幢1~4F由2幢室内消火栓系统接出;②1幢24~36F供水,经减压阀组后供给。1~2、4~5号地块-2F消防泵房设置在2号地块凯汇大厦-2F,6~9号地块-2F消防泵房设置在9号地块凯旋大厦-2F;超出消防车供水高度区域,设备层中预留手抬或移动泵的吸水和加压接口;消防车供水范围内的分区,设置水泵接合器;5号地块屋面高位水箱、9号地块37F转输水箱向系统低区室内消防环状管道供水管道上设置减压阀组,确保室内消火栓系统栓口静压不大于1.0 MPa。表6同。

   表6 自动喷水灭火系统竖向分区   

表6 自动喷水灭火系统竖向分区

   注:1号地块凯建大厦8~18F经减压阀后供给;2号块块凯汇大厦8~19F经减压阀后供给;4号地块凯宏大厦9~18F经减压阀后供给;6号地块凯越大厦1~8F经减压阀后供给;9号地块凯旋大厦1幢1~4F由2幢自喷系统接出,24~40F经减压阀后供给。

3.2.2 自动喷水灭火系统

   自动喷水灭火系统采用临时高压消防给水系统,设置范围:除不宜用水扑救的区域外,其余所有区域均设置自动喷水灭火系统。在环境温度大于4℃,小于70℃的场所设湿式自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统设计的危险等级,地下车库按照中危II级,在净空高度8~12m的中庭及高大空间按照非仓库类高大净空场所设计,凯旋大厦(9号地块)地下1层为大型商业,根据层高按仓库危险级II级设计自动喷水灭火系统。项目中所有的室内场所均采用RTI≤50(m·s)0.5快速响应玻璃球喷头;由于5~9号地块各幢办公楼中,放置空调室外机组的设备平台环境温度与室外场所相近,因此在设备平台处的喷头选择采用易熔合金喷头。

   为控制自动喷水灭火系统报警阀处工作压力不大于1.6MPa,喷头处工作压力不大于1.2MPa,在有些建筑中,将部分自动喷水灭火系统报警阀间设置在塔楼内的上部楼层。东、西区自动喷水灭火系统竖向分区详见表6。

3.2.3 大空间智能型主动喷水灭火系统

   本项目中在9号地块凯旋大厦室内高度大于12m的中庭、裙房门厅等区域设置标准型自动扫描射水高空水炮,标准喷头喷水流量5L/s,确保保护区域内有两股水柱可以到达,喷水灭火时间1h。大空间智能型主动喷水灭火系统的消防用水由地下室消防泵房内该系统加压水泵提供;平时管网的压力由9号地块凯旋大厦1幢塔楼37层消防转输水箱经减压后提供。裙房门厅设计水量30L/s,中庭设计水量10L/s。

3.2.4 水喷雾灭火系统及气体灭火系统

   水喷雾灭火系统,在该项目中应用于地下室的柴油发电机房。因为“柴油发电机房由自备应急使用的柴油发电机、电气设备和供油设施等构成。由于这些设备和设施的存在,所以柴油发电机房可能出现发电设备超温、供电线路短路以及油品泄漏所造成的火灾。该场所的火灾类型包括A类表面固体火灾、B类可燃液体火灾和E类电气设备带电火灾”[1] ,所以选择既适用于扑救固体物质火灾,又适用于扑救丙类液体和电气火灾的水喷雾灭火系统,作为本项目中柴油发电机房的灭火设施。

   气体灭火系统,在该项目中变电所、弱电机房、手机信号覆盖机房、开关站等电气用房设置气体灭火系统。对防护区面积不大于500m2,体积不大于1 600m3,采用七氟丙烷预制气体灭火系统;对防护区面积不大于800m2,体积不大于3 600m3,采用有管网七氟丙烷气体灭火系统。变电所灭火设计浓度9%,设计喷放时间不大于10s;电信机房、通信机房灭火设计浓度8%,设计喷放时间不大于8s。围护机构及门窗的允许压强不宜小于1 200Pa,设有气体灭火系统的场所,为防止意外配置空气呼吸器。

3.3 设计中问题和解决办法

   消防设计在工程设计中是相当重要的内容,特别是在大型的城市综合体项目中,因为建筑面积大,建成后使用人数多,所以这类项目的消防工程设计更应引起重视。在寰宇汇金中心的设计过程中也遇到了一些不同于单体建筑设计的消防问题:

(1)消防给水系统是选择常高压+临时高压消防给水系统还是选择临时高压消防给水系统?

   本项目中除了5号地块凯业大厦和7号地块凯泰大厦建筑高度在100m以下,其余地块内各幢大厦的建筑高度从118 m以上到250 m以下不等。《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974-2014,以下简称“水消规”)6.1.13条要求,“当建筑物高度超过100m时,室内消防给水系统应分析比较多种系统的可靠性,采用安全可靠的消防给水形式”,因此这两种超高层建筑常用的消防给水系统中,本项目选用哪一种室内消防给水系统才更为合适、可行是需要比较研究的。常高压+临时高压和单一的临时高压消防给水系统相比,供水可靠性高,对于建筑高度在200m以上的超高层建筑,笔者认为是应当首先选择的消防给水系统。寰宇汇金中心项目中9号地块凯旋大厦1幢塔楼建筑高度超过200m,所以首先想到了选择常高压+临时高压的消防给水系统。因此起初考虑1、2、4、5号地块各幢楼的建筑高度在120m以下,采用一组临时高压消防给水系统;6~9号地块其中包含200m以上的建筑,采用一组常高压+临时高压消防给水系统;按照不同的建筑高度区别对待,做到不仅可靠性高而且经济适用。但后来了解到本项目的各单体建设将不会是同时开工、同时竣工交付使用的形式;而是会按照市场和建设需要,各地块逐幢或分批建造,譬如:先建设高度较低的1、2、4、5、7号地块,然后再建造高度较高的6、8、9号地块。在这样的前提下,若6~9号地块采用常高压+临时高压消防给水系统,则会给建筑高度低于9号地块凯旋大厦1幢塔楼的其他单体建筑的消防验收和投入使用带来困难。对于建设单位来说在这个项目中,先竣工的单体,能够尽早投入使用,产生效益,也是非常重要的。最终,在和设计顾问单位商量后,确定2组消防给水系统均采用更符合项目实际需要的临时高压消防给水系统。

(2)同一时间火灾次数按照几次考虑,室内消防给水系统采用几组?

   民用建筑的建筑规模越大,使用的装修材料、电器设备和人员数量也就越多,因此火灾发生的可能也就越大。寰宇汇金中心项目总建筑面积达到75万m2,依据“水消规”6.1.11.2条规定,在公共建筑为同一产权或物业管理单位的情况下,共用临时高压系统时按照“居住小区消防供水的最大保护建筑面积不宜超过500 000m2”,本项目设计时考虑同时火灾次数按照2次计算,设置2组临时高压给水系统。但有不同观点认为,该规范6.1.11.2条所指的是居住建筑而本项目属于公共建筑,因此不能套用该条进行设计。针对这样的疑问,设计单位借鉴有关地方性规范进行解释和说明,如:《四川省特大规模民用建筑(群)消防给水设计导则》3.1.2条规定“特大规模民用建筑(群)的室内消防给水系统分组供水不应少于2组,其中任意一组的消防给水系统保护的建筑面积总和不应超过50万m2”;上海市《民用建筑水灭火系统设计规程》(DGJ 08-94-2007)5.2.3条规定,“但公共建筑物、联体建筑群共用一套消防给水系统时,其保护的建筑总面积不应大于500 000m2”。并且根据“水消规”表3.2.2及表3.3.2注4的要求,指出本项目中使用人数大于2.5万人时,同一时间的火灾次数就应当按照2次计算。最终确定本项目同一时间火灾次数2次,设置2组临时高压消防给水系统;室外消防用水量及水压由市政环状给水管网提供,各地块红线内独立引入2路市政给水管供给室外消火栓环状供水管道;一组临时高压消防给水系统供给1、2、4、5号地块的室内消防用水,另一组临时高压消防给水系统供给6、7、8、9号地块的室内消防用水,每组保护的建筑总面积均不超过50万m2

(3)转输水箱容积的确定。

   室内消防给水系统采用临时高压消防给水系统,必然就涉及到中间设备(避难)层中的转输水箱既作转输水箱,又作高位消防水箱使用时的容积确定问题。“水消规”5.2.1条规定了不同建筑高度和性质的建筑屋面高位消防水箱容积;而6.2.3.1条也说明,“转输水箱的有效储水容积不应小于60m3,转输水箱可作为高位消防水箱”,但是在同时兼具这两种功能时,该按照什么原则确定容积?“水消规”5.2.1条和6.2.3条没有相关的条文解释和说明,对容积的确定过程和计算方法无法了解,所以在规范执行的过程中产生了不同的观点和理解。在这种情况下的转输水箱若按照60m3设置,则容积会偏小,对临时高压消防给水系统的可靠性和安全性带来不利影响,主要基于以下原因:

a.当转输水箱功能为本区消防主泵的吸水池,又作为下一区高位消防水箱使用时。

   “水消规”11.0.3条规定“消防水泵应确保从接到启泵信号到水泵正常运转的自动启动时间不应大于2min”;11.0.12条规定“机械应急启动时,应确保消防水泵在报警后5.0 min内正常工作。”因此,从上述2点要求可知,规范允许的消防主泵从接到启动(报警)信号到正常工作的最大时间间隔是5min。“此时的转输水箱容积应考虑在下一区转输水泵故障时,满足本区消防主泵不小于10min流量45~48m3(室内消火栓和自喷系统设计流量之和75~80L/s),以及下一区高位消防水箱功能时的消防水量24 m3(2支水枪,4个喷头在最低工作压力下20min消防水量),因此容积为69~72m3[2] 。所以,若此时的转输水箱容积仅按照60m3设置,容积偏小,不能满足火灾初期的消防水量需求。

b.项目所属地区消防规划及消防建设。

   2015年9月1日起实施的《城市消防规划规范》(GB 51080-2015)中规定,普通消防站的规划布局,以消防队接到出动指令后正常行车速度下5min内可以到达其辖区边缘为原则确定。因此,在火灾发生时外部的救援力量最快在5min之内到达火灾现场,但这5min仅是行车时间,从火灾开始到外部救援力量实际投入扑救的时间则也许会达到15min,这个15min包括发现起火时间、报警时间、接警车辆出动时间、消防车行车时间、开始出水扑救时间。而且随着城区面积的不断扩大,在目前各地消防规划和队伍建设还不是完全到位的情况下,外部救援力量到达火灾现场的时间,不能完全按照统一的时间标准计算。如上述转输水箱容积的计算,若转输水箱容积按照60m3设置,当上、下区临界点发生火灾时,则可能出现在消防队员还没有到达火灾现场出水灭火,就发生了断水事故,这显然是不够安全的。

   最终设计选择当转输水箱兼作高位消防水箱时,按照规范对两者容积较大的标准,作为转输水箱容积的确定标准。即100 m<建筑高度<150 m时,容积选择60m3;建筑高度≥150m时,容积选择100m3。据此标准向消防主管部门作了汇报,并获得通过。

(4)怎样解决分期投入使用问题?

   在本项目的设计过程中建设单位提出需要“分批建设,分期投入使用”,针对这样的要求,室内消防给水系统采用临时高压消防给水系统,同时在消防给水系统的分组及高位消防水箱的设置上兼顾到分批建造和验收的需要。建设单位计划是整个东、西地块的地下室同时开工建设,然后完成1、2、4、5、7号地块的地上建筑,最后完成6、8、9号地块的地上建筑,并且先完成的建筑要能够先行投入使用。按照这样的建设计划,设计单位考虑采用以下几种手段,满足建设单位的要求。

   首先,室内消防给水系统采用临时高压制,比采用常高压+临时高压消防灭火系统更有利于分批建设,分期使用的目的实现,便于每幢单体建筑建设完成后的消防验收和使用。

   其次,室内消防给水系统采用2组,为避免东区消防给水系统保护面积超过50万m2,将5号地块的消防给水归由西区消防给水系统提供;东区消防给水系统仅负责6~9号地块的消防给水。因为整个地下室同时建设,所以东、西两区的消防给水系统的泵房可以同时建设投入使用。1、2、4号地块11、12层避难层以上楼层消防给水由各自塔楼内的消防泵、转输水箱及高位消防水箱组成一套完整的消防系统;避难层以下的楼层和地下室及5号地块整幢建筑的消防给水由地下室消防泵房内设置的消防泵、消防水池以及5号地块屋面高位水箱组成一套完整的消防给水系统,同时通过分区和设置减压阀组的方式,调节消防给水系统的压力,并且为防止今后实际使用商业面积的增加将该系统设置在5号地块的屋面高位消防水箱容积增加为50 m3,待建设完成后既可以满足消防要求,又可以独立的投入使用。6~9号地块中由于各幢楼的建设时间不同,因此在7号地块屋面设置了36m3的高位消防水箱,在东区地下室和7号地块建设完成后,满足消防要求可以投入使用。

   最后,建设单位最晚实施的6、8、9号地块地上建筑,也考虑到建筑高度的不一致和建设周期的不同,采取了对应的措施。6、8号地块22、23层避难层以上楼层消防给水系统自成体系与其他地块没有联系,但是避难层以下楼层的消防给水系统则因为和整个东区消防泵房的低区消防给水系统相联系,建成后消防高位水箱就不能再利用5号地块屋面的高位消防水箱了,此时利用6、8号地块避难层以上高区的高位消防水箱单独引出消防供水管,经减压阀调节压力后供给东区消防给水系统的低区所需的火灾初期用水压力和水量。因为无法确定施工的先后次序,所以在两幢建筑的屋面高位消防水箱均设置了这样的临时供水管。

   东区地块的高位消防水箱临时供水措施,只是为了满足建设单位分期建设的要求,设置的高位消防水箱和临时供水管线,应当在整个项目建设完成,系统完善后,拆除或关闭,避免造成消防给水系统的控制混乱。因为寰宇汇金中心这样超大规模的项目存在施工周期长、人员多、材料多、火灾隐患大的问题,所以按照建设单位分期建设要求所采取的消防给水临时措施也可以在施工过程中对施工期间的消防供水发挥一定的作用。譬如:东区在6、8号地块的建设过程中就可以利用已建好较为完整的低区消防给水系统;而6、8号地块所采取的临时高位水箱供水措施,又可以在9号地块的建设过程中发挥作用。

4 绿色、节能及防噪措施

   寰宇汇金中心作为超大规模的城市综合体建筑,设计中的“绿色”和“可持续发展”元素是不可缺少的,不仅建筑用材料和施工工艺需要可持续发展和生态环保外,给排水设计中也需要将绿色节能作为项目设计的重要元素,依据建设单位要求项目按照《广东省绿色建筑评价标准》(DBJ/T 15-83-2011)中绿色一星B标准建设,设计时首先满足关于公共建筑的所有控制项要求,并且按照绿色一星B标准,结合项目具体情况合理的选择控制项、优选项的内容执行,同时给排水专业也不仅局限于该标准绿色一星B的内容,仍尽最大可能在项目中适当、合理地增加节能、环保设计内容。

4.1 给水系统

   给水系统的绿色节能体现在给水系统增压设备选择、给水系统分区以及可再生能源在生活热水系统中的使用。

   (1)给水增压设备的选择:生活变频泵组采用2用1备的方式,并与气压水罐配合使用,按照小泵流量计算气压水罐容积,应对用水量不均匀时段的用水需要。

   (2)给水系统分区:给水系统分区时,按照市政供水压力0.3MPa,考虑充分利用市政供水压力,在能满足各用水点压力要求的前提下,地下3层~3层生活用水由市政给水管网直供。

   (3)空气源热水系统:虽然建设单位不要求在项目设计中完成热水系统的设计工作,但考虑到产权式公寓和商业餐饮对热水的使用需要,结合华南地区的气候特点,在项目中通过其他专业的配合,预留了室外空气源热泵的安装位置及所需的电量,为今后的使用和安装创造有利条件。

   (4)对于明确使用用途的场所,在给水定额的选取时,以不超过《民用建筑节水设计标准》(GB50555-2010)中规定的上限值为标准。

   (5)选用满足《节水型生活用水器具》(CJ 164-2014)及《节水型产品集水条件与管理通则》(GB/T18870)要求的节水卫生器具,卫生器具用水效率达到2级。

   (6)根据各用水点的不同用途,分别设置水表,以保证计量收费、水量平衡测试及日常合理用水分析工作的展开。

4.2 非传统水源利用

   非传统水源的利用是给排水系统中节水、节能的重要措施和内容,寰宇汇金项目中的非传统水源涉及雨水控制、利用以及消防水池贮水的使用。

   (1)雨水控制与利用:在项目建设之初,仅考虑室外场地设计嵌草砖、透水路面以及部分雨水收集处理后回用于景观用水等措施,实现雨水的回渗和滞留,减少雨水径流,多余的雨水由路面雨水口收集后,通过雨水管道排入市政雨水管网。但在项目的设计过程中,恰逢“海绵城市”新一代城市雨洪管理概念的提出,因此在设计时也增加了“小海绵”———源头控制的内容。

   (2)消防水池贮水的使用:在确保消防水池中火灾延续时间内的室内消防用水不被动用的前提下,冷却塔系统的补充水由独立设置的冷却塔系统变频补水泵从东区消防泵房内消防水池中抽取后加压供给。既减少了水资源的浪费,又避免消防水池的贮水长期不使用而出现的变质、发臭,使得消防水池的贮水可以得到更新,减少对环境的影响。

4.3 降噪措施

   项目建设中,为了满足建筑平面布局和建设单位对部分办公区域增加独立卫生间的要求,在极少的区域出现了雨、污水管道敷设在办公环境内的现象。在建设单位不愿意设置技术夹层或降低楼板高度的情况下,设计参考以往的工程经验,采用以下措施降低噪音影响。

   (1)给水管道设计控制流速放大管径降低水流产生的振动和噪音,雨、污水管道采用25 mm厚隔热、隔声材料包裹。

   (2)对在屋顶和楼层设置的设备机房采用选用低噪声水泵机组;吸水管和出水管上设减振装置;水泵机组的基础设减振装置;管道支架,吊架和管道穿墙、楼板处,采取防止固体传声措施;必要时,泵房的墙壁和天花采用隔音、吸音处理。

5 低影响开发和海绵城市建设

   寰宇汇金中心项目从2012年起就开始了施工图设计工作,因为多种因素的影响直到2015年已经是第三版的施工图设计了,期间适逢“海绵城市”新一代城市雨洪管理概念的提出,同时国务院办公厅2015年10月印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》,部署推进海绵城市建设工作,因此在之前规划及方案中并未考虑该部分内容的情况下,按照“因地制宜、统筹建设”的要求,结合项目特点,选择效益优先的单项及组合系统实施。在当地尚无具体标准的条件下,参照其他省市及《海绵城市建设技术指南———低影响开发雨水系统构建(试行)》对年径流总量控制率要求,结合项目实际,积极推进本项目中“小海绵”的建设。在项目中以雨水资源化利用及径流峰值、径流总量控制为主要目标。具体技术措施包括下述方法:

   (1)雨水收集及回用系统。直接利用:屋面雨水经弃流初期雨水后,收集到雨水蓄水池,经机械过滤等处理达到中水水质标准后,用于9号地块凯旋大厦的绿化浇洒和景观用水。雨水收集回用系统设100m3收集池和25m3清水池。

   (2)径流总量控制。①透水路面铺装:透水铺装结构符合《透水砖路面技术规程》(CJJ/T 188)、《透水沥青路面技术规程》(CJJ/T 190)和《透水水泥混凝土路面技术规程》(CJJ/T 135)的规定。当土地透水能力有限时,在透水铺装的透水基层内设置排水管或排水板;当铺装设置在地下室顶板上时,顶板覆土厚度不小于600 mm,并设置排水层。发挥透水铺装补充地下水、峰值流量削减和雨水净化作用,项目中主要计划在广场道路采用透水铺装,规模达354m2。②下沉式绿地。下沉式绿地的下凹深度根据植物耐淹性能和土壤渗透性能确定,深度不小于200mm。下沉式绿地内设置溢流口,保证暴雨时径流的溢流排放,项目中在外围绿地计划增加276m2的下沉绿地面积。③生态植草沟。项目中计划在绿地与道路交界的边缘设置绿地植草沟,平均有效深度不小于200 mm,通过与生物滞留设施、技术的共同作用形成分散布置的雨水花园、生物滞留带等,并设置溢流管将多余的雨水溢流排放。项目中生态植草沟面积1 665m2。④蓄水池、雨水罐。项目中计划在5、7号地块及9号地块附近设置总容积不小于300m3的蓄水池和雨水罐,并将部分雨水处理后回用于绿化灌溉、冲洗路面。

   寰宇汇金中心项目地处我国华南地区,根据《海绵城市建设技术指南———低影响开发雨水系统构建(试行)》中“我国大陆地区年径流总量控制率分区图”以及东莞属于水资源丰沛城市的实际条件,在设计中选择径流峰值作为低影响开发的主要控制目标,同时也考虑到前期规划方案在该部分内容的缺失,完全靠施工图阶段的技术措施弥补,反而不利于海绵城市的建设和推广,按照东莞属于年径流总量控制率Ⅴ区(60%≤α≤85%)的条件,最终确定年径流总量控制率70%。根据这一要求,参照广州地区相对应的降雨量值,得到对应的设计降雨量H=5.2mm;采用加权平均法得到本项目的综合雨量径流系数Ø=0.52,计算得到按照本项目应具有的控制容积V=1 166.2m3,而项目中“海绵城市”建设实际具有的雨水调蓄能力不低于1 188.2m3

6结语

   寰宇汇金中心项目从2012年开始施工图设计,到2015年底最终完成施工图审图和消防主管部门的审批,项目设计时间较长,期间因为多种原因对已完成的施工图进行了3次重大的修改,同时又遇到消防设计规范的修改和有关新规范的施行,所以给本项目的设计工作也带来了一个又一个需要解决的新问题,并且设计团队还需要面对系统复杂、技术要求高、修改后设计周期短等困难。项目目前已进入施工阶段,由于项目建筑规模大,机电安装具有管线数量多且复杂的特点,希望能通过本文的总结可以得到专家、同行的批评、帮助和指正,帮助推进寰宇汇金中心项目建设的顺利完成。

    

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