超市大卖场给排水设计重点及难点
超市大卖场包含招商区、卖场区、生鲜区、办公区、仓库区、收货区等。面积大多在8 000～15 000m2, 一般1个楼层或2个楼层, 少数有3个楼层, 且大部分卖场设在地下室。超市内部一般尽可能开敞、通畅, 层高尽可能高, 一般仅在招商区、生鲜区、办公区设有吊顶, 其他区域不设吊顶。
1 超市大卖场给排水设计主要内容及特点
超市大卖场给排水设计主要包含生鲜区给排水、集中热水系统、招商商铺给排水、卫生间给排水, 以及消火栓、自动喷水灭火系统 (以下简称“喷淋系统”) 设计。根据参与设计的超市营运管理要求及特点, 给水系统要求独立计量, 在自来水公司单独开户;排水附属设施 (隔油、提升装置) 要求独立使用, 方便日后维护及管理;喷淋系统在满足国家及当地消防规范的前提下, 尽可能不影响建筑美观。
2 给水系统
根据超市运营实测资料, 超市 (包括附带招商及空调补水) 日用水量一般在120～180m3, 最大时用水量30～40 m3/h, 使用压力需求0.25～0.30MPa。超市用水采用独立给水系统, 独立水表计量, 一般不与物业其他功能区域合用一套系统。
2.1 超市用水水源及水量
超市365天营业, 全年无休, 不会在市政停水的时候停止营业或者部分营业, 超市给水系统需确保供水的安全性和可靠性。根据市政供水情况, 超市给水系统分类见表1。
表1 给水系统分类
Tab.1 Classification table of water supply system
根据各超市管理部的要求, 生活水箱一般贮存1天生活用水量, 水箱内设紫外线消毒器。
2.2 超市用水压力需求
超市公共卫生间采用脚踏式延时缓闭冲洗阀蹲便器, 延时缓闭冲洗阀最低工作压力0.10～0.15MPa;生鲜后场设水槽分配器和泡沫分配器 (见后文详释) , 分配器最低工作压力0.15～0.20 MPa;《民用建筑节水设计标准》[1]4.1.3条规定“生活用水给水系统应保证变频供水低区各用水点的供水压力不大于0.20MPa”, 但在特殊用水设备用水压力需求较高时, 应以满足实际用水压力需求为主, 适当提高供水压力。生鲜后场管道错综复杂, 检修阀、止回阀等水头损失较大, 一般设计超市压力需求0.25～0.30MPa (在满足后场用水设备用水压力条件下, 超市设计用水压力一般为0.25～0.30MPa) 。
2.3 卫生防疫控制
在某些超市二次装修项目中, 土建预留如图1给水系统。市政水压和水量在平时能够满足超市用水需求, 但在用水高峰期时和市政停水时, 无法满足超市用水需求。一般设计一个生活水箱贮存超市生活用水, 当市政水压无法满足用水需求时, 给水变频泵组从水箱吸水, 供超市生活用水;当市政压力满足用水需求时, 给水变频泵组停止运行, 超市生活用水由市政直供。
图1 给水系统原理
Fig.1 Schematic diagram of water supply system
图1给水系统看似很合理, 特别是在节能方面, 能够充分利用市政水压。但仔细分析后, 此系统存在较大的卫生防疫安全隐患。假若初始情况下, 市政压力不足, 生活水箱贮满水, 超市生活用水由水箱—变频泵组供水;之后市政压力一直满足需求, 超市用水全部由市政直供, 生活水箱里贮存的生活用水在地下室阴暗、潮湿的设备用房中停留较长时间;一旦市政压力不足或在市政停水状况下, 生活变频泵组启动, 将水箱内变质的水供至生活管网, 可能会造成严重的卫生防疫问题。因此, 为了供水安全, 慎用此供水系统。
超市生鲜后场分配器等会造成给水回流、冷热水串水等现象, 需在接设备前的管道上设置止回阀。超市垃圾房、收货区冲洗水嘴, 需设置真空破坏器, 防止回流污染。
分配器 (如图2a) 实际上是一个混合器, 将冷水、热水、洗涤清洁液在分配器中充分混合后, 经橡胶软管、冲洗水枪, 冲洗地面。如果冷热水压力不平衡, 或者在停水的时候, 热水、洗涤液—分配器—冷水管道 (见图2b) , 会造成水质污染, 因此需设置止回阀。反之, 热水系统一样 (见图3) 。
图2 分配器及接管
Fig.2 Mixer and its pipe connection
3 排水系统
3.1 排水特征
根据商业业态布置, 80%超市大卖场均设在地下室。如果土建前期对超市排水考虑不充分, 对超市人流动线设计、平面布置、后期运营维护等影响极大。甚至因为排水条件不充分, 导致超市企业与物业退租、毁约的案例时有发生。因此在设计土建商业综合体时, 排水条件一定要预留充分。
图3 热水给水原理系统
Fig.3 Hot water supply system
3.2 排水分类
超市排水主要包括以下4类:生鲜区油污废水、冷柜冷库冷凝水、招商商铺废水及卫生间污水。招商商铺废水和卫生间污水系统设计比较普遍, 本文着重阐述生鲜区油污废水和冷凝水排水。
3.3 排水类型
目前大多数超市排水类型大致分为如图4所示5种类型。表2对5种排水类型做了对比分析, 阐述了各种类型的优点、缺点及需要注意的问题。
图4 超市排水类型
Fig.4 Supermarket drainage scheme
表2 超市排水类型分类
Tab.2 Supermarket classification table of drainage schemes
上述几种类型在平常项目中都会碰到, 前4种比较常见。排水类型 (d) 和排水类型 (e) 是不得已而为之的方案, 特别是排水类型 (e) 慎用。当油污废水排至集水井中, 通过潜污泵提升至室外隔油池, 油污会漂浮在上面, 每次潜污泵提升都是将下面的清水排走, 油污集在上面, 时间久了会导致油污在集水井内发酵变味, 潜污泵和管道很容易被油污黏住, 使用及管理很不方便。
3.4 生鲜区油污废水排水
生鲜区油污废水特点是含油多、杂质多、局部废水温度高, 管道易堵塞。针对这些特殊工况, 采用如下措施应对这些问题。
首选, 选用特殊的排水地漏———带提篮的网框排水地漏。
如图5a, 网框地漏中间设一个提篮, 提篮能够收集杂质, 方便及时清理;如果不使用提篮 (如图5b) , 杂质会在网框中聚集, 不方便清理, 造成地漏和排水管道堵塞。传统的地漏一般为方形 (面板及网框均为方形) , 超市二次装修基本上都是在土建楼板浇筑完成, 一次消防验收合格后, 交付给超市企业, 再进行二次装修, 因此在安装网框地漏时需在楼板上开300mm×300mm的洞口。楼板开洞不能直接在楼板上面凿洞, 否则会破坏楼板的结构。一般是利用打洞机在楼板上面开8个DN150的洞 (见图6a) , 待300mm×300mm地漏安装完毕后, 再将空余部分做防水 (见图6b) 。
图5 网框地漏
Fig.5 Screen frame floor drain
图6 楼板开洞及封蜡防水
Fig.6 Figure of opening hole on floor and seal water proof schematic diagram
如图6b楼板封堵防水示意, 在边形不规整的区域做防水难度较大, 且地漏周围找坡容易积水, 若处理不当, 地漏周围的楼板很容易渗水。
为了解决此问题, 采用特制圆形网框地漏, 如图7a所示, 地漏采用下圆上方型, 地漏网框及提篮采用圆形, 表面盖板采用方形 (方便地面贴地砖) 。
图7 圆形网框地漏
Fig.7 Floor drain with circular screen frame
如图7b圆形网框地漏剖面, 项目施工时, 楼板开圆形洞口, 将DN150柔性铸铁管安装在楼板内, 周围做好封堵, 待地面防水完成后, 再将不锈钢提篮和面板安装在上部即可。
生鲜区排水容易有油污黏附在管道内壁, 在设计时, 排水管道管径一般放大一档, 并且最小排水管管径不得小于DN75。
生鲜区排水局部水温较高, 一般选用柔性排水铸铁管。但柔性排水铸铁管施工不方便, 并且排水管坡度大, 会影响排水区域下面一层的层高。在个别项目条件受制约时, 可以考虑采用坡度较小的耐高温塑料排水管 (如获至宝聚丙烯超级静音排水管道 (BX-PP-C) 长期使用耐受95℃的热水, 维卡软化温度≥145℃) 。
3.5 冷凝水排水
冷凝水排水主要包括生鲜后场冷藏库、冷冻库、卖场冷柜等冷凝水排水, 其特点是水量小、水温低。由于生鲜区排水管道含油, 若将冷凝水直接排入生鲜区油污废水管道, 会导致油污迅速凝结在管道上, 造成管道堵塞。因此, 冷凝水需单独排放。由于冷凝水水质好, 水量小, 一般可就近排入空调机房排水地漏或排至地下室车库排水地沟。
冷凝水排水管一般采用PVC-U排水塑料管, 管道需采取保温防结露措施。
4 喷淋系统
超市项目喷淋系统的重点及难点在于系统危险等级以及喷头型式的确定。
4.1 超市喷淋系统危险等级:
根据《自动喷水灭火系统设计规范》[2]附录A设置场所火灾危险等级举例:净空高度不超过8m, 物品高度不超过3.5 m的自选超市按中危险Ⅱ级设计;净空高度不超过8m, 物品高度超过3.5m的自选超市按严重危险Ⅰ级设计。目前, 国内超市除了麦德龙等仓储式卖场物品高度超过3.5m外, 其余超市物品高度基本上不超过3.5m。参照此规范, 设计师一般都将超市喷淋系统按中危险Ⅱ级设计。
但是, 超市内一般有面积1 000～2 000m2的仓库, 用于储存货物。按照超市使用需求, 仓库内主要储存木材、纸、皮革、谷物及制品、棉毛麻丝化纤及制品、家用电器、塑料与橡胶及其制品、钢塑混合材料制品、各种塑料瓶盒包装的不燃物品及各类物品混杂物品。根据《自动喷水灭火系统设计规范》[2]附录A要求, 仓库应按仓库危险级Ⅱ级设计。国家规范没有对适用此条款的仓库面积作详细说明, 参照上海市《民用建筑水灭火系统设计规程》[3]8.1.1条注释:“使用面积大于100 m2的库房和非严重危险级Ⅰ级的自选商场 (超市) 、大卖场、仓储式商场, 其设计应按《自动喷水灭火系统设计规范》中仓库的设计参数确定”;参照江苏省《民用建筑水消防系统设计规范》[4]9.1.1条注释:“民用建筑中的仓储用房, 单间仓储面积:地上大于100 m2、地下大于50 m2, 或其总面积大于500m2时, 应按仓库的防火设计要求设置防火设施。
因此, 碰到有超市功能的大型商业综合体时, 喷淋系统不能仅按总建筑面积5 000m2及以上的商场按中危险Ⅱ级考虑, 还要考虑到里面有仓库, 喷淋系统应按仓库危险级设计。仓库危险级喷淋系统流量大, 火灾延续时间1.5h, 消防水池容积会比中危险Ⅱ级的大很多, 喷淋主干管、报警阀组需要DN200管径。若前期土建对喷淋危险等级确定不准确, 后期因为超市仓库原因, 消防水池、喷淋系统管径等改动非常大, 损失也非常大。
超市收货区经常会暂存货物, 功能使用上与仓库相似, 建议喷淋系统布置按仓库区域设计。
4.2 喷头型式
城市商业综合体一般都有吊顶, 按《自动喷水灭火系统设计规范》[2]要求, 有吊顶区域设吊顶下喷。目前, 针对商业项目喷淋系统设计, 大致有2种类型: (1) 按下喷设计, 认为后期装修肯定会有吊顶, 直接设计成吊顶下喷, 待二次装修吊顶至楼板高度大于800mm, 并且闷顶内有可燃物时, 再根据现场情况增设上喷; (2) 按上喷设计, 认为商业综合体内有空调风管、排烟风管、消防管道、电气桥架等, 吊顶至楼板高度一般都大于800mm, 且不可避免没有任何可燃物, 因此直接按上喷设计, 待二次装修时, 再根据吊顶平面、灯具、风口等天花综合布置吊顶下喷。
笔者结合设计及施工现场经验, 认为第二种设计理念更合理, 主要理由如下:
(1) 商业项目吊顶距楼板高度一般都大于800mm, 吊顶内有风管保温材料等其他可燃物, 因此上喷头是不可避免的。
(2) 若仅设计吊顶下喷, 由于土建 (无装修阶段) 没有吊顶, 无法确定吊顶喷头标高, 施工不好确定。
(3) 由于没有吊顶高度、灯具、风口等天花综合布置, 下喷头点位设计比较随意, 安装后, 天花综合平面不美观。
(4) 根据商业项目的特点, 一般都是土建消防设备安装完毕取得一次消防验收合格后交给租户进行二次装修, 待二次装修完成后再进行二次消防验收。而一次消防验收时, 没有吊顶, 而喷淋设施按吊顶布置 (无法形成集热区) , 按照消防验收规范是不能通过验收的。
另外, 商场一般是全吊顶, 但超市区域一般仅在办公和生鲜区域设吊顶, 卖场区域是没有吊顶的, 因此土建设计时全按吊顶下喷设计也是不合理的。
超市项目喷淋系统布置有如下几点需特别注意:
(1) 厨房加工间温度较高, 需采用93℃喷头。生鲜后场厨房加工间都有吊顶, 因此仅二次装修时热加工间吊顶下喷头按93℃设计即可, 上喷头仍按68℃喷头设计。
(2) 超市生鲜后场都有冷藏库和冷冻库。冷库类似冰箱, 高度约3m, 冷库顶距楼板空间很大, 所有设备管线及喷淋系统布置不受影响, 此区域仍需设置喷淋系统, 不能漏设。
(3) 超市仓库区域由于堆货很高, 有时货物会碰撞风管下喷头, 导致喷头破损漏水, 损失较大。因此, 仓库区域风管下喷头加不锈钢保护罩, 防止喷头撞损。
(4) 仓库喷头需选用K=115快速响应喷头, 不能按卖场区域选用K=80普通喷头。
5 灭火器
5.1 超市灭火器危险等级
根据《建筑灭火器配置设计规范》[5]3.2.2条规定, 超市应该按严重危险级配置灭火器, 根据灭火器配置标准, 最低选用2具5kg级磷酸铵盐干粉灭火器。此内容经常会被被忽略, 应引起注意。
5.2 超细干粉自动灭火装置
根据使用需求, 超市内一般都有监控室、IT主机房、配电间等不适合用自动喷水灭火系统保护的场所, 按《建筑灭火器配置设计规范》[5]要求, 一般设置手提式灭火器即可。这些地方一旦发生火灾, 经常不易及时被发现, 且损失大, 危及人民生命安全。建议在弱电机房及配电间等位置设置超细干粉自动灭火装置, 由温感自动控制, 设备投资不大, 效果不错。
6 小结及思考
进行商业综合体土建设计时, 需特别注意喷淋危险等级、超市给水系统设计、超市排水系统预留、喷淋喷头布置形式等。土建设计时, 需为超市后期二次装修预留充分条件, 应使超市日后使用更加方便。
超市二次装修时, 需要巧妙利用土建预留条件, 合理布置, 力求装饰更漂亮, 使用更方便。
超市排水是超市运营的重难点。排水系统设计合理, 使用方便, 排水顺畅, 管理简便, 是设计和超市使用方的共同追求。如果超市使用方在工程造价投入方面比较充裕, 可以将传统的钢筋混凝土隔油池改为油水分离提升一体化设备, 油水分离后, 不仅隔油更加方便, 而且可以防止隔油池气味弥漫至其他区域, 改善市政排水水质, 实现智能自动控制。
[2] GB 50084-2017自动喷水灭火系统设计规范[S].
[3] DGJ 08-94-2007民用建筑水灭火系统设计规程[S].
[4] DGJ 32/J 92-2009民用建筑水消防系统设计规范[S].
[5]GB 50140-2005建筑灭火器配置设计规范[S].