商业综合体建筑的给排水设计方法及效果研究_许国栋.pdf

LOW CARBON WORLD 2022/11商业综合体建筑的给排水设计方法及效果研究许国栋（中航长沙设计研究院有限公司，湖南 长沙 410014）【摘要】结合商业综合体建筑工程实例，探讨了商业综合体的给水系统设计中的裙楼及地下室给水系统、办公楼给水系统、酒店给水系统设计要点，并就商业综合体建筑雨水回收及利用的设计及消防给水系统的设计要点展开了详细的研究，并提出商业综合体给排水设计注意事项，以期建立完善的建筑内部综合给排水系统，改善建筑的使用条件，促进商业综合体的高效运作。【关键词】给排水；商业综合体；设计方法；应用效果【中图分类号】TU991【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2022）11-0085-030引言商业综合体建筑如雨后春笋般在各地涌现，作为一种全新的商贸经济模式，其对带动地区经济发展有重要作用。商业综合体的功能复杂，建设难度大，遇火灾或其他突发事故时面临疏散困难的痛点，威胁到人员的人身财产安全。鉴于此，需深入做好消防给排水设计工作，为建筑的安全和功能有效性保驾护航。1工程概况某大型商业综合体地下建筑面积为 65 700 m2，地上建筑面积为 220 600 m2，建筑用地为 48 800 m2。建筑地上部分包含 1 栋 46 层商业楼（建筑高度为30.82 m）、1 栋 21 层酒店（建筑高度为 109.62 m）、3栋 40 层单元式办公楼（建筑高度为 119.92 m），建筑耐火等级为一级。2商业综合体建筑的概念及基本特征作为人员较为密集的商业场所，商业综合体项目在使用过程中能体现出明显的综合性。通常情况下，商业综合体建筑项目包含以下 3 种：单独的建筑体。其出口与入口与周边的街道紧密相连，辨别明显。多种形式共同组合而成的建筑体。以其中一个街道为主体，将附近的既有空间进行科学的改造和再利用。复合式建筑体。涵盖购物、娱乐、休闲、餐饮、酒店及办公等多个单项业态，并将商业和娱乐区设在建筑物的基层位置，上部布置酒店和办公区。该建筑体对其内部各系统的设计要求高于一般的建筑体，尤其针对排水系统，介于其在建筑物的安全使用方面有着较为直接的影响因素，故而要将设计工作当作一个重点，同时还要突出该建筑物的节能和环保作用。3商业综合体建筑给水系统的设计3.1裙楼及地下室给水系统水源来自市政给水管，引至消防水泵房和裙楼专用生活水泵房，给水竖向分为两区。空调冷却塔补水贮存在地下二层的贮水池内，此区域配置加压设备，以满足裙楼屋面冷却塔的用水需求1。3.2办公楼给水系统公寓楼专用生活水泵房布置在地下二层，关键组成包含：不锈钢生活水箱；生活转输水泵（共两台，实行一用一备的模式，此设施的作用在于确保 30 层避难层的水箱可获得充足的供水）；恒压变频加压供水设备两套，如图 1 所示，其负责为 30 层以下加压供水。于 30 层避难层规划生活转输水泵房，此功能区的关键装置包含一套恒压变频加压供水设备、不锈钢生活转输水箱。根据用户的饮水需求，在各层茶水间采用商用直饮水设备；根据用户对热水的需求，在卫生间洗手台下设即热式热水器。图1恒压变频加压供水设备建筑 节能85DOI:10.16844/10-1007/tk.2022.11.023LOW CARBON WORLD 2022/113.3酒店给水系统（1）冷水给水系统。供水对象为地下一层酒店专用生活水泵房，水源来自于市政给水管网。在地下一层规划生活水泵房，关键硬件设施包含恒压变频加压供水设备和不锈钢生活水箱。地下一层规划酒店专用不锈钢生活水箱，用此设施贮存空调冷却塔和生活用水，为提高供水能力，用专用恒压变频供水设备加压。同时设计成套软化水处理设备，服务于地下室洗衣房，此部分用水需做软化处理。除了考虑规范要求外，还顾及外资酒店管理公司的要求（原因在于本工程由外资酒店管理公司管理）。为提升水的品质，用砂缸过滤市政给水，再将其送至水箱内，并配置一套紫外线杀菌器，用于对生活储水箱流出的水进行杀菌处理。酒店式公寓用水定额的设定参照相关规范，即最高为 200300 L/（人 d），具体至本工程中，秉承高品质的建设目标以及考虑到外资酒店的要求，增加至 450 L/（人 d）。部分特殊用途的水需采用软化水，包含咖啡机、洗碗机等2。（2）热水给水系统。生活热水设计小时耗热量为1 907 kW，热水系统分区方式与冷水系统保持一致，给水总管负责给分区冷水系统供水。热水系统的热源来自 3 个方面：常压热水锅炉加热产生的一次高温热水，为维持热源的稳定性，采用柴油/燃气两用燃烧器。酒店空调主机制冷系统，建立热回收运行机制，实现对余热的回收，从中产生高温热水。源自空气源热泵热水机组，此类设施的作用在于提供高温热水。（3）市政水压直供区的生活热水（含洗衣房热水）平时先由空调余热回收热水通过容积式换热器预热后进入承压热水罐，由常压热水锅炉提供 60 的热水；在冬季空调制冷机组不运行时则直接由热水锅炉提供 60 的热水。加压 1 区（裙楼）的生活热水系统平时先由空调余热回收热水通过换热器预热，再进入裙楼屋面的空气源热泵闭式热水箱，由空气源热泵热水机组将热水箱的水加热至 60。冬季或热泵机组检修时热水温度未达到设计温度，则由热水锅炉提供 60 的高温热热水。加压 24 区（客房）的生活热水系统平时由空气源热泵热水机组将热水箱的水直接加热至 60，再由常压锅炉接力加热至 60。冬季或热泵机组检修时热水温度未达到设计温度，则由热水锅炉提供 60 的高温热水。换热器和常压燃气热水炉均设在地下一层热水机房内，空气源热泵热水机组设于 7 层裙楼和塔楼屋顶。本工程设计中，空调热回收区均设计超越管，空调热回收区域检修时，可以通过超越管，因此不会影响酒店热水供应。4商业综合体建筑排水系统的设计地上污废水排放系统设置专用通气立管，建立分流系统，用于对室内生活废水和粪便污水的分流处理。为实现向市政污水排水管网排放地下室卫生间的污废水，可适配污水泵，用于提升地下水的污废水。餐饮厨房中存在含油污水，此部分的排放采取的是借助隔油器排向室外的方法，由市政污水排水管网接纳此部分污水和生活废水3。地下车库地面废水统一汇聚至集水坑内，在潜污泵的作用下做提升处理，最终实现向市政雨水排放管网的排放。5商业综合体建筑雨水回收及利用的设计雨水回收的主要对象为屋面雨水，根据建筑结构规划，屋顶采用的是绿化屋面，总收集面积约为9 600 m2，设计日降雨量取 51.8 mm，平均径流系数取 0.5，弃流量为 3 mm。在室外绿化带内规划一处容积为 220 m3的雨水模块收集池，收集雨水后对其加以处理，实现对雨水资源的利用。雨水回用工艺流程如图 2 所示。以精简化的理念设计雨水回用工艺，经弃流处理的雨水中杂物的含量降低，但由于降雨具有随意性，在雨水回收过程中面临着回收水源稳定性不足的问题，导致部分时段的雨水回用设施处于闲置状态，硬件设施的利用水平偏低。雨水回用水中含有 SS和 COD 两类主要污染物，在储水模块做沉淀处理，而后进行过滤、消毒，按照该流程操作后，产生的水可用于对水质要求不高的场景，无特殊要求时无须做深度处理。经过技术优化后，雨水收集池采用的是装配式 PP 雨水模块（图 3），以聚丙烯塑料为主要材料，模块外包裹防渗不透水土工膜和土工布。雨水模块有较强的储水能力，相比常规的钢筋混凝土水池而言，安装的便捷性有所提升，且 PP 储水模块具备回收利用的价值，资源的应用优势得到充分发挥。6商业综合体建筑消防给水系统的设计（1）消防水池提供消防水源，有效容积为 990 m3，布设在住宅地块地下二层消防水泵房内。商业地块和住宅地块共用消防水池，但消防泵分开设置，路线走向为商业地块共用消防水池，但消防泵出水管经由管线连接到商业地块的地下一层，从而提供充足的水源，以满足商业地块的消防用水需求4。按照室图2雨水回用工艺流程雨水集水井沉沙井初期雨水弃流井雨水模块收集池过滤、消毒回用水池绿化用水溢流弃流市政雨水管网市政自来水补水建筑 节能86LOW CARBON WORLD 2022/11外和室内两个区域分别设置消防栓给水系统，其中室外采用低压消防给水系统，水的供给来源为市政两路 DN200 给水管网；室内适配的是临时高压消防给水系统，商业区消火栓系统分低区和高区两个区域进行有针对性的设置。其中，低区为地下 2 层至地上 13 层，高区为 14 层至 40 层，低区用先导式减压阀减压供水，经过此装置的调控后，使阀后压力稳定在 1.00 MPa。（2）商业综合体建筑集多项功能于一体，内部业态丰富。为保证消防的有效性，根据各区域的功能特点判断危险等级，以安全为基本要求设计自动喷水灭火系统，以便满足超市、酒店等场所对消防用水所提出的喷水强度、延续时间等方面的要求。在本工程中，地上商业、商业区地下车库均按中危险级设计，最不利处喷头工作压力0.10 MPa，喷水强度为8 L/（min m2），系统设计流量为 30 L/s；商业区仓库按危险级设计，火灾延续时间按 2 h 考虑，系统设计流量为 60 L/s，喷水强度为 16 L/（min m2）；酒店式公路按中危险级设计，系统设计流量为 25 L/s；商业区中庭（净空高度 1218 m）设自动喷淋系统，喷水强度为 15 L/（min m2），系统设计流量为 50 L/s。管网为湿式系统，设 50 m3高位消防水箱和稳压设备，在提供火灾初期消防用水量的同时，维持管网平时压力的合理性。经过科学的设计和规范的施工后，当前该城市综合体项目已经建成并投入使用。建设阶段，各项工作有条不紊地落实到位，建设质量达标，管材用量减少，员工的人身安全和给排水系统的质量均得到保障；建设完成后，系统的运行稳定可靠，运行维护成本也得到有效控制，各业态间不存在过多的干扰，综合效益显著。7商业综合体建筑设计注意事项7.1生活给水系统设计针对商业综合体工程建筑，生活用水量计算是确保人们日常生活正常用水的关键设计环节。因为建筑功能复杂，计算参数对应也相当繁杂，在计算时应根据国家标准要求进行用水定额选取并对各功能区域的用水量计算，再结合市政自来水水压数据，判断采用二次供水系统的区域，对二次供水系统区域的储水箱容积计算按最高日用水量的 20%25%选取，再结合考虑我国经济快速，项目周边随之带动快速发展，可能对市政自来水水压有浮动可能性，建议储水箱、泵房、设备条件允许时考虑多预留一些余量，也可当作后期业态改变有条件进行小调整而无须大动作改造，从而减少后期大量改造的成本5。7.2污水排水设备设计在商业综合体工程建筑中，假如重力污水管道太长，很有可能会阻塞，从而提升中后期的维护成本费，且因重力污水管道太长，导致室内综合管线难度加大，假若设计阶段无管线综合设计，可能会导致室内净高空间不足。所以，结合排水需求，在设计前期时应与建筑专业进行排水功能区域的落位，尽可能使污水管道敷设长度最小化。假若因建筑方案无法满足最小化排水管道长度时，应考虑设置集中收集提升系统，对提升设备间的落位进行配合，室内排水管道必须在收集后妥善排出，并减少对商业的影响。8结语综上所述，大型商业综合体的功能丰富，内部组成复杂，在其设计中，给排水属于不可忽视的一部分。因此，根据建筑的使用需求进行消防设计和给排水设计，深入优化管道的布置方式，从而确定科学可行的给水方式和排水方式，在给排水设施的共同配合下，维持大型商业综合体的正常运行，进而为人们提供优质的硬件条件，为城市经济发展助力。参考文献1 彭德安.我国商业综合体消防系统及给排水设计J.中国新技术新产品，2021（21）：146-148.2 王苗.基于商业综合体建筑项目的给排水设计J.房地产世界，2021（3）：25-27.3 胡小清，王科荣.现代城市商业综合体建筑设计分析J.工程建设与设计，2020（18）：24-25.4 陈超.大型商业综合体消防及给排水设计分析J.工程建设与设计，2019（2）：76-77.5 谭东梅.新时期商业综合体建筑给排水设计探讨J.工程技术研究，2020，5（16）：257-258.作者简介：许国栋（1980），男，汉族，浙江东阳人，本科，高级工程师，主要从事给水排水设计工作。图3装配式PP雨水模块建筑 节能87