摘要：结合实际工程，阐述了给排水及消防系统在办公项目中的应用，从系统形式、系统布置到系统控制，简要概述了系统应用中需要考虑的问题，办公建筑虽类型单一，但选择与之匹配的系统也是十分重要的。
关键词：办公楼；给水系统；消防系统；系统分区；系统控制
0 概述
随着城市的发展，人才的大量引入，办公建筑应运而生。通过竖向统一的核心筒连接四周大空间的办公区域，形成相对规则的建筑单体，满足城市土地资源的高度集约需要，其特点在于人员密集、整体统一、使用功能相对集中、智能化管理要求高，有效提高经济效益等。然而，正是由于办公建筑的特点，其给排水设计的合理性以及消防设计的有效性在后期运用时就显得十分重要了。笔者有幸参与了某办公建筑的给排水及消防设计，就系统设计的合理性和有效性在本文中介绍和探讨。
1 项目概述
本项目位于上海地区，总用地面积26571.5平方米，总建筑面积121666.2平方米。建筑功能主要包括办公、公共服务设施及配套设施等。单体共六栋，地下室共二层，其中地下室主要功能为停车库以及项目所需的各机电用房。1#、2#、3#、6#楼为高层办公建筑，4#、5#楼为多层建筑，其中1#楼建筑高度96.5米，2#、3#楼建筑高度69.5米，6#楼建筑高度52米，4#、5#楼建筑高度23.9米。
2 消防设计
1）系统形式
本项目消防系统均采用临时高压给水系统，在1#楼屋顶设置36吨高位消防水箱，用于火灾初期消防用水。由于上海地区市政给水管网条件较好，城市环状供水，消防水源采用市政直吸的方式，通过消防泵组增压的方式满足火灾时的消防水量及水压要求。
临时高压给水系统的特点在于平时管网中的水压不高，节约能耗，同时可满足消防水枪的使用需求，可在平时用于初期火灾的自救。当火灾发生时，消防水泵出水管上的压力开关及高位消防水箱出水管上的流量开关同时控制消防泵组自动启动，通过双保险的控制方式保证消防系统的有效性，从而减少火灾时的人员伤亡及经济损失。
2）消防系统的布置及分区
消防系统成环布置，保证一路供水损坏或检修时，不影响消防系统的正常运行。笔者根据各单体的建筑高度，对消防系统进行竖向分区，以避免低层的消火栓的供水压力过大，以6#楼作为消防系统的分区界限，4#、5#、6#楼消防系统均由采用低区供水系统，1#、2#、3#楼采用高低区供水系统，对于各区最低层的消火栓出水压力相对一致，以保证系统的稳定运行。消防系统分区通过在消防泵房设置比例式减压阀的方式调节供水压力。
图1 消防分区及成环布置示意图
在建筑的人员出入口、楼梯间及其休息平台或消防电梯前室、走道等明显易于取用的地方，设置室内消火栓，消火栓布置间距应保证同层有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达室内任何部位，水枪充实水柱不应小于13米。对于动压大于0.50MPa的消火栓，采用减压稳压型消火栓。
3）喷淋系统的布置及分区
喷淋用水量：①办公按中危险等级Ⅰ级设计，其中办公大堂为高大净空，最大高度为9米。②地下停车库按中危险等级Ⅱ级设计。③设计喷水强度为6L/min•m2，作用面积为260m2，设计最小用水量35L/s。
喷淋系统分区原则与消防系统一致，以6#楼作为喷淋系统的分区界限，4#、5#、6#楼消防系统均由采用低区供水系统，1#、2#、3#楼采用高低区供水系统。喷淋系统分区通过在消防泵房设置比例式减压阀的方式调节供水压力。
各单体及地下室的湿式报警阀均在地下室机电用房内集中布置，1#、2#、3#楼湿式报警阀组集中布置于一处，4#、5#、6#楼湿式报警阀组集中布置于一处，地下车库湿式报警阀组集中布置于一处，该布置方式有利于后期的运行管理。
由于1#楼建筑高度接近100米，通过计算得到的喷淋泵扬程在零流量工况下可能导致1#楼中控制最高几层的湿式报警阀的过水压力超过160米，故该报警阀设置于1#楼屋顶，以避免压力过大的工况。
图1 1#楼湿式报警阀置于屋顶示意图
按防火分区设置水流指示器（配套信号阀），且在最不利点设DN25末端试水装置或DN25试水阀，排水立管管径不小于DN75。水流指示器起水流的监视作用，及时报告发生火灾的部位，不用作启动消防水泵的控制开关，报警阀压力开关动作，喷淋泵必须自动投入运行。
3 给排水设计
1）系统形式
根据当地市政资料，市政给水管网供水水压为0.16Mpa，地下车库用水及各单体地上一层生活用水均采用市政直供，从而节约能耗。笔者根据各单体的建筑高度及总体上各单体的位置，对于各单体二层及以上的生活供水形式设计采用不同的供水系统，在满足各单体生活用水需求的同时，考虑设计的合理性。1#、2#、3#楼建筑高度相对较高，并且在总体上的位置相对集中，4#、5#、6#楼建筑高度相对较低，并且在总体上的位置也相对集中，考虑到这一点，1#、2#、3#楼采用生活水池、工频泵组以及屋顶生活水箱联合供水的方式，该方式相对稳定，同时办公建筑的用水时间及用水量相对集中且变化不大。4#、5#、6#楼采用生活水池及变频泵组联合供水的方式，4#、5#、6#楼生活用水量不大，同时考虑6#楼具有食堂功能，设有太阳能供水系统，相对其他单体，其用水量的变化系数较大，采用变频系统直接供水相对合理。两套系统合用生活贮水池，对于1#楼顶层重力供水水压不足的楼层通过设置小流量变频泵组加压供给。
图3 1#、2#、3#楼生活给水系统示意图 图4 4#、5#、6#楼生活给水系统示意图
2）生活给水水量、水压的控制
随着城市的发展，对新建建筑的节能减排提出了更高的要求，对于生活给水的水量和水压也需要采取控制措施，已达到节水节能的目的。控制各分区接入管的供水压力均不大于0.35Mpa，各用水点的供水压力均不大于0.20Mpa，并不小于0.10Mpa。各分区通过可调式减压阀组调节供水水压。对于水量的控制，采用分级制水表计量方式，在不同功能的给水引入管上分设水表计量，市政引入管设一级水表，消防补水、生活补水、市政用水、绿化用水等设二级水表，各单体内不同使用功能的接入管设三级水表，同时将分级水表接入楼宇智能控制系统，通过人工和自动方式获取用水量情况，从而达到控制用水量的需求。
3）排水系统设计
对于排水系统，4#、5#、6#楼建筑高度相对较低，采用污废合流并设置专用通气管的方式排至室外污水井即可，对于1#、2#、3#楼，建筑高度较高，采用污废合流并设置专用通气管排放污水的同时，其底层出户管的管径应比立管放大一档，以达到缓冲排水压力的目的。
4 雨水控制
随着城市的不断建设，为适应环境变化和应对自然灾害提出了“海面城市”的概念。给排水设计应考虑雨水利用措施，对屋面及道路雨水进行收集、处理及利用。笔者在本项目中也考虑了雨水收集回用系统，处理后的雨水用于绿化浇洒及道路冲洗。
图4 雨水收集利用系统示意图
5 结语
办公建筑相对功能简单，用水变化系数小，用水点比较集中，但是对于不同建筑高度的办公建筑还是有其合理性值得考究的，生活给水系统形式多样，合理的设计不仅对建筑的使用和运行带来方便，同时对于楼宇的节能减排也能达到很好的效果。笔者认为，给排水设计不仅仅是为了满足建筑的使用功能，还要考虑系统形式更多的可能性，择取合理并且适合项目的系统是衡量设计优劣的标准。
对于消防设计，发生火灾时，可以说是生命与时间的赛跑，消防系统在建筑消防中尤为重要，扮演着排头兵的角色，消防系统必须考虑其有效性和及时性，能够在第一时间启动、运行，系统设计合理，不仅能及时扑灭火情，更为生命和财产争取时间。因此，对于建筑设计，一定要重视自动喷水灭火系统的设计，抱着对系统负责的态度，为建筑消防把好第一道关。
参考文献：
[1]GB50015-2003（2009年版）.建筑给水排水设计规范[S].
[2]GB50974-2014.消防给水及消火栓系统技术规范[S].
[3]DSJ08-94-2007.民用建筑水灭火系统设计规程[S].
论文作者:蒋国伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/12
标签：建筑论文; 系统论文; 消火栓论文; 高度论文; 水压论文; 消防系统论文; 用水量论文; 《基层建设》2018年第23期论文;