新成大厦给水排水及消防专业系统设计.doc

简明介绍了天津市华苑产业园区新成大厦给水排水工程设计，并就设计过程中碰到问题进行了探讨。 关键词： 高层建筑 中水系统 水喷雾系统 二氧化碳灭火系统 新成大厦是由韩国新成焕电子技术（天津）投资建设一座综合性大楼。该建筑高度为45m，地下一层，地上十层，总建筑面积为16500m2。其中地下室为战时人防，平时设备间及汽车库；一、二层为金融、保险、证券、商务中心等；三、四层为开敞式办公；五层为健身房、洗浴桑拿用房；六八层为客房；九层为KTV包间；十层为厨房及餐厅；十层顶为设备层。 本文介绍了新成大厦给水排水设计，并就设计中碰到相关问题进行了探讨。 一.设计内容介绍 本工程设计共包含生活给水、生活热水、排水、中水、消防给水、冷却循环水等系统。 （一）生活给水系统 建筑周围市政给水压力为0.2MPa，由市政给水管线接入两条DN200引入管，经水表计量后接至庭院DN200环形管道。由庭院环形管引两根DN200水管接至室外地下消防水池，引DN100管道接至地下室不锈钢生活水箱。地下室设有三台生活泵，两用一备。 从节能角度考虑，把生活给水系统竖向分为两个分区。第一分区为地下层二层，利用市政水压直接供水；第二分区为三层十层，由地下生活泵房变流稳压生活泵从生活水箱抽水加压供给。各区最低卫生器具配水点静水压力均小于0.35MPa。 （二）生活热水系统 建筑热水用水点为综合楼客房、洗浴及各个卫生间。热水最高日用水量为24m3/d。在地下室锅炉房内设燃气锅炉一台供给热水，在屋顶设备间设热水贮罐一个，贮存4.5 m3热水。采取机械全循环，为同程式热水供给系统。在热水贮罐上设温控阀，在不用水情况下，贮罐内水温降低到设定值时，即开启循环泵对系统进行循环，以确保热水供给温度一直满足设定值。 （三）排水系统 因本建筑包含到中水系统，故排水系统采取污废水分流制，其生活污水和废水各采取一套管道系统搜集排出建筑。地下室地面渗漏水、制冷机冷凝水、泵房排水、坡道雨水、消防排水等清洁废水分别由集水坑聚集后由潜污泵提升排出，水泵由液位控制启停。污水排至庭院污水管网后，经化粪池处理后再排入市政管网。废水排至庭院废水管网后，搜集进入调整池作为中水原水。调整池设有溢流管，当中水原水量大于用水量时，多出部分可直接排至污水管网。这么既可确保中水水量一直满足使用要求，又不会因为中水原水量大于用水量而产生污水外溢情况。 屋面雨水采取内排水系统，排至室外雨水管道。室外采取雨污分流制，雨水经管道搜集后排入市政雨水管网。 （四）中水系统 建筑中水用水点关键考虑为冲厕用水。中水水源考虑采取洗浴排水、盥洗排水等。因为设计周期较短，又没有实测资料，故采取建筑中水设计规范GB50336-中表3.1.4（以下表）中参数进行设计。 依据表中数据，计算出本建筑中水用水量为35m3/d。中水原水排水量约为100 m3/d，原水量远大于用水量，故不用考虑调整池补水。雨水是很好原水水源，但其含有较强季节性，将雨水作为中水水源在搜集储存等方面有一定难度，而且设计中还需考虑雨水冲击负荷问题，处理好雨水分流和溢流问题，况且室内生活废水量已足够使用，故不考虑雨水搜集。调整池容积按中水日用水量110计算，取40m3。中水贮存水箱调整容积按中水日用水量30计算，取11m3。 本设计采取成品膜生物反应器对中水原水进行处理，从安全角度考虑，选择50m3/d反应器一台。 调整池设计图所表示。 调整池设于室外地下，在调整池进水管处设毛发聚集井，对废水中杂物进行初步过滤，在沉淀槽中废水得到深入净化。毛发聚集井及沉淀槽需要每隔一段时间进行一次清理，以防影响处理水量。因为总图部署原因，无法就近设置中水机房，所以机房设在了屋顶设备层，由设于地下室中水泵提升原水至屋顶反应器进行处理。中水泵控制设在中水机房内，由膜生物反应器控制器统一控制。在设备层设有中水贮存水箱一座。水箱设有冷水补水管，设备检修时不影响正常见水要求。在中水箱出水管上设有紫外线消毒杀菌器，对中水进行消毒。 （五）消防给水系统 1.消火栓给水系统 该建筑为一类建筑综合楼，依据高层民用建筑设计防火规范表7.2.2之要求，室内、外消火栓用水量均为30L/s，不过依据表下注：“建筑高度不超出50m，室内消火栓用水量超出30L/s，且设有自动喷水灭火系统建筑物，其室内、外消防用水量可按本表降低5 L/s。”所以本设计选择室内、外消火栓用水量均为25L/s，火灾延续时间3小时。 在地下消防泵房内设有智能型消火栓加压泵三台，两用一备。屋顶设消火栓系统和喷淋系统适用消防水箱，贮存10min早期消防用水量共18m3。因为消防水箱最低液位和最不利消火栓静水压力不足0.07MPa，故另设两台消防增压泵，一用一备，为消火栓系统增压。屋顶水箱间设检验消火栓。因为消火栓栓口压力均不超出0.80MPa，故室内消火栓系统采取一个分区，消火栓栓口出水压力大于0.50MPa时，消火栓采取减压稳压消火栓。室内消火栓管道成环状部署，消火栓间距小于30m，且确保两股充实水柱同时抵达室内任一点。在每层均设有带消防卷盘消火栓。每个消火栓处均设有启泵按钮。消火栓系统设水泵接合器两套。 市政管网供水压力为0.2MPa，室外消火栓用水量由室外环形管道上设置室外消火栓提供。室外消火栓间距小于120m，且室外消火栓距建筑物不超出40m。 2.自动喷水灭火系统 该建筑火灾危险等级为中危险级级，喷水强度为8L/minm2，作用面积为160m2。一十层均采取湿式系统，地下室汽车库采取预作用系统。除十层厨房采取93闭式喷头以外，其它部分均采取68闭式喷头。自动喷水灭火系统采取一个供水分区。地下室设智能型喷淋泵三台，两用一备。湿式系统和预作用系统共用一套消防泵，泵后分别接各自系统报警阀。每层均设有水流指示器，在喷淋立管顶端设自动跑气阀。在屋顶水箱间设有喷淋稳压泵两台，一用一备，及一台气压罐，泵后管道接至地下消防泵房报警阀前环形管道。自动喷水灭火系统设水泵接合器两套。 3.卷帘保护系统 在建筑首层和二层有一处设有防火卷帘共享空间。在防火卷帘两侧，设闭式加密喷头对卷帘进行防护冷却。加密喷头喷水时间不低于3小时，喷水强度大于0.5L/sm，喷头间距在2.0m2.5m，喷头距卷帘距离为0.5m。消防泵房内设智能型卷帘保护消防泵三台，两用一备。卷帘保护系统设水泵接合器两套。 4.水喷雾系统 该建筑空调系统采取直燃机制冷，直燃机和热水锅炉均设于地下室制冷机房内。依据高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（），制冷机房应设水喷雾灭火系统。设计目标为防护冷却，设计喷水强度为9L/minm2，连续喷水时间为6小时。喷头采取水雾喷头，水雾喷头部署考虑使水雾直接喷射和覆盖保护对象。在消防泵房设有水雾泵两台，一用一备，系统设雨淋阀。因为水雾喷头喷口较标准喷头小，故阀前应设过滤器，以防水雾喷头被水中杂质堵塞，影响灭火效果。 在设计过程中，建设单位认为消防水池偏大。为处理这一问题，在和消防部门研究后，决定将制冷机房水喷雾系统改为二氧化碳灭火系统。 5.二氧化碳灭火系统 二氧化碳灭火系统设计采取全淹没灭火系统对锅炉房进行防护。 (1)防护区具体情况 (2)二氧化碳灭火系统关键设计参数 (3)二氧化碳灭火系统管网设计计算结果 i. 灭火剂储存容器： ii. 灭火剂用量： (4)二氧化碳灭火系统工作原理 当保护区内一路火灾探测器发出报警信号时，报警控制器发出报警信号；当保护区内感烟和感温两路探测器同时发出报警信号时或手动操作紧急开启按钮时，声光报警器向保护区内发出声光报警信号，此时保护区内人员应立即撤离现场，延时2030秒后，自动开启电磁阀，驱动二氧化碳灭火系统，向保护区内喷放灭火药剂实施灭火，同时，保护区门外放气指示灯闪亮，警告人员不要入内。灭火完成后，由专业人员使系统恢复到监测状态。 6.消防泵房及消防水池 地下室消防泵房每套系统均设有DN70放水阀门和巡检回流管。消防泵房内设有集水坑。集水坑内设两台由液位控制潜污泵，其有效容积按一台潜污泵5min流量设计。消防电梯和消防泵房相邻，因为结构专业在基础处理方面无法满足消防电梯下集水坑容积要求，故在消防泵房内另设有效容积为2m3集水坑，经过连通管和消防电梯基坑相连，集水坑内设流量为10L/s潜污泵两台，一用一备，由液位自动控制启停。在消防泵房内设吸水母管，两端接至室外地下消防水池内。消防泵房内消防泵均由吸水母管上吸水，吸水管流速控制在1.01.2m/s，水泵出水管流速控制在1.52.0m/s。 消防水池贮存室内消防用水量3小时，卷帘保护系统用水量3小时及自动喷水灭火系统用水量1小时，考虑DN200进水管连续补水3小时，水池中共贮存消防用水280m3。 （六） 冷却循环水系统 该建筑地上部分均设有中央空调，制冷机房设于地下室，冷却塔设于屋顶。制冷机房内设三台循环泵，两用一备。在循环泵前设除污器，以截留水中杂质，循环泵后进制冷机组管道上设电子水处理仪，以达成防垢、除垢、杀菌、灭藻功效。 二.设计锅炉房灭火系统时碰到问题 依据高层民用建筑设计防火规范中第7.6.6条之要求，燃油、燃气锅炉房应设置水喷雾灭火系统。本设计在设计之初选择了水喷雾灭火系统对地下锅炉房进行了保护，水喷雾灭火系统设计目标确定为防护冷却。水喷雾灭火系统设计规范中设计喷雾强度和连续喷雾时间不应小于表3.1.2（以下表）要求： 因为上表中并没有包含到燃气锅炉描述，而高层民用建筑设计防火规范中又有明确要求必需使用水喷雾灭火系统，所以只能套用上表中“可燃气体生产、输送、装卸、储存设施和灌瓶间、瓶库”这一条。这么又会包含到一个连续喷雾时间问题，表中连续喷雾时间为6小时，很显然这个时间对于建筑物内燃油、燃气锅炉房来说是不合理，毕竟建筑物主体最大耐火极限才只有3小时。笔者个人认为能够参考自动喷水灭火系统灭火时间1小时设计。因为水喷雾灭火一个关键原理是利用细小水滴对空气进行稀释，降低空气中氧气含量，从而达成灭火目标。假如喷水时间过长，反而会使空气中细水滴结合在一起，降低灭火效果。所以笔者认为建筑物内水喷雾灭火系统喷水时间不宜过长。 就此问题，笔者也曾请教过部分教授，不过最终全部因为没有明确规范要求，而只能根据6小时设计，由此带来问题就是消防水池容积增大和投资加大。目前，在高层民用建筑中设燃油、燃气锅炉房情况还是比较普遍，所以处理这类问题要求还是很迫切。在此，笔者提出这个问题，期望规范编制人员在对规范深入修订时能够给予考虑