大型商业体的给排水及消防设计分析思考.pdf

江西建材规划设计与建筑1102023年6 月大型商业体的给排水及消防设计分析思考连晓强福建西海岸建筑设计院有限公司，福建 福州 350005摘 要：文中以某大型商业购物中心为例，介绍了大型商业建筑的给排水及消防系统设计，着重分析了消防系统选择、自动跟踪定位射流灭火系统、隔油排水等方面的设计思路，以及在设计过程中遇到的问题及对策。关键词：大型商业体；消防系统选择设计；排水设计；自动跟踪定位射流灭火系统中图分类号：TU892文献标识码：A文章编号：1006-2890（2023）06-0110-03Analysis and Thinking on Water Supply,Drainage and Fire Protection Design of a Large Commercial BuildingLian XiaoqiangFujian West Coast Architectural Design Institute Co.Ltd.,Fuzhou,Fujian 350005Abstract:This article takes a large commercial shopping center as an example to introduce the design of water supply,drainage,and fire protection systems for large commercial buildings.Emphasis is placed on analyzing the design ideas for the selection of fire protection systems,automatic tracking and positioning jet fire extinguishing systems,oil separation and drainage,as well as the problems encountered and solutions during the design process.Key words:Large commercial entities;Fire protection system selection design;Drainage design;Automatic tracking and positioning jet fire extinguishing system作者简介：连晓强（1989-），男，福建福州人，本科，工程师，主要研究方向为建筑给水排水设计。0 引言大型商业综合建筑作为购物、餐饮、休闲、娱乐等活动中心，具有人流密集、重视购物环境体验、使用时间集中等特点。其消防设施配套设计、给排水设计十分重要。设计一套与其建筑规模、使用功能相匹配的给排水消防系统，使其安全、可靠、经济、节能，是给排水专业设计的重点工作1-2。1 工程概况本项目建设地点位于广东省惠州市，总建筑面积约40 987.32 m2，地下2层,地上4层,总建筑高度为21.1 m，属于多层公共建筑。其中，地下2层为设备用房、停车库,地下1层为设备用房、美食广场，13 层为商铺，4 层为餐饮。2 给水系统设计水 源 为 市 政 自 来 水，由 市 政 给 水 干 管（市 政 压 力 约0.22 MPa）上引入两根给水管。生活给水管于基地周边布置成环状管网，小区内的住宅、商业、办公等用水均引自该环网，并分别计量。室外消防给水管于基地周边布置成环状管网。供水分区:地下室至1 层用水由市政给水管直接供给;2 层及2 层以上用水采用水池加变频供水设备供水。本项目商业招商管理单位尚未介入，商场业态尚未确定，因此，后期商业综合体的生活水箱容量可能发生调整，地下室生活泵房预留一定的空间，以保证未来扩容水箱容积、水泵的摆放3-4。3 消防系统设计3.1 消防概况根据GB 500162014 建筑设计防火规范、GB 509742014 消防给水及消火栓系统技术规范要求。本建筑为多层公共建筑，设置有室内消火栓灭火系统、室外消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、灭火器等。消防储水按消防用水量最大一座建筑设置，火灾次数为1 次。本工程的水灭火系统消防用量见表1。表1 消防用水量计算表名称流量/（L s-1）火灾延续时间/h 水量/m3室外消火栓用水量402288室内消火栓用水量402288自动喷淋用水量401144一起火灾灭火用水量7203.2 消火栓系统消防水源取自市政给水管网，室内外消火栓系统采用临时高压给水系统。室内外消火栓系统由消防水泵房内的消防泵加压供给。消防初期，用水储存在屋面设置50T消防水箱，水箱最低有效水位不满足水灭火设施最不利点处的静水压力0.07 MPa的要求，在屋面设置消火栓增压稳压设备。该商业体地下室只有地下二层是停车场，地下室停车空间较为紧张，而消防水池消防水泵房占用面积较大。从项目运营效益、工程经济性等角度，将消防水池消防水泵房设置在与该商场地下室连体的相邻住宅区域地下室内，物业单独管理。室外消火栓由室外给水环网供水，环网管径DN150，在环状管上设室外消火栓。本地块室外消火栓的最大保护半径为150 m，消火栓最大间距为120 m。室外消火栓距道路边小于等于2.0 m，距建筑物外墙江西建材规划设计与建筑1112023年6 月大于等于5.0 m。3.3 自动喷水灭火系统根据广东省地方标准 DBJT 15-1502018 电动汽车充电基础设施建设技术规程，车库充电设施的防火单元自动喷水灭火系统应采用泡沫一水喷淋系统，泡沫混合液连续供给时间不应小于10 min，泡沫混合液与水连续供给时间之和不应小于 90min。本项目地下室电动汽车库区域采用泡沫一水喷淋系统，喷水强度8 L/（min m2）,作用面积465 m2；系统最不利点喷头的工作压力按0.05 MPa,系统的设计流量约为80 L/s。地下室其它非充电设施区域以及一至四层采用自动喷水灭火系统，喷水强度8 L/（min m2），作用面积160 m2，系统最不利点喷头工作压力取0.05 MPa，系统设计流量约为40 L/s。本项目自动喷水灭火系统设计流量为80 L/s,喷淋泵采用两用一备。自动喷水灭火系统整个建筑为一个区，消防初期用水储存在屋面设置50T消防水箱，水箱最低有效水位不满足水灭火设施最不利点处的0.10 MPa静水压力要求，在屋面设置喷淋增压稳压设备。3.4 自动跟踪定位射流灭火系统（1）该建筑有高度21 m高的中庭净高，而自动喷水灭火系统工作的净空高度 12 m，显然，此中庭无法设置自动喷水灭火系统。根据 GB 500162014（2018 年版）建筑设计防火规范第8.3.5 条宜采用固定消防炮等灭火系统。另根据 GB 514272021自动跟踪射流灭火系统技术标准第3.1.1 条“自动跟踪定位射流灭火系统可用于扑救民用建筑和丙类生产车间、丙类库房中，火灾类别为A类的下列场所：净空高度大于12 m的高大空间场所；净空高度大于8 m且不大于12 m，难以设置自动喷水灭火系统的高大空间场所”。相较固定式消防炮灭火系统，自动跟踪定位射流灭火系统更能发挥“自动”灭火的功能，故本次选用自动跟踪定位射流灭火系统替代自动喷水灭火系统在中庭发生火灾时进行灭火5-6。（2）自动跟踪定位射流灭火系统是近年来由我国自主研发的一种全新的自动灭火系统,已广泛应用于中国许多体育场馆、展览馆、大中庭的商业建筑等重要场所。该系统是集合红外、紫外传感技术、烟雾传感技术、计算机技术和机电一体化技术于一体的固定式消防系统，可实现火灾监测和自动灭火，尤其适用于空间高度高、容积大、火场温升较慢、难以设置闭式自动喷水灭火系统的高大净空场所。该系统分为喷洒型自动射流灭火系统、喷射型自动射流灭火系统和自动消防炮灭火系统三种。按 GB 514272021自动跟踪射流灭火系统技术标准4.2.6条，喷洒型灭火装置至少需要布置4个且总灭火流量只有10L/s。其灭火装置大多不美观，并且灭火流量有限，灭火效果不佳。自动消防炮灭火系统用于扑救民用建筑内火灾时，单台炮的流量不应小于20 L/s；但大流量的水炮有较大的冲击力、管道固定配件等具有更高的要求。本项目属于中危险级场所，中庭面积不大，灭火装置保护半径小，采用喷射型自动射流灭火系统能满足探测及射流覆盖所有保护区域，满足灭火要求的同时，具有经济性，故本项目采用喷射型自动射流灭火系统。（3）喷射型自动射流灭火装置，主要工作原理为：灭火装置为早期火灾探测、消防联动报警、机械传动灭火一体设备。该装置全天候监测火情、一旦发现火源，第一时间将火情信息传给消控中心进行声光报警、启动灭火系统、定位火源位置、打开电磁阀、发送报警信号到报警主机，启动消防泵进行喷水灭火，火灭后自动停止，如有复燃，系统重新启动。系统设置信号阀和水流指示器。在压力分区的水平管网末端，设仿真末端试水装置。系统按中危险 II级设计，每个喷射型自动射流灭火装置的流量为10 L/s,每个喷射型自动射流灭火装置保护半径为28 m,安装高度为825 m,保护区的任一部位能保证2个喷射型自动射流灭火装置射流到达，系统持续喷水时间为 lh；喷射型自动射流灭火装置工作压力0.60 MPa,系统同时开启高空水炮数量2 个，设计用水量20 L/s。3.5 气体灭火系统商业综合体作为一种重要的公共建筑，其配套的电房的消防安全很重要，根据 GB 500162014（2018 年版）建筑设计防火规范8.3.9 条，电房宜采用气体灭火系统。目前，市场常见的气体灭火系统有热气溶胶和七氟丙烷。热气溶胶气体灭火系统利用固体微粒在高温下产生金属阳离子，与燃烧反应过程中产生活性自由基团发生反应，以切断化学反应的燃烧链，抑制燃烧反应的进行，达到化学灭火的效果。但容量在10kg以上的热气溶胶并未获得消防3C认证，并且由于热气溶胶具有清洁度低、腐蚀性强等特点，其适用范围小。七氟丙烷自动灭火系统作为我国目前市场上应用最广泛的气体灭火系统。七氟丙烷具有清洁、无毒、无味等优良环保特性，并且灭火效率高，经济实惠，适合在有人的场所使用。故本项目电房选择七氟丙烷气体灭火系统。4 排水设计4.1 污废水设计（1）本建筑有做餐饮，会产生餐饮废水，需先要经过隔油池处理后排至室外污水管网。需要定期清掏隔油池，隔油池如果设置在室外埋地敷设，在室外广场上清掏时会产生地面污水、臭气，对环境破坏大，有碍商业运营，所以将隔油设备放在地下室隔油间内。在商业综合体中，地下室有复杂的风管、桥架、消防管等各专业管线，需要综合考虑管线安装高度，避免出现净高不足现象。科学、合理地排布重力管线，是其中很重要的环节。如果餐饮排水横管太长，其油污容易引起堵塞，并且排水横管需要坡度，过长的管道坡降会导致地下室有效使用空间减少。隔油间的位置需要考虑布置在餐饮商铺的下方附近。一般隔油间考虑30 m的排水覆盖半径。本项目地下室共两层，地下一层作为美食广场，地下二层为人防地下室。4 层的餐饮废水排入地下一层地下室的隔油间内，地下一层的餐饮废水排入地下二层的隔油间内。地下室一层的隔油间降板应充分考虑对地下二层车位使用的影响，隔油间应尽量避开车位等位置。同时，隔油间应与建筑专业配合，设置在行车道附近并避开商业门厅入口，便于清掏车辆及人员清洁作业。（2）项目前期业态不确定，竣工验收交付后，业主根据招商和营运要求可能会调整餐饮范围。如果前期设计不加以重视，后面改造难度较大。为此，设计时要做到功能区的科学预判，根据商铺的分布预留足水井位置和空间。4.2 雨水设计（1）大型商业体屋面较大，产生大量雨水。如果采用传统的重力流雨水排放方式，需要设置较多的雨水立管，既不美观，整体排水能力也一般。虹吸雨水系统具有雨水立管少、管道敷设坡度小、节省建筑空间等优点，越来越受到业主的青睐，故建筑屋面采用虹吸雨水系统。虹吸雨水系统按照虹吸满管压力流设计，系统的排水能力足够强。超出设计重现期的雨水，需要通过溢流设施排除。虹吸式雨水设计需要注意的是：由于系统中存在负压区段，雨水系统的管材、流量、管道布置等均要考虑水流压力的作用，不宜采用太高的屋面，因为太高的雨水势能会使超标雨水进入系统，使系统产生超出设计值的负压，造成系（下转第114页）江西建材规划设计与建筑1142023年6 月表6 游园舒适度综合评价序号项目名称舒适度评分舒适度等级游园等级1植被绿化0.870.91I小、中、大2文化雕塑0.740.81II中、大3水系景观0.650.73IIIII中、大4健身设施0.69III小0.730.84II中、大5附属建（构）筑物0.390.47IV小、中、大6游憩休闲0.790.84II小、中、大7道路座椅0.490.63IVIII小、中、大8维护管理0.360.51IVIII小、中、大由表6 可知，各级游园的植被绿化在游园舒适度中均为 I级，游园对于提高城市绿化率，改善周边居民的生活品质十分重要，较高的游园绿化率是吸引游人散步、游览或进行户外活动的基础。小型游园的健身设施、各级游园的附属建筑舒适度水平处于较低值，增加健身设施有利于增加老年群体户外活动时间，而诸如凉亭、步道、公共厕所等的附属建筑的建设可以给游人提供遮阳、避雨及小憩的场所，有利于提升城区游园的整体舒适度。在各级游园中，道路座椅及游园的维护管理的舒适度等级亦较低，均处于 IV-III的区间，城区游园以周边居民锻炼、散步为主，人流量大且以老人小孩为主，因此在游园道路座椅的设置上，应主要体现安全、方便及人性化的特点，加强游园的日常维护，排除安全隐患，营造舒适安全的环境。同时，部分游人对中大型游园分布的水系景观亦十分关注，提高临河游园的水质是提高游园舒适度的主要措施。3 评价分析（1）城区游园的日常人群以退休后的老年人为主，应重视游园设施的维护保养，增加游园内健身设施及附属设施的建设，消除安全隐患。为更好地服务周边居民，游园密度应控制在3 km以内。（2）春夏游人数量较多，秋冬两季游人较少。游人外出散步及锻炼主要集中在上午7:00-9:00 及下午17:00-19:00，游园的维护与保养可依据不同季节、不同时间段采取不同频次的保养措施，以达到降低后期维护成本的目的。（3）游人对游园环境卫生的满意度较高，但大型游园健身设施及小型游园的绿化管理的满意度相对较低，需要建立相应的管理制度和执行制度。4 结语城区人口密度较高，公共活动空间较小。城区游园具备了建设面积小、建设成本低、建设周期短、维护成本低的特点，不仅可以增加城区绿化率，提升城市建设水平，还能为周边居民提供良好的锻炼、散步及室外活动的空间。本文对市区各级游园的舒适度进行调研，调研时间跨度较长，采用分项评分法对城区游园的人群分布、时段与季节游人的分布及游园实施的保养与维护等内容进行了分析与评价，并采用综合评分法对各游园细分项目进行舒适度评级。结果表明，游园的植被绿化水平均达到了较高水平，而游人更加重视游园的健身设施、附属建筑、道路座椅及日常的维护管理。参考文献 1 周乐.西南大学校园植物景观视觉美学评价及优化研究D.重庆：西南大学，2013.2 黄广远，徐程扬，朱解放，等.基于层次分析法和逼近理想解排除法的高校校园绿地景观评价J.东北林业大学，2012，40（9）：113-115，123.3 孔强，李小兰.城市滨水区带状绿地近自然植物群落营建探析J.安徽农业科学，2016，44（1）：266-267，314.4 王明丽，林俊兰，薛秋华.福州城市公园居民行为与空间偏好调查分析J.福建林业科技，2014，41（2）：177-182，188.5 曾忠平，王雅丽，彭浩轩.基于 SOPARC 和 KDE 的游客游憩行为研究：以武汉东湖绿化为例J.中国园林，2019，35（12）：58-62.6 赵万民，李长东，尤家耀.城市公园适老运动环境影响要素聚类研究J.中国园林，2021，37（5）：50-55.统损害。雨水斗出口与悬吊管的高差不宜小于0.8 m。当建筑对噪音有严格要求时，管段应采用较低流速。（2）屋面需要设置溢流口，用来排除屋面超期雨水积水。在设计溢流口的过程中，需要结合实际建筑使用效果，注意以下两点：屋面雨水溢流口处溢流的雨水会玷污外立面，影响建筑观感。目前，在商业综合体建筑中，广泛使用大面积的玻璃幕墙，其对建筑外观的要求非常高。因此，雨水溢流口应尽量避免设置在主外立面处。溢流口不宜设在商业体主要出入口处，如果发生溢流现象，会有大量的雨水从天而降，不仅对出入口的行人行走造成不便，还存在安全隐患。因此，雨水溢流口的布置要与建筑专业密切配合，选择合适的溢流口位置和溢流形式，这样才能在满足设计规范的前提下，设计出符合现代审美理念、切合实际需要的建筑。5 结语本文着重对大型商业建筑的消防系统选择、自动跟踪定位射流灭火系统的设置、排水系统等方面进行讨论，并介绍了在大型商业体设计过程中遇到的一些问题和对策。随着我国经济与城市化进程的发展，大型商业体越来越多，其建筑功能也越来越多样化。这就要求设计人员要与时俱进，不断学习，不仅只是满足设计规范即可，要从未来前瞻性、安全可靠、经济实用等方面多多考虑，才能设计出符合社会需要的合格作品。参考文献 1 中国建筑设计研究院有限公司.建筑给水排水设计手册（第三版）(上册)M.北京：中国建筑工业出版社，2018.2 中国建筑设计研究院有限公司.建筑给水排水设计手册（第三版）(下册)M.北京：中国建筑工业出版社，2018.3 李胜男.屋面雨水溢流口设置浅析J.低碳世界，2018（2）：146-147.4 闵永林，杨志军，杨琦，等.自动跟踪定位射流灭火系统技术标准解读J.给水排水，2021（9）：149-154.5 李胜男.屋面雨水溢流口设置浅析J.低碳世界，2018（2）：146-147.6 闵永林，杨志军，杨琦，等.自动跟踪定位射流灭火系统技术标准解读J.给水排水，2021（9）：149-154.（上接第111 页）