大型多功能建筑给水排水工程研究

　　随着经济的发展，一批建筑规模庞大，集酒店、公寓、写字楼、购物中心、娱乐、餐饮、会议中心等多种功能于一身的综合性建筑物在许多城市雨后春笋般地兴建起来，并成为城市标志性建筑物。如珠海市国际会议中心，其建筑面积逾15万㎡，一至四层为裙楼，上部各有一幢22层五星级酒店，一幢9层会议中心大楼，三幢21层高级公寓楼，是该城市迄今规模最大、档次最高，功能最齐全，设备最先进的建筑。大型多功能建筑给水排水工程在所有建筑给水排水工程中，系统最复杂、设施标准最高，因而对设计、施工及材料设备等方面均提出了很高的要求。以珠海市国际会议中心（简称国会中心）工程为例简要的分析大型多功能建筑给水排水工程。
　　 1、给水系统
　　大型多功能建筑给水系统的安全可靠性要求很高，一旦发生停水将严重影响建筑功能的发挥。因此从工程设计上应充分考虑到系统的安全可靠性。
　　首先，给水系统必须有可靠的水源保证，其措施是从市政给水管网的两个不同位置（其间有阀门分隔）分别引入一根进水管，并设置足够容量的贮水池。
　　其次，必须选择合理的给水系统的设计方案。大型多功能建筑一般为高层甚至超高层建筑，城市给水管网的服务水压只能满足底部几层的用水需求。而大部分楼层的用水必须考虑系统内部自行增压来解决；同时由于楼层较多，给水系统中上、下层管道中的静水压力差必然很大，为了避免下层管道的静水压力过大，引起泄漏增加甚至管道、附件破裂以及产生水击形成噪音、振动，因此给水系统必须实行竖向分区。
　　按是否设置高位水箱，给水方式分为水箱给水方式和无水箱给水方式，给水方式按竖向分区又可分为串联式、并联式、减压等三种给水方式，其中减压方式又分为设减压水箱和减压阀两种。由于设减压阀效果好、投资少又不占建筑面积，因此被广泛采用。
　　该系统采用水箱给水方式，并采用集中增压，即由设于地下层泵房的增压泵（一用一备）同时供水至五个天面水箱，每个水箱除设高、低水位继电器外还设液压水位控制阀，实现了系统的自动控制，大大减少了泵房的建设费用和管理费用。竖向分高、中、低三区，低区包括地下层及四层裙楼，由市政自来水直接供水。高区由天面水箱供水，中区由天面水箱经比例式减压阀供水。以减压阀代替减压水箱，其优点是节省了建筑面积，降低了系统造价，避免产生二次污染。
　　给水管道材料以往都是热镀锌钢管一统天下，但由于近年来生产出了符合给水管材要求的uPVC塑料给水管，凭借其外观美丽，防腐蚀性好，不仅在建筑工程中应用，甚至已用到市政给水管道，目前其价格略高于镀锌钢管。国会中心给水系统在公寓楼部分采用了uPVC塑料给水管。
　　大型多功能建筑给水系统的噪声、振动应受到严格控制，否则影响使用功能，其措施是采用消声止回阀，对水泵进行隔振处理等。
　　 2、热水供应系统
　　大型多功能建筑一般要求全天提供热水，因此必须设置中央热水供应系统。热水供应方式分为集中式和分散式两种。为了避免热水管道敷设过长而热量损失过多及管路易出故障，一般选用分散式供热水方式。
　　国会中心即采用分散式供热水方式，分别在酒店、会议中心楼、公寓楼设置独立的热水系统，其水源由各天面水箱供给，管网同冷水一样作竖向分区，以保证两个系统的冷热水压力均衡。各区热水系统之中央热水设备均设于天面水箱下热水房内，管网采用上行下回机械全循环方式以保证热水供应稳定。
　　热水设备有热水炉、贮热水罐、循环水泵、贮油箱等，其主要设备是热水炉，燃料可以为柴油、石油气等。国会中心采用进口热水炉以确保运行正常以及符合环保要求，以柴油为燃料，由室外油库统一供应。中央热水设备示意图见图2.可供选择的热水管道材料有热镀锌钢管，紫铜管、uPVC塑料热水管。镀锌钢管价格最低，但容易受热水腐蚀，寿命较短，一般8-10年就须更换，适用于档次较低之热水系统；紫铜管使用效果最好，寿命长，用于热水管道有较长历史。国会中心热水管道就是选用进口紫铜管作管道材料。
　　 3、消防给水系统
　　大型多功能建筑由于内部结构复杂，人流频繁，加上室内木装修等易燃物品较多，因此发生火灾的可能性较大，一旦失火通过电梯间、楼梯间、管道井等很容易造成火势蔓延。所以这类建筑其消防给水系统应能立足于自救，发生火情能迅速扑灭。
　　按照高层建筑防火规范要求，国会中心消防给水系统应设计成消火栓给水系统、自动喷淋灭火系统、水幕消防系统等三个独立的消防给水系统，并保证可靠的消防供电（两个独立电源）和消防水源。
　　3.1　消火栓给水系统大型多功能建筑的消火栓给水系统，以消火栓处所受静水压力不大于800kPa为标准进行竖向分区。国会中心建筑高度未超过80m，因此其消火时便于操作水枪，在消防立管底部动水压力超过500kPa的消火栓前增设减压措施。该系统采用临时高压给水方式，即发生火灾后才启动消防泵来增压供水，天面水箱贮存10分钟消防水量用以扑灭初期火灾。与给水系统相同，消火栓系统也采用集中增压方式。酒店部分由于受天面水箱设置高度的限制，另设气压给水装置以满足最高几层消火栓所需水压。建筑内部保证两股充实水柱同时到达室内任何部位，消火栓直径均为65mm，水带长度25m，水枪喷嘴口径19mm。消火栓系统消防用水量为2400L/min，设4套水泵接合器。
　　3.2　自动喷淋灭火系统自动喷淋灭火系统由供水设施、报警阀、管网、闭式喷头及火灾探测系统等组成，是世界上普遍采用的一种固定式灭火设施。实践证明，该系统具有安全可靠，控火灭火成功率高，经济实用，适用范围广等优点。大型多功能建筑要求安装自动喷淋灭火系统的场所较多，国会中心除公寓楼部分外所有场所均安装了喷头。系统同样采用集中增压供水方式，增压泵及所有报警阀均设在地下层泵房内。每个报警阀控制喷头数不超过800个，最不利喷头的工作压力不小于0.1MPa，喷头口径为12.7mm，熔解温度72℃，每个喷头保护面积7～9㎡.消防用水量为1800L/min，持续时间为1h，即初期供水10min和加压供水50min。
　　3.3　水幕消防系统该系统不直接用来扑灭火灾，而是与防火卷帘，防火幕配合使用，起到防火隔断、防火分区、冷却防火隔绝物，防止火势蔓延的作用。水幕消防系统由水幕喷头、管网、控制设备、水源等四部分组成。水幕喷头是开式喷头，喷出的水形成水帘状，形式有窗口、檐口、台口等。国会中心由于建筑规模大，设有多个防火分区，分区之间设置保护卷帘水幕消防设备，在防火卷帘两侧各布置一排水幕喷头，由地下层泵房专用水幕增压泵供水。水幕消防用水量为20L/s，室上专设两套水泵接合器。
　　 4、排水系统
　　大型多功能建筑要求排水通畅和通气良好，若发生排水管阻塞现象则严重影响建筑物的使用功能。国会中心排水考虑分区排出，地下层排水通过潜污泵强制排水。排水立管能够单独排出尽量单独排出，酒店部分采用几根排水立管通过设于技术层的水平干管加以连接，分几路排出，每根排水立管均设专用通气立管。
　　排水管道材料过去采用排水铸铁管，排出横管采用钢管，现在一般均用uPVC塑料排水管代替，既美观，排水效果又好，正常使用年限可达50年。uPVC管道接头采用粘接，立管上必须隔层安装伸缩节，以消除因温差影响产生的胀缩。uPVC管排水噪音较大，须在立管安装消能装置以减少噪音。
　　 5、特殊给水排水系统
　　为满足大型多功能建筑特殊功能的需要，如室内游泳池，水景等，相应地要设置特殊给水排水系统。国会中心分别在酒店22层天面（供总统套房单独使用）和裙楼天面设游泳池。游泳池水必须符合国家有关规定，如浑浊度不大于5度，细菌总数不得超过1000个/ml等，因此游泳池用水必须进行循环水净化处理，一般采用接触过滤和消毒等措施，使池水不断循环使用，只需补充少量补给水。
　　国会中心游泳池循环水处理设备包括压力式过渡罐、循环水泵、加药设备、消毒设备、加热设备、滤毛器等。其中加热设备只有当池水温度不能满足使用要求时才启用，加热方式采用热水锅炉直接加热。游泳池供水方式采用池底供水，池面溢流回水的循环供水方式，该方式的优点是将池表面的污物迅速排除，池底污物少，有利水的循环和保证水质。
　　 6、管道设置安装技术
　　大型多功能建筑由于管道设备种类数量较多，包括水、暖、强电、弱电等各种管道设备，必须进行综合布置，防止“打架”，另外必须注意美观、隔振、防噪声等问题，因而对给水排水管道设备安装提出了较高的技术要求。国会中心给水排水设备集中布置在地下层、天面及设备技术层。技术层高度仅2.2m，布置各种横向管道及设备，为保证安装维修方便，必须具有较好的通风照明条件，并有防漏防火等技术措施。
　　为达到美观效果，各种管道立管、横管尽量隐蔽敷设，措施有在吊顶内敷设，暗埋于墙、楼板、柱子中，以及通过管道竖井敷设各种立管，各种立管通过管箍等零件被竖向固定排列在管井内，并且每层分出横支管。为了防止火势通过管井蔓延，管井应每层或隔层设防火隔断措施。为检修、操作方便，管道井须设检修门。为在吊顶内横向综合布置各种管路，水、暖、强电、弱电各工种须在设计过程中互相协调，绘出管线综合布置图，避免各种管道交叉敷设时出现矛盾；若在施工过程发生交叉矛盾时，一般应遵循小管让大管、压力管道让重力流管道的原则。
　　综上所述，大型多功能建筑给水排水各种设施较齐全，标准较高，其设计、施工要求较高，值得专业工作者进行研究和探索。