外交部辦公大樓給排水消防設(shè)計(jì)及施工運(yùn)行中的體會(huì)
摘要:外交部辦公大樓是全國(guó)重點(diǎn)工程之一。在簡(jiǎn)要介紹該工程的給排水及消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)及特點(diǎn)的同時(shí)重點(diǎn)介紹了施工配合及實(shí)際運(yùn)行中的體會(huì)和 問(wèn)題 。
關(guān)鍵詞:建筑給排水 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 消防設(shè)計(jì)
1 工程概況
外交部辦公大樓位于北京市朝陽(yáng)門(mén)立交橋的東南角,主樓面對(duì)朝陽(yáng)門(mén)立交橋,兩翼分別平行于朝陽(yáng)門(mén)南大街和朝陽(yáng)門(mén)外大街。占地面積3.6萬(wàn)m2,總建筑面積近12萬(wàn)m2。主樓地上19層,配樓地上12層和4層,地下2層。建筑高度75.4m,設(shè)計(jì)總?cè)藬?shù)3 500人,整個(gè)建筑分為4段。是 目前 國(guó)內(nèi)規(guī)模最大,裝修標(biāo)準(zhǔn)最高,最重要的辦公建筑之一。
2 給水系統(tǒng)
2.1 水源
外交部辦公大樓(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“大樓”)是國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目,不允許有斷水情況發(fā)生,為了保證大樓的供水安全,從朝外大街和南輔路接入大樓紅線(xiàn)內(nèi)兩路供水管,形成雙向供水。大樓總用水量:最高日991.60m3/d,最大時(shí)187.47m3/h。其中中水回用水量:最高日163.88m3/d,最大時(shí)61.19m3/h。給水系統(tǒng)見(jiàn)圖1。
圖1 給水系統(tǒng)示意圖
市政水壓0.18MPa是能滿(mǎn)足地上1、2層的用水要求的,但考慮到1、2層主要為對(duì)外部分,一旦斷水將造成不良 影響 ,為了保證絕對(duì)安全,1、2層仍由水箱供水。中區(qū)供水采用減壓水箱而沒(méi)有采用減壓閥,也是從安全角度出發(fā)。
2.2 屋頂小水箱和20層水箱的關(guān)系
由于屋頂水箱間放不下供全樓用水的64m3水箱(其中18m3消防水量),故只能把64m3的水箱放在20層的管道設(shè)備間內(nèi)。這樣,19層供水水壓就不足了,而19層又是高級(jí)宴會(huì)廳廚房。為了解決此問(wèn)題,可在20層水箱間設(shè)變頻供水裝置或氣壓供水裝置。但是,一旦電源出現(xiàn)故障,也不能滿(mǎn)足供水。經(jīng)比較決定在20層上面的屋頂水箱間內(nèi)放置一座2m3的小水箱。既充分利用了屋頂?shù)拿娣e,又能保證安全供水。
圖2
屋頂小水箱和20層水箱均由地下泵房?jī)?nèi)的生活泵提升供水。兩層水箱的水位均能控制生活泵的啟停。設(shè)3臺(tái)生活泵(2用1備)。由水箱的3個(gè)水位控制生活泵(水位關(guān)系見(jiàn)圖2)。平時(shí)用水量小時(shí),任意一只水箱的水位達(dá)到中水位時(shí),啟動(dòng)1臺(tái)泵(2臺(tái)工作泵交替運(yùn)行),兩層水箱的水位均達(dá)高水位時(shí),停泵。高峰用水時(shí),用水量大于1臺(tái)泵的補(bǔ)水量,任意一只水箱的水位繼續(xù)下降至最低水位時(shí),2臺(tái)工作泵同時(shí)運(yùn)行向水箱補(bǔ)水。兩層水箱均達(dá)到最高水位時(shí),2臺(tái)泵同時(shí)停止。由于兩層不同高度的水箱水位控制同一組泵,就要在水箱進(jìn)水管上安裝浮球閥。這樣做,對(duì)水泵的控制要求比較復(fù)雜,優(yōu)點(diǎn)是用水量小時(shí),避免了大馬拉小車(chē)的情況,也減小啟動(dòng)電流,可以延長(zhǎng)水泵的壽命。
2.3 水箱3個(gè)控制水位之間的關(guān)系
最低水位(2臺(tái)泵同時(shí)啟動(dòng)水位)——為了確保消防水不被動(dòng)用,就不能把最低啟泵水位定在消防水位。一般水泵的啟動(dòng)時(shí)間不大于30s,從水泵啟動(dòng)到管口出流大約需1min左右的時(shí)間。如果把啟泵水位定在消防水位,那么在這1min內(nèi)水箱就沒(méi)有出水(生活出水管有虹吸破壞管的情況),即造成瞬間停水。故啟泵水位要高于消防水位,高出部分所含容積為不小于1min的最大時(shí)用水量,并不小于100mm。
中水位(1臺(tái)泵啟動(dòng)水位)——3臺(tái)同型號(hào)的泵,可取生活水量的1/2水位。
高水位(停泵水位)——設(shè)在總生活水量的最高水位。
2.4 運(yùn)行情況
大樓從1997年9月1日正式投入使用。運(yùn)行初期生活泵啟動(dòng)頻繁,5min左右啟動(dòng)一次,1h啟動(dòng)次數(shù)多達(dá)12次。這主要是由屋頂小水箱的控制水位引起的。原設(shè)計(jì)屋頂小水箱僅負(fù)擔(dān)19層用水和20層中水水箱的應(yīng)急補(bǔ)水,而19層只是宴會(huì)廳廚房用水及衛(wèi)生間用水。后經(jīng)修改,廚房規(guī)模增大,增加了許多用水點(diǎn)。在把屋頂水箱從2m3改為4m3之后,生活泵的啟動(dòng)情況仍沒(méi)有太大改善。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)檢查,發(fā)現(xiàn)是由于中水處理站沒(méi)有投入運(yùn)行,致使20層中水水箱全靠屋頂小水箱補(bǔ)水,造成了小水箱的水在幾分鐘內(nèi)就用完。后將中水清水池及中水提升泵投入運(yùn)行,至今已一年多的時(shí)間,運(yùn)行情況良好。從中體會(huì)到,對(duì)于一些如廚房等不可預(yù)見(jiàn)用水量較大的場(chǎng)所,為其供水的水箱應(yīng)盡量大些。中水箱必須由中水提升泵補(bǔ)水。中水系統(tǒng)的自來(lái)水補(bǔ)水應(yīng)補(bǔ)給中水站的清水池,而不應(yīng)由屋頂生活水箱向中水箱補(bǔ)水。
3 中水系統(tǒng)
3.1 原水
本大樓洗滌廢水和南區(qū)配樓的浴室淋浴廢水。
3.2 供水范圍
本大樓的沖廁用水,沖洗汽車(chē)及室外綠化用水。
3.3 處理工藝
3.4 水量平衡
回收廢水量163.88m3/d加上補(bǔ)給自來(lái)水43.22m3/d,與中水回用水量207.10m3/d平衡。中水處理設(shè)備每天運(yùn)行22h。
3.5 供水系統(tǒng)
19層沖廁用水由屋頂生活小水箱供水,20層中水箱供應(yīng)18層以下的沖廁用水,其它豎向分區(qū)同給水系統(tǒng)。
3.6 運(yùn)行情況
由于中水系統(tǒng)的主要原水是南區(qū)配套工程的浴室淋浴廢水。大樓內(nèi)的回收水量洗手盆廢水及部長(zhǎng)浴室廢水,僅占總回收水量的30%。而大樓運(yùn)行至今南區(qū)的配套工程還未竣工,中水處理站無(wú)法正常運(yùn)行,只能靠補(bǔ)充自來(lái)水。如前所述,這就引出了生活水泵啟動(dòng)頻繁的問(wèn)題。盡管這種情況很少發(fā)生,但在今后的設(shè)計(jì)中也要引起重視。中水站清水池補(bǔ)水管管徑不能只按正常運(yùn)行下的補(bǔ)水量 計(jì)算 ,還要按中水站停運(yùn)情況下負(fù)擔(dān)全部中水量的補(bǔ)水即平均時(shí)的中水用水量計(jì)算管徑。
4 生活熱水系統(tǒng)
4.1 熱源
熱源主要由城市熱力管網(wǎng)供應(yīng),供水溫度冬季為125℃,夏季為70℃;回水溫度冬季為70℃,夏季為40℃,熱力管網(wǎng)檢修時(shí)由自建鍋爐房提供125℃的熱水熱源。
4.2 19層宴會(huì)廳廚房的熱水供應(yīng)
大樓內(nèi)需供應(yīng)熱水的部位集中在6層以下的部長(zhǎng)衛(wèi)生間、涉外衛(wèi)生間、廚房、南區(qū)浴室。生活用熱交換間設(shè)在二段地下1層,與采暖熱交換間毗臨,便于一次熱水管道的敷設(shè)。初步設(shè)計(jì)后,甲方提出要求,在19層增加宴會(huì)廳廚房。如果單獨(dú)為此再設(shè)高區(qū)熱交換器,不但熱水壓力無(wú)法保證,而且 經(jīng)濟(jì) 上也不合算。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,在19層廚房單獨(dú)設(shè)置容積式電熱器制備熱水,19層淋浴間采用電淋浴器制備熱水。
5 人防工程給排水系統(tǒng)
5.1 給水
大樓一段地下2層為四級(jí)人防工程,二、三段地下2層為五級(jí)人防工程。根據(jù)《人防地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》,四級(jí)人防內(nèi)要有戰(zhàn)時(shí)的獨(dú)立供水系統(tǒng),即水沖廁所,洗消淋浴等。要在人防工程內(nèi)單獨(dú)設(shè)置這套系統(tǒng),而不能與上部給水系統(tǒng)相連。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用了全自動(dòng)供水裝置,從人防水池吸水,恒壓供應(yīng)各用水點(diǎn)。這套裝置按設(shè)計(jì)秒流量選擇?紤]到平戰(zhàn)結(jié)合,各用水點(diǎn)又與上部的給水系統(tǒng)相連,用防爆閥門(mén)隔開(kāi)。戰(zhàn)時(shí)關(guān)閉,用全自動(dòng)供水裝置供水;平時(shí)打開(kāi)防爆閥門(mén),利用上部給水系統(tǒng)供水。
5.2 排水
《人防地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,四級(jí)人防在防毒密閉時(shí)間內(nèi)不向外排水。但這個(gè)“時(shí)間”,規(guī)范又沒(méi)有規(guī)定?紤]到集水坑不能太大,經(jīng)征求人防辦同志的同意,密閉時(shí)間取30mim。潛水泵按設(shè)計(jì)秒流量選用。
6 生活污、廢水系統(tǒng)
室內(nèi)±0.000以上生活污水、廢水采用分流制,沖廁污水直接排出室外,經(jīng)化糞池排入市政污水管網(wǎng);洗浴廢水在室外內(nèi)院匯集后進(jìn)入四段地下2層的中水處理站,南區(qū)配套樓的淋浴廢水跨過(guò)南輔路進(jìn)入四段中水處理站。
7 消防設(shè)計(jì)
本建筑按《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《高規(guī)》)一類(lèi)一級(jí)建筑設(shè)計(jì),設(shè)有下列消防給水和氣體滅火系統(tǒng):室內(nèi)、外消火栓系統(tǒng),自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng),氣體滅火系統(tǒng)。
7.1 消火栓系統(tǒng)
7.1.1 用水量
室內(nèi)消火栓40L/s,3h;室外消火栓30L/s,3h。
7.1.2 消火栓系統(tǒng)圖示(見(jiàn)圖3)
大樓是在新《高規(guī)》頒布前設(shè)計(jì)的。室外地下水池貯存了全部消防用水量(室內(nèi)、外消火栓用水量和自動(dòng)噴灑用水量),生活、消防合用水池共計(jì)1 150m3,分兩格設(shè)置。
高區(qū)消火栓系統(tǒng)平時(shí)由20層水箱間的增壓泵保證系統(tǒng)壓力,而水箱的高度能滿(mǎn)足高區(qū)12層以下各層消火栓的壓力要求,就不必再補(bǔ)壓了,只利用20層水箱的靜壓。高區(qū)系統(tǒng)最大靜壓56m,水箱消防貯量18m3。
圖3 消火栓系統(tǒng)示意圖
補(bǔ)壓泵由電接點(diǎn)壓力表控制,而電接點(diǎn)壓力表裝在補(bǔ)壓泵的出水管上。由于補(bǔ)壓泵的啟停使壓力表波動(dòng)很大,在啟停壓差只有0.05MPa的情況下,壓力表的波動(dòng)使補(bǔ)壓泵運(yùn)行不正常。后來(lái)將壓力表改裝在高區(qū)DN200的橫干管上,補(bǔ)壓泵運(yùn)行才恢復(fù)正常。 |
圖4 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)示意圖
7.2.3 系統(tǒng)試驗(yàn)放水裝置的設(shè)置 8 從施工、運(yùn)行中得到的啟示
筆者從配合施工及運(yùn)行回訪(fǎng)中 總結(jié) 出一些設(shè)計(jì)過(guò)程中容易忽略的 問(wèn)題 ,供大家 參考 。 |
圖5
在施工中的解決辦法是:遇到圖5(a)情況,取消上噴頭,主要是考慮到整個(gè)走廊吊頂空間都被風(fēng)管占滿(mǎn),沒(méi)有什么可燃物。遇到圖5(b)情況,將接噴頭的支管改用金屬軟管。 |
圖6
8.3 管道上的閥門(mén)應(yīng)便于操作 |
圖7
8.5 室外埋地水池與室內(nèi)泵房的連接 |
圖8
8.6 地下構(gòu)筑物設(shè)計(jì)應(yīng)與總圖專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào) |
圖9
8.7 地下水池應(yīng)設(shè)檢修平臺(tái) |
圖10 地下水池內(nèi)檢修平臺(tái)示意圖 圖11 雙層井蓋示意圖
8.8 室外地下水池的人孔應(yīng)做雙層蓋板 |
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