论高层住宅建筑给排水设计
关键词：高层住宅楼；给排水设计；转换层
随着近年来房地产业的发展,人们对建筑物功能的要求不断提高,集商业、住宅于一体的商住楼被大量开发,高层商住楼更受欢迎。大部分的设计单位对此类建筑也并不陌生,且有大量已完成的工程实例,设计中的许多做法也大同小异。笔者在平时工作中,收集了一些高层商住楼的设计实例,经研究和总结,发现存在一些细节值得深思和优化,特列举如下,供同行探讨。
1商住楼应属于公共建筑
根据《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—95,2005年版,以下简称“高规”)3.0.1条,高层商住楼应属于公共建筑。这是进行商住楼设计的一个定性指导,也是目前进行商住楼设计中比较容易错漏的地方,它直接决定了进行消防给水设计的内容和做法。如果将其视为一个多层商业楼和一个普通塔式住宅的简单拼凑,从而分别按商业楼和普通高层住宅进行设计,显然是不合适的。例如根据“高规”7.6.2及7.6.3条规定,高层商住楼的标准层(住宅部分)的电梯前室及公共走道均应设置动喷水灭火系统,这一点经常被忽略,笔者认为此部位应按轻危险级设计,并不得留有空白点。
2给水立管、水表出户设置
在城市早就有“一户一表,水表出户”的规定,但一些建设单位认为提高了造价,不予采纳;一些设计人员也认为系统复杂,颠覆了以前“一户多表”的设计思路而不能接受。但此方式不但有利于节水及抄表,在管道布置方面同样具有优势。
以我院正在进行施工图设计的广东省某高层住宅为例:生活给排水包括了冷水、热水、排水几个系统,其中冷水分低、中、高三个区,各区超压楼层设支管减压阀减压;为了减少热水机组的数量、简化系统、控制投资,热水系统不分区,超压楼层亦设减压阀减压;排水系统采用单立管形式。建设单位要求按“一户多表”的形式设计。因此,在卫生间内就有冷水、热水、排水立管,在低区冷水立管还有2根(1根低区用、1根中区用),为了节约使用面积,住宅卫生间一般都不设管道井,这样,卫生间的各个角落几乎都挤满了立管。对于需要设支管减压阀的楼层,空间更加紧张,根据《建筑给水排水设计规范》(GB50015—2003,以下简称“规范”)3.4.10条及标准图集01SS105(第60页)所示,减压阀及其前后所必须的配件(如控制阀门、软接头、过滤器、压力表等)及水表安装完成后,共需长度0.8～1m,占去了很大的使用空间,有些位置还很不好处理,为住户装修、使用、维护等都带来了很多不便。如果将给水立管及水表集中设置在每层前室的管道井(兼作水表井)内,上述问题将得到优化。在立管上设减压阀分段减压,支管沿楼板找平层敷设到每户卫生间及厨房,为了方便支管暗敷,施工现浇混凝土时,用钢管压出一条槽,经咨询结构专业设计人员,此槽对结构影响很小,不会造成安全隐患。
3排水立管至结构转换层楼面的处理
高层商住楼的住宅与商场交接的楼层称之为“结构转换层”。因为其上部为分隔较多的住宅,其下部为大空间商场,以至住宅最底层楼面的结构梁比标准层结构梁宽且高很多。使标准层的排水立管落至该层时,会与结构梁发生冲突,需要拐弯才能通过(见图1)。为了不影响该层卫生间的使用空间,需将拐弯的部分隐蔽起来,这就需要土建配合,通常将该层层高增加600mm,然后在楼面结构板上回填600mm厚回填层,将立管拐弯的部分敷设在该回填层中(见图2)。有的卫生间布置洁具的位置下也是大宽梁,洁具及排水出口无法安装,同样可以用此方法解决。
4住宅标准层消火栓的设置
高层商住楼的标准层消火栓一般都是集中设置在核心筒及公共走道内,由于核心筒空间相当紧凑,能供消火栓放置的位置更是紧张,消火栓的数量应尽量控制到最少(如图3所示)。因此消防前室的消火栓是否可用于扑救(即此消火栓是否计入在消火栓的总数内),成了设计过程中需要考虑的问题。相关规范也表述各异,如《建筑设计防火规范》(GB50016—2006)8.4.3条条文说明中“消防电梯前室的消火栓不应计入消火栓总数内⋯⋯”,而《全国民用建筑工程技术措施给水排水》(2003)7.1.3条规定“消防电梯前室应设室内消火栓,且该消火栓可作为普通室内消火栓使用并计算在布置数量范围内⋯⋯”等等,为设计工作带来了更多困惑。从扑救实际分析,答案应该是肯定的。因为该消火栓与室内其他消火栓完全一样,无特殊要求,初衷是用于消防人员开辟通道,亦可用于扑救火灾,否则,应在东、西走道内各增设一个消火栓(如图3b所示),既增加了没必要的投资,同时在狭窄的走道内开启两路消火栓,水带难以展开,为扑救带来诸多不便。消防人员也不可能用前室的消火栓开辟通道至走道后,又丢弃此正在使用的消火栓,而去重新开启另外两个消火栓救火,这似乎也不太合乎逻辑。
5增大屋顶水箱容积,单独解决标准层自动喷水灭火系统用水
高层商住楼的自动喷水灭火系统一般都具有:低楼层部位喷头数量多、用水量大、水压要求低;高楼层(标准层)喷头数量少、用水量小、水压要求高等特点(如图3所示)。通常的做法是采用临时高压制,全部由设在地下室消防泵房的喷淋泵统一供水,这样喷淋泵的负荷极大,以30层的商住楼为例,喷淋泵功率将达到75～90kW,因为它既要保证地下车库的自动喷水灭火系统流量,又要保证最高楼层的喷头设计压力——而标准层往往只有5～10只喷头,用水量很小,而且系统还要考虑分区、减压等措施,有些项目还要考虑屋顶增压设备,从节能和投资方面考虑,此做法应做优化处理。这里提出由屋顶水箱解决标准层自动喷水灭火系统的用水,将屋顶水箱做大(如图4所示),地下室的喷淋泵只负担地下车库及商场部分的自动喷水灭火系统用水量及水压。标准层部分则全部由屋顶水箱及屋顶增压泵解决,屋顶水箱的容积按标准层轻危险级自动喷水灭火系统用水量及消火栓初期用水量确定:V=(14×3600/1000)+18=70(m3)。
此方案增大了屋顶消防水箱的容积及相应的结构投资,但大大降低了喷淋泵的功率(只需30kW左右),以及分区、减压等措施所需的阀门配件等,简化了系统。经咨询结构专业及概预算专业,并进行对比,屋顶水箱一般放在核心筒的顶部,其容积增大属于结构竖向荷载的增大,对结构配筋及下部梁高影响很小,对造价影响也小;同时从几家水泵厂商了解到,30kW的消防水泵与90kW的消防水泵相差约6万元,设计中一般会设2台水泵,再考虑阀门配件等,可节约13万元左右的投资。这说明增大屋顶水箱的做法更合理,系统安全保证系数也相对较高,停电、停水对系统影响不大。
甚至可以考虑将自动喷水灭火系统用水全部储存在屋顶水箱,地下室消防泵房不设喷淋泵,消防水池不考虑自动喷水灭火系统储水,增大了屋顶水箱的容积(以中危Ⅱ级为例,需要120m3,可考虑做成2个60m3水箱),省去了喷淋泵及相应的阀门、配件,而且减少了泵房的建筑面积,增大了车库的停车面积。以合肥市为例,一个地下停车位售价为8万左右,从投资成本及系统安全性分析,此方案亦值得推广。