淺談某水上辦公樓給排水設計與施工

劉 軍

（上海輕亞機電工程有限公司，上海 200233）

1 工程概況

水上辦公樓總建筑面積15000m2，建筑位于一個邊長800m×800m的水池中央，通過兩座連橋與湖岸相連；整個建筑為近似呈π的不規(guī)則圓弧形，宛如一只舞動的音符漂浮在水中央。湖面水位在建筑的-0.30m標高處。整個建筑設置水下管廊，所有管道及電線電纜均安裝在水下管廊內(nèi)。本建筑層次錯落有致、外墻弧度光滑的外觀，以及各種不同于普通建筑設計的方案，值得我們給排水設計與施工借鑒、探討。

2 虹吸雨水系統(tǒng)

因本建筑外墻采用白色混凝土一次澆筑成型，后期不加任何裝飾，建筑設計師要求建筑外墻禁止安裝任何管道。加之，建筑吊頂內(nèi)空間狹小，各種管道錯綜復雜；無法滿足普通內(nèi)排水雨水系統(tǒng)懸吊管安裝坡度要求，且普通內(nèi)排水雨水系統(tǒng)懸吊管管徑比較大。在經(jīng)過分析后，本建筑采用虹吸雨水系統(tǒng)。

相對于普通87雨水斗雨水系統(tǒng)，虹吸雨水系統(tǒng)有如下特點：設計工況用足系統(tǒng)的排水能力，設計排水能力大，雨水管管徑小，節(jié)省管材；系統(tǒng)必須設置溢流口，對溢流依賴性高，屋面易泛水溢水；用于實際集水時間小于5min的屋面時會產(chǎn)生短時屋面積水，對屋面的防水要求較高；系統(tǒng)應選用承壓金屬管材及接口，用承壓塑料管時，應能承受0.09MPa以上的負壓；雨水懸吊管敷設坡度小或者無需坡度，節(jié)省建筑空間。

根據(jù)以上要求，本建筑采用帶集水盤虹吸雨水斗，管材采用高密度聚乙烯HDPE管，電容連接，且管徑不應小于DN40。雨水斗自帶防水邊翼與屋面防水卷材燒結成整體，徹底解決屋面漏水問題。

3 同層排水

《住宅設計規(guī)范》GB50096-1999中推薦“住宅污水排水橫管宜設在本層套內(nèi)?！薄督ㄖo排水設計規(guī)范》GB50015-2003第4.3.8條規(guī)定“住宅衛(wèi)生間的衛(wèi)生器具排水管不得穿越樓板，進入他戶。”因此，我們在給排水設計中應大力推薦同層排水的形式。

與傳統(tǒng)排水形式相比，同層排水有很大的優(yōu)勢，表1將傳統(tǒng)排水與同層排水作了比較。

表1 傳統(tǒng)排水與同層排水比較

因為本建筑位于湖中央，一層底板下30cm就是湖面，如果采用傳統(tǒng)排水形式，排水支管需要穿越底板，管道將無法安裝，而且日后將無法檢修。所以，本建筑排水形式采用衛(wèi)生間部位局部降板法同層排水形式。即結構在衛(wèi)生間部位把樓板降低250cm，待排水管道安裝后，再用輕質(zhì)材料如泡沫混凝土填實，再做找平防水層。特別注意，衛(wèi)生間在做完防水之后，應注意對防水層的保護，禁止在防水層鉆孔或者打膨脹螺絲。衛(wèi)生間滿水試驗的蓄水深度應為20～30mm，24h內(nèi)無滲漏為合格。

4 污水提升泵站

建筑物中各類污廢水，靠重力無法自流至室外總排水管時，需要采用壓力排水方式。建筑物內(nèi)不能自流排水的情形，通常有兩類：

4.1 地下室排水

一般地，地下室的排水橫干管標高低于室外總排水管，靠重力自流無法排出室外，需要考慮設置壓力排水。

4.2 當建筑底面積較大，出戶管很長，靠重力自流時，管道的坡降很深，占用建筑高度很大

遇到上述兩種情形的排水問題，常規(guī)的做法是在地下室設置集水池、排水泵，采用壓力排放的方式。

但是我們在安裝和運行使用后會發(fā)現(xiàn)這樣的問題：常規(guī)的集水池大多采用鋼筋混凝土結構，防水處理不好很容易發(fā)生底板和側板滲漏，勢必影響相鄰房間的使用功能；集水池一般都會設置在一個單獨的隔間里，也會有相應的透氣立管，但是隔間無法做到理想的密封效果，集水池的臭味（特別是衛(wèi)生間集水池）會擴散出來，可能影響整個地下室的衛(wèi)生效果；集水池內(nèi)的污廢水采用潛污泵排出，浮球控制，導軌升降。使用一段時間后，浮球結垢或者被雜物卡住而影響潛污泵的啟停。

本建筑最末端衛(wèi)生間排出管至室外化糞池距離達到600m，如按規(guī)范要求的De160塑料管最小坡度i=0.03計算，排出管坡降達到18m，而建筑水下管廊的高度為2.5m，無法滿足坡降要求。因此，設計時將每個衛(wèi)生間污水通過立管排到該衛(wèi)生間下方水下管廊內(nèi)一級污水提升泵站內(nèi)，由每個一級污水提升泵站將污水壓送到管廊中部的末端總污水提升泵站；最后由末端總污水提升泵站將污水壓送至室外化糞池。

這里采用的污水提升泵站為成套設備，它由水箱、液位控制器、提升泵以及反沖洗裝置組成。水箱為高密度工程塑料，抗老化、防腐蝕效果好，不會滲漏，使用壽命可達70a；整個水箱密封性好，不會有臭氣溢出，通過專用通氣立管保持箱體內(nèi)的壓力。水泵均1用1備，自動輪流切換工作，自動化程度高。反沖洗裝置可定期對箱體內(nèi)進行沖洗，防止雜物堵塞。

5 屋面綠化自動噴灌系統(tǒng)

本工程在屋面種植草皮綠化，采用自動噴灌系統(tǒng)。系統(tǒng)要求水壓0.4MPa，水源從本建筑給水總管引出一根DN80管道，采用管道泵加壓至系統(tǒng)所需壓力?？紤]到，整個系統(tǒng)同時工作時，水量可能不夠，因此將系統(tǒng)分成8個分區(qū)，每個分區(qū)50個噴頭，每個分區(qū)干管處設置電磁閥，由控制主機控制系統(tǒng)分區(qū)依次噴灌。系統(tǒng)設置雨量感應器，對于多雨天氣，根據(jù)雨量的大小，自動控制草皮是否需要噴灌。噴頭采用地埋式散射噴頭，噴灑半徑為5m。根據(jù)噴頭分布位置選擇全圓散射噴頭、3/4圓散射噴頭、1/2圓散射噴頭、1/4圓散射噴頭（一般情況下：布置在草皮中央選用全圓散射噴頭；布置在路邊選用1/2圓散射噴頭，布置在角落選用3/4或1/2圓散射噴頭）。系統(tǒng)噴灑時間可人工設定，一般設置在早上8:00前，或晚上18:00后，避開上班時間，避免噴灑時用水量較大而影響辦公樓用水。

與傳統(tǒng)的澆灌方式相比，自動噴灌系統(tǒng)優(yōu)勢明顯：自動噴灌系統(tǒng)為全自動噴灌系統(tǒng)，省去了人工澆灑；地埋式散射噴頭噴嘴為伸縮式，工作時伸出草皮15cm，平時縮進地下，與草皮地面平，避免修剪草坪時損壞噴頭；系統(tǒng)設置雨量感應器，根據(jù)天氣及雨量大小，控制系統(tǒng)是否需要澆灑，節(jié)省用水量。但是，我們在設計時，需要注意噴灌系統(tǒng)管道的保溫處理，因為此處草皮種植在屋面上，植被泥土厚度一般為15cm，管道暗敷在泥土里，達不到規(guī)范要求的最小埋深，很容易被凍壞，通過計算采用3cm橡塑保溫，避免冬季管道被凍裂。

6 大弧度管道施工技術

本建筑為大弧度不規(guī)則形狀建筑，管道走向需要隨建筑造型變化；安裝難度較大。究竟選用何種管道材質(zhì)？選用一般的硬性銅管或不銹鋼管，能否根據(jù)建筑形狀安裝出相應的角度？經(jīng)過反復比較，給水管及排水管均采用聚乙烯PE管。因其具有較好的撓性，可隨建筑形狀小角度均勻彎曲，加之管道及配件連接采用熱熔承插或者熱熔對接，實現(xiàn)管件與管材的一體化，不會滲漏。消火栓管道及噴淋管道采用內(nèi)外熱鍍鋅鋼管，溝槽連接；角度變化時采用90°彎頭、45°彎頭、22.5°彎頭、11.25°彎頭單獨或組合使用，使管道走向隨建筑造型一起變化。

7 結語

隨著社會的發(fā)展，建筑功能不斷擴展，科技也在不斷的進步，對給排水設計和施工的要求也越來越高。我們在滿足人們對給排水的使用和保證其可靠性的基礎上，更加合理的使用新工藝、新技術；同時合理地控制工程的投資，也考慮給排水設備使用的全壽命周期內(nèi)的投資?？傊?，給排水設計與施工要做到：技術合理可行、功能安全可靠、產(chǎn)品環(huán)保先進、投資精簡節(jié)約。