北方建筑给排水设计体会

北方建筑给排水设计体会

邹丽娟

深圳市建筑科学研究院股份有限公司518049

摘要：随着我国各省市之间交流日益频繁，南方建筑设计院做北方建筑的机会也越来越多。对于给排水专业来说，北方地区建筑给排水设计的主要特点是防冻，如果防冻措施处理不当，或将南方建筑给排水的做法直接照搬到北方，势必造成各种问题，如管道冻裂，排水不畅等，甚至出现建筑失火，消防水箱不出水等重大安全事故。所以，对于北方建筑给排水工程，针对各个系统的不同特点采用相应的技术措施显得尤为重要。现结合工程实例，谈谈我对北方建筑给排水的设计体会。

关键词：北方建筑；给排水；防冻措施

中海油山西三气共采研发中心，位于山西省太原市，建筑占地面积22308.39平方米，建筑总面积20643.00平方米，地上六层，地下一层，为二类高层公共建筑。根据《民用建筑设计通则》，太原市属于寒冷地区，需要充分考虑给排水系统防冻问题。下面对工程的主要系统进行介绍。

1.室内生活给水系统

从化章北街市政给水管道引入DN150给水管道1根，供建筑生活和消防用水，管道供水压力为0.3MPa。生活给水系统分2个区，-1~3层为市政供水区，由市政给水管直接供水，4~6层为加压供水区，由生活泵房变频加压水泵供水。-1层设1座生活加压泵房，泵房内设生活水箱1座，变频加压水泵1组。

-1层除生活泵房及消防泵房外，其余部位，如车库、电梯间、管道井等，均未设采暖，因此这些部位的给水管道均设电伴热及保温。利用电伴热带沿管线长度方向或罐体容积大面积均匀放热，其温度梯度小，热稳定时间较长，所需的电功率大大低于电加热，具有热效率高，设计简单，施工安装方便等优点。电伴热带接通电源后，电流由一根线芯经过导电的PTC材料到另一线芯而形成回路。电能使导电材料升温，其电阻随即增加，当芯带温度升至某值之后，电阻大到几乎阻断电流的程度，其温度不再升高，同时电伴热带向温度较低的被加热体系传热。保温材料采用不燃橡塑，相比其他保温材料，其绝热效果好、保温厚度薄，同时是整体成型保温材料，工艺较为简单，施工进度快。

2．室内消火栓系统

室内消火栓系统采用临时高压给水系统。在-1层设一座消防泵房，1个室内消防水池，2台室内消火栓泵，在屋顶设1座消防水箱，供室内消火栓系统用水。设计流量40L/s。

-1层室内消火栓管道及地上靠外墙室内消火栓管道设电伴热及保温。屋顶水箱间内消防水箱及管道设电伴热及保温。在我国南方建筑给排水设计中，经常把屋顶水箱、屋顶试验消火栓和消火栓环管在屋顶露天放置，在北方建筑中就要避免。在本工程中，屋顶水箱和试验消火栓安装于屋顶水箱间内，消火栓环管安装于室内最高层梁底，防止水箱及管道结冻，也减少了伴热带的使用，节约了成本。

3．自动喷水灭火系统

在-1层设1座消防泵房，1座室内消防水池，2台自动喷水泵，在屋顶设1座消防水箱，供自动喷水灭火系统用水。自动扫描射水高空水炮灭火系统与自动喷水系统合用水泵，水泵流量按自动喷水系统设计流量35L/s选取。每个报警阀组控制的最不利点喷头处，设末端试水装置，其他防火分区、楼层最不利点喷头处设末端试水阀。

因-1层未设置采暖系统，-1层自动喷水灭火系统采用预作用喷水灭火系统。预作用系统是将火灾自动探测报警技术和自动喷水灭火系统有机地结合起来，对保护对象起了双重保护作用。预作用系统由闭式喷头、管道系统、雨淋阀、火灾探测器、报警控制装置、充气设备、控制组件和供水设施部件组成。这种系统平时呈干式，在火灾发生时能实现对火灾的初期报警，并立刻使管网充水将系统转变为湿式。系统的这种转变过程包含着预备动作的功能，故称为预作用喷水灭火系统。与湿式系统比较，这种系统在预作用阀以后的管网中平时不充水，而充低压空气或氮气，或是干管。只有在发生火灾时，火灾探测系统自动打开预作用阀，使管道充水变成湿式系统。管网平时无水，可避免管道结冻和因系统破损而造成的水渍损失。另外这种系统有早期报警装置，能在喷头动作之前及时报警，以便及早组织扑救。

4.室内污水系统和雨水系统

地面以上污水及雨水利用重力排入市政排水系统，地面以下污水及雨水由潜污泵提升至室外排水系统。

为防止管道结冻，污水、雨水管道均设于室内。

5.室外生活给水系统

室外生活给水系统和室外消火栓系统分开设置，室外给水系统主要是从市政给水管接管至室内生活水池和消防水池。

寒冷地区的土壤会因气温变化而产生冻融现象，冻结土与非冻结土的分界线便称为土壤冰冻线，冰冻线的深度为冰冻深度。为防止结冻，给水管管顶最小覆土深度不小于土壤冰冻线以下0.15米，水表井采用地下式。

6.室外消火栓系统

在-1层设1座消防泵房，1座室外消防水池，2台室外消火栓泵，1套稳压设备，供室外消火栓用水。从室外消火栓泵引出2根管道至室外，在室外沿消防车道周边成环状布置，在环管上设室外消火栓，室外消火栓间距不大于120米，保护半径不大于15米，在消防扑救面一侧的室外消火栓数量不少于2个。室外设1个消防取水口。

-1层室外消火栓管道及设备设电伴热及保温。埋设于室外的管道管顶最小覆土深度不小于土壤冰冻线以下0.30米。室外消火栓、水表井和室外消火栓水泵接合器均采用地下式，这也是和南方地区给排水设计的不同之处。在南方地区，不用考虑冰冻深度，室外消火栓、水表和室外消火栓水泵接合器一般都放在地面以上。

7.室外污水系统和雨水系统

室外污水管道收集室内污水，经化粪池处理后，排至市政污水井。室外雨水管道收集室内外雨水后，排至市政雨水井。

污水、雨水接户管埋设深度不能高于土壤冰冻线以上0.15米，当采用埋地塑料管道时，埋设深度不能高于土壤冰冻线以上0.50米。对于污水、雨水干管，一般情况下，宜埋设在冰冻线以下。在实际工程中，经常会出现管道冻塞现象，冻塞管道的原因一般有两个，一是埋深过浅，保温措施不够，另一个是管道坡度过小，排水流速较慢，污水的热量散失很快，在未进入检查井之前已经冻结。解决冻塞现象的根本办法是加大管道的埋设深度至冰冻线以下，这样可确保管道常年不结冰。

8.北方建筑其他防冻措施

北方住宅阳台多为封闭式阳台，景观阳台可不设排放阳台雨水的雨水立管及地漏，生活阳台则要设置排放洗衣机废水的废水立管及洗衣机专用地漏。如果对于阳台可能冰冻的地区则应采用相应的保温措施。

北方地区住宅内的地漏在冬季经常出现反味现象，造成这一现象的原因有两个，一是地漏水封较浅，特别是南方地区，室内气温较高，水封内的水蒸发的较快，造成水封的破坏，从而导致管道内的废气甚至室外污水井内的废气通过地漏进入室内。二是北方冬季气温较低，而由于室内采暖，管道内温度又较高，在伸顶通气管出屋面的地方，管道容易结霜，时间久了，就使管道的通气面积减小，造成排水管内通气不畅，有害气体不能顺利排至室外，在管道内聚集，而致使室内出现臭味。所以针对北方地区，《建筑给水排水设计规范》（2009年版）规定：“伸顶通气管宜与排水立管管径相同。但在最冷月平均气温低于-13°C的地区，应在室内平顶或吊顶下0.3m处将管径放大一级。”所以在设计北方严寒地区的项目时，应注意按规范要求，适当加大通气管管径，伸顶通气管应高出最大积雪厚度，通气帽的形式应采用伞形或蘑菇型。

北方地区室外埋地的各种水池也应有防冻措施，水池应覆土保

温，池顶覆土深度应尽量在冰冻线以下，确保水池高水位在冰冻线一下，水池人孔，取水口设保温井口及木质保温盖。

结束语：总之，北方寒冷地区建筑给排水的设计特点主要是防冻，防冻措施处理得当的话，可以增加给排水系统的使用寿命，并降低造价。广大工程人员应该不断去创新，把新的技术应用到实际工程中，更好地解决管道防冻问题。

参考文献

[1]建筑给水排水设计规范GB50015-2003（2009年版）

[2]消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-2014

[3]室外排水设计规范GB50014-2006（2014年版）