郵輪客運(yùn)給排水技術(shù)難點(diǎn)初探

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本文作者：劉春華劉文鑌于丹丹工作單位：中建（北京）國(guó)際建筑設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司

消防給水設(shè)計(jì)

室外消防環(huán)管本建筑周邊只有亞洲路一路市政給水接入口，根據(jù)規(guī)范室內(nèi)設(shè)置消防水池儲(chǔ)存室內(nèi)、外消火栓系統(tǒng)用水，并在建筑物周邊設(shè)置室外臨時(shí)高壓消防環(huán)管及室外消火栓。因本建筑臨海而建，建筑臨近碼頭一側(cè)為防波堤，防波堤上設(shè)置碼頭大板，室外碼頭地面下均為海水，因此該處室外消防環(huán)管的設(shè)置是難點(diǎn)。最初想法是將室外消火栓環(huán)管設(shè)置在建筑臨近碼頭一側(cè)室內(nèi)首層頂板下，此種做法經(jīng)與消防審查部門(mén)溝通討論后沒(méi)有通過(guò)，原因是擔(dān)心火災(zāi)時(shí)室內(nèi)建筑物樓板掉落會(huì)破壞消防環(huán)管，影響室外消火栓的使用。反復(fù)考慮后，消防環(huán)管改在室內(nèi)首層地面墊層內(nèi)敷設(shè)。這一問(wèn)題的解決給我們提供了一種設(shè)計(jì)思路：室外消防環(huán)管的設(shè)置要以不影響使用為前提。室外消火栓的設(shè)計(jì)根據(jù)中交一航院（碼頭設(shè)計(jì)單位）的設(shè)計(jì)需求碼頭室外消火栓用水量為30L／s，大廈室外消火栓用水量為35L／s，考慮消火栓共用的方式，在碼頭上需設(shè)置5處室外消火栓。因?yàn)榻邮彝庀鹚ǖ闹Ч苤荒茉诖a頭上敷設(shè)，并且只能采用地上式消火栓，所以室外消火栓及支管的設(shè)置存在和室外消防環(huán)管同樣的問(wèn)題。同時(shí)，由于臨近碼頭一側(cè)建筑2層以上部分出挑10m，消防局不同意消火栓設(shè)在建筑挑板下，消防支管延伸到碼頭操作面又影響業(yè)主對(duì)碼頭的使用。此外，由于碼頭大板下的防波堤臨近建筑物，且承載力不能滿足消防車(chē)荷載要求。安全與功能權(quán)宜，最終采用消防支管設(shè)置在碼頭操作面上的方案：從建筑伸出5處室外消火栓及支管，并采用電伴熱保溫防凍，在碼頭大板上敷設(shè)，景觀采用花壇的方式做后處理，消防車(chē)在景觀花壇的范圍外行走。室內(nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)由于建筑屋面異型，空間吊頂為起拱流線造型。圖3中A區(qū)建筑檐口高度為28．60m，最高點(diǎn)高度為37．99m，為建筑的高層部分。B區(qū)及C區(qū)為建筑的裙房部分，B區(qū)為中庭，平玻璃屋面，建筑高度為19．20m，C區(qū)建筑檐口高度為19．20m，最高點(diǎn)高度為32．195m。設(shè)計(jì)中空間的劃分和層高很難界定，常常需要利用BIM模型找出空間關(guān)系，才能提供空間高度。同時(shí)，建筑內(nèi)的空間關(guān)系及防火分區(qū)的劃分也很復(fù)雜，防火分區(qū)多通過(guò)大面積的防火卷簾來(lái)解決，分區(qū)位置比較隨意。針對(duì)這種情況，根據(jù)消防規(guī)范，我們采取了以下設(shè)計(jì)原則：8m以下的空間設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度6L／（min•m2），作用面積160m2；8～12m的空間設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度6L／（min•m2），作用面積260m2。噴頭布置見(jiàn)圖4?？紤]到大于12m的空間多為行李傳送、旅客通關(guān)，火災(zāi)危險(xiǎn)性很大，在高大空間內(nèi)共設(shè)了9門(mén)20L／s消防炮，由于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)與消防炮同屬于一個(gè)防火分區(qū)，保護(hù)高度也是漸變的，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)需要與消防炮系統(tǒng)同時(shí)作用，消防水池的容積也為此設(shè)計(jì)圖3建筑高度示意圖4房間凈空剖面示意了消防炮和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)同時(shí)作用的水量。

給排水設(shè)計(jì)

室外管道敷設(shè)及與室內(nèi)管道接口天津東疆港區(qū)整體區(qū)域?yàn)樘詈Ｔ礻?，吹填土不穩(wěn)定會(huì)造成地面沉降嚴(yán)重。據(jù)業(yè)主方提供的數(shù)據(jù)5年沉降為20～30cm。但由于建筑本身基礎(chǔ)采用樁基，主體結(jié)構(gòu)采用鋼框架支撐結(jié)構(gòu)，沒(méi)有較大的沉降，所以室內(nèi)外管線銜接問(wèn)題變得尤為重要。據(jù)業(yè)主介紹，很多東疆港區(qū)建筑都是地面沉降撕裂管道及檢查井后，又破土重新施工的，這種情況可通過(guò)設(shè)置管廊、管溝解決。但該項(xiàng)目占地面積較大，進(jìn)出管線較多且分散，管溝可以解決局部濕陷土質(zhì)問(wèn)題，但對(duì)大面積整體的沉降，效果有限，并且管溝也需要打樁，造價(jià)高，實(shí)施起來(lái)非常困難。基于這種情況，設(shè)計(jì)考慮室外雨水、污水管道采用HDPE波紋管，這種管道具有抗彎曲變形的優(yōu)點(diǎn)，并有很好的延展性。室外雨污水檢查井采用模塊檢查井，自重輕，整體性好。并且由于地下水位較高，當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)具有腐蝕性，砌筑檢查井所用的模塊在澆注時(shí)，要針對(duì)土質(zhì)特點(diǎn)摻入適量添加劑進(jìn)行防腐。＜900mm的檢查井底板采用素混凝土基礎(chǔ)，強(qiáng)度等級(jí)為C25；≥900mm的檢查井底板采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)，強(qiáng)度等級(jí)為C25。同時(shí)，為保證污水檢查井不滲漏，在砌筑時(shí)必須使第一層砌塊鑲嵌在檢查井底板內(nèi)40mm深。至于給水、消防等壓力管道，在出戶處采用了1m長(zhǎng)的金屬軟管連接，解決室內(nèi)外沉降不均的問(wèn)題。室內(nèi)首層地面墊層內(nèi)的管道設(shè)置本建筑室外海水水位很高，碼頭前水域設(shè)計(jì)水位4．30m，極端高水位5．88m，而室內(nèi)首層地面設(shè)計(jì)標(biāo)高6．45m?？紤]高水位的影響，建筑底板為整塊防水底板，并在建筑結(jié)構(gòu)周邊設(shè)置一圈防水混凝土擋土墻，所有管線均敷設(shè)在底板上的墊層內(nèi)。由于建筑東西向較長(zhǎng)，南北向較短，南側(cè)臨海，室內(nèi)給排水、消防管道只有三個(gè)方向可以敷設(shè)，同時(shí)建筑體量較大，尤其是屋面雨水排出管線較多，敷設(shè)空間十分緊張。管道設(shè)置既要考慮平面上墊層內(nèi)承臺(tái)和玻璃幕墻豎挺基礎(chǔ)的避讓?zhuān)忠紤]豎向結(jié)構(gòu)降板標(biāo)高，以避免結(jié)構(gòu)降板過(guò)深。此外，建筑樓板設(shè)置許多出挑，最大懸挑長(zhǎng)度約20m，建筑外墻與結(jié)構(gòu)的擋土墻平面位置不一致，從而形成兩道擋土墻。排水需要依據(jù)坡降預(yù)留防水套管，為避免施工后鑿洞，精確坡降計(jì)算非常必要。碼頭上水栓的設(shè)置根據(jù)中交一航院的提資，碼頭上水最大日用水量800m3／d，所需調(diào)節(jié)水池容積200m3，水池補(bǔ)水管徑DN200。因此在室內(nèi)地下給水泵房?jī)?nèi)設(shè)置1個(gè)300m3的生活給水水箱，其中為碼頭上水預(yù)留200m3，并采用單獨(dú)的一套變頻加壓裝置為船舶上水。最初一航院考慮給水管道敷設(shè)在碼頭結(jié)構(gòu)板底部，由于存在防腐問(wèn)題，后來(lái)也采用了和室外消火栓支管同樣的敷設(shè)方式，從建筑內(nèi)引出4個(gè)上水栓，管道敷設(shè)在碼頭面上，每根支管接2個(gè)管牙接口，采用水龍帶與船舶接駁。敷設(shè)方式為結(jié)合室外消火栓，共同隱藏在景觀花壇內(nèi)。屋面雨水的排除本建筑屋面造型詮釋“海邊起舞的絲綢”，屋面采用了造型能力極強(qiáng)的玻璃鋼纖維增強(qiáng)水泥（GRC）掛板系統(tǒng)＋光觸媒易潔涂層作為屋面裝飾材料，但這種板材不具有防水能力，所以屋面其實(shí)是由兩層構(gòu)造組成，真正的建筑屋面板為壓型鋼板屋面板。兩層屋面間距平均1．5m，考慮排水效果，并避免噪聲的干擾，在構(gòu)造之間增加了消能板，節(jié)點(diǎn)見(jiàn)圖5。同時(shí)，建筑方案為造成虛實(shí)對(duì)比的效果，中庭部位設(shè)置不規(guī)則天窗。這樣，屋面材質(zhì)既有GRC掛板屋面，也有中庭天窗玻璃屋面；既有平屋面，也有大角度的坡屋面；既有平檐溝，也有坡檐溝；屋面的高低錯(cuò)落、匯水面積的劃分，這些都導(dǎo)致雨水的排出也很復(fù)雜。最終在BIM模型的幫助下，詳細(xì)規(guī)劃匯水區(qū)域及滿管壓力流（虹吸式）雨水排水系統(tǒng)方案，圖5雨水斗位置示意并通過(guò)提高重現(xiàn)期（50年）來(lái)解決中間標(biāo)高較低的玻璃屋面無(wú)法溢流的問(wèn)題。天津港作為一個(gè)重要的地標(biāo)性建筑，除具有客運(yùn)功能，還具有景觀功能。層層挑檐處幕墻積灰槽排水也是一個(gè)問(wèn)題。最終采用小尺寸雨水斗重力流方式，按柱距在幕墻內(nèi)設(shè)立管排放。場(chǎng)地排水郵輪碼頭大廈不臨海一側(cè)有一個(gè)巨大的旅客落客區(qū)域，該區(qū)域不能考慮太多的綠化，為方便旅客上下車(chē)和行李的托運(yùn)，一般只能考慮硬鋪裝，但做硬鋪裝不利于雨水的回滲利用。如果設(shè)置雨水回用蓄水池，會(huì)有地下水位較高、地質(zhì)不穩(wěn)定、投資較高的問(wèn)題。項(xiàng)目中場(chǎng)地雨水采用綠地內(nèi)暗管排水和地面自流相結(jié)合的排水方式。將盡量延長(zhǎng)地面雨水在綠地內(nèi)的停留時(shí)間，廣場(chǎng)鋪裝、人行道路使用透水路面、透水磚，使雨水能充分回滲，減少地面、路面徑流和市政管線的壓力。不能及時(shí)回滲的雨水通過(guò)道路、停車(chē)場(chǎng)及廣場(chǎng)上設(shè)置的雨水口收集，經(jīng)管道進(jìn)入市政雨水系統(tǒng)。