施同平

摘要：本文介绍了公共建筑给排水改造设计的一个典型案例，分享了公共建筑给排水改造设计的一些心得体会：（1）公共建筑给排水改造设计应遵循调研-设计-验证-修改-实施的过程。（2）给排水系统的设计要具有一定的超前性，预留一定的技术进步、设备更新空间。

关键词：公共建筑；改造设计；消防；给排水

前言

随着科技的进步和生活水平的提高。我国上世纪五六十年代建设的大量公共建筑需要进行符合现在要求“功能完善、节能环保”的改造以满足人们对公共建筑功能的需求。公共建筑的改造包含几个方面。外立面改造、内部装修改造、结构荷载改造、机电改造等。公共建筑的改造不是单一的改造。往往是结合了外立面改造、内部装修改造、结构荷载改造、机电改造中的两种或者两种以上。公共建筑给排水改造属于机电改造范围。它是公共建筑改造的重点之一。给排水的改造主要为满足人们对公共建筑舒适性、安全陛、功能性的需求。

1.现状给排水系统简述

拟改造的公共建筑建于上世纪50年代。总建筑面积三万多平方米，地上部分有十三层，高六十多米，为一类高层公共建筑。本次改造包括外立面的改造、内部装修的改造、机电系统的改造。拟改造的公共建筑现状给排水系统主要包括给水系统、集中生活热水系统、排水系统、消火栓给水系统、自动喷水灭火系统及CO2气体灭火系统等。

根据现场调查。现状的给排水系统在长期的使用过程中。设备得不到及时维护和修缮。设备和各种管线老化。因此经常发生故障停机、水管爆裂、屋顶漏水等现象，并且由于建成年代久远，给排水系统落后。在使用上尤其是消防安全上存在较大的隐患。给排水系统的改造是本次改造的重点之一。

2.给水系统改造设计

2.1给水系统现状及存在的问题

现状的给水系统竖向分两个区。二层及二层以下为低区。由市政直接供水。三层及三层以上为高区。由水泵加压供水至屋顶水箱（生活用水与消防用水合用），生活给水由屋顶水箱重力流供水。

经过现场调查发现给水系统现存的主要问题有：（1）原高区生活给水系统采用生活加压泵+屋顶水箱供水方式。消防用水与生活用水合用。水箱清洗困难。生活给水水质存在不达标的情况；（2）供水加压设备老化锈蚀，噪音大；（3）给水管道采用镀锌钢管，出现锈蚀，漏损严重；（4）卫生器具及给水配件为非节水型。如给水龙头仍为传统手动龙头。卫生器具及给水配件造成的用水浪费严重。

2.2给水系统改造设计方案

现有屋顶水箱为生活和消防合用水箱。已不符合现行供水卫生要求，设计将屋顶水箱改为消防专用水箱。

通过现场调研。本项目周边市政供水管网完善。供水水量和压力充足，考虑原给水系统分区和建筑功能、层高情况。将给水系统分为高、低区两个区。其中地下一层至地上二层为低区。由市政管网直接供水：地上二层以上为高区。由管网叠压式供水设备供水。供水压力0.8MPa。水压超过0.35MPa的给水支管设减压阀。叠压供水设备设于原生活泵房内。能有效地节约能源并大大节省了占地面积。

3.排水系统改造设计

现状排水系统的主要问题为排水设备、管道老化。排水管线布置不合理。由于管道老化爆裂造成地下室积水。严重影响地下库房的使用。本次改造调整管线布置，更换排水管材。为有效降低排水噪声。在公共卫生间增设专用通气立管和环形通气管。提高使用的舒适性。

4.消防系统改造设计

4.1消防系统简述

本次给排水系统改造设计的重点和难点是消防系统的改造，根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版），本项目消防系统主要为室内消火栓给水系统、闭式自动喷水灭火系统、防火卷帘防护冷却系统、雨淋系统、舞台口防护冷却水幕系统、大空间智能灭火系统等，以上系统均由消防水池、消防加压泵、消防给水管网、消防专用高位水箱及增压稳压设备组成临时高压系统。

4.2消防水源及用水量设计

从本工程北侧和南侧不同的市政给水管网上各引入一根DN200给水管。作为本工程生活和消防用水水源。本工程按一类公共建筑设防。各系统的消防用水量详下表。

4.3消防水池改造设计

（1）室外消防用水：室外消防用水的水量和水压由市政给水管网提供保证。室外给水管道形成环状。其上设有地下式室外消火栓，室外消火栓间距不大于120m，距路边不大于2m。

（2）室外消防贮水池：根据计算，改造后室内同时使用的消防用水量约835.2m3（取3小时室内消火栓用水量432m3和1小时雨淋灭火用水量252m3和3小时水幕系统用水量151.2m3）。拟沿用现有的室外消防水泵房和消防水池。现有室外消防水池有效容积540m3。而受现有建筑场地的制约。不存在改扩建消防水池和消防泵房的可能。故经过与消防部门的沟通。本次设计考虑消防水量不足部分295.2m3由室外环状给水管在火灾延续期间内补充（市政DN200给水管在火灾延续3小时内补水量大于370立方米）。

4.4屋顶水箱改造设计

屋顶消防水箱设于十三层。利用原生活消防水箱。有效容积不小于18m3。为保证最高几层消火栓充实水柱的压力要求。在室外地下消防泵房内设置增压稳压装置一套。

4.5消火栓系统改造设计

消火栓给水系统为临时高压系统。系统不分区。消防立管在地下一层、二层及十一层连接成环，在横向及竖向均呈环状，屋顶水箱间内设有一个装有压力显示装置的试验消火栓。四层及四层以下消火栓采用减压稳压消火栓。以保证消火栓栓口压力不超过0.5MPa。在建筑物外设有消火栓消防水泵接合器三台。

4.6自喷系统改造设计

本公共建筑物内设有湿式自动喷水灭火系统。地上办公室按轻危险级设计。设计喷水强度为4L/min·m2。作用面积为160m2。设计流量14L/S；展览厅按中危险级I级设计。设计喷水强度为6L/min·m2。作用面积为160m2。设计流量40L/S；影剧院按中危险级I级设计。设计喷水强度为6L/min·m2。作用面积为260m2，设计流量30L/S；舞台（葡萄架除外）按中危险级Ⅱ级设计，设计喷水强度为8L/min·m2，作用面积160m2。设计流量2417s：建筑物一二层防火卷帘两侧设置独立的闭式自动喷水灭火系统保护。设计喷水强度0.5L/s·m2。设计流量10.6L/S；剧场的舞台葡萄架下设置开式雨淋灭火系统。按严重危险级Ⅱ级设计。喷水强度16L/min.m2。作用面积为260m2。设计流量70L/S（葡萄架下面积约210 m2）：在剧场舞台口防火卷帘处设有独立的防护冷却水幕系统，设计喷水强度1L/s·m。设计流量14L/S。

在高度超过12米的剧院观众厅上空设有大空间智能型主动喷水灭火系统。系统的灭火装置采用两台ZSS一25A水炮。设计参数：每台射水流量5L/s。设计流量10L/s。工作压力0.6Mpa。工作电压220V。保护半径32米。

原地下库房仍维持原低压CO2灭火系统。新增库房采用柜式（无管网）七氟丙烷灭火装置。该系统采用全淹没灭火系统。即在规定时间内向防护区喷射一定浓度的七氟丙烷灭火剂。并使其均匀地充满整个防护区。此时能将其区域里任何一部位发生的火灾扑灭。系统按A类表面火灾设计。其设计浓度10%。

5.设计难点分析

本项目的改造设计受建筑功能、结构现状等多方因素的影响。使得系统设计的限定条件比新建建筑更多，设计难度更大，主要体现在以下几个方面：

（1）由于年代较为久远。原始的设计资料有许多缺失。需要大量的现场勘察和沟通。核实原设计图纸与实际情况的差距。对缺失的资料需要根据勘察结果补充完善。作为改造设计的输入条件。

（2）由于本次内部装修的改造是局部改造。而给排水系统是针对整个系统的改造，其设计常常因为现场装修或建筑、结构等条件的限制而修改设计甚至无法实现设计意图：1）消防水池无法改扩建。只能通过市政供水环状供水解决；2）地下新增库房需要增设气体灭火系统。由于原设计的二氧化碳系统近期进行过设备更新。为了使得改造方案更合理。我们分别比较对二氧化碳系统重新改造和采用柜式（无管网）七氟丙烷灭火装置的经济性。最终考虑采用柜式（无管网）七氟丙烷。

6.设计体会

通过本项目的设计。对于既有建筑的改造设计我有如下体会：

（1）公共建筑给排水改造设计应遵循调研-设计-验证-修改-实施的过程。

①在项目前期。充分获取原始资料。充分调查使用方的改造原则、改造范围和改造意图，通过现场勘探，了解现有系统、设备设施的问题和使用情况、实际安装情况，将问题进行分析归纳。与业主的后勤管理部门深入沟通。探讨任务书中的改造可能性。从而基本确定系统改造方案；②根据原竣工图、现场勘探结果、各方沟通结果，绘制初设文件；③利用初设文件，现场核对图纸与现场实际情况的吻合度。修改完成施工图设计；④现场进入施工状态后。再次核对施工图与现场的吻合度。修改调整施工图设计：⑤配合精装和施工，不断修改设计。直至施工完成。

（2）机电系统的设计一定要具有超前性，需要预留技术进步、设备更新的提升空间，否则会给今后的使用、维护带来极大的成本。甚至使改造成为不可能。如果说设计是一门遗憾的艺术。那么改造设计尤甚。