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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）國際建筑設計顧問有限公司

消防給水設計

室外消防環管本建筑周邊只有亞洲路一路市政給水接入口，根據規范室內設置消防水池儲存室內、外消火栓系統用水，并在建筑物周邊設置室外臨時高壓消防環管及室外消火栓。因本建筑臨海而建，建筑臨近碼頭一側為防波堤，防波堤上設置碼頭大板，室外碼頭地面下均為海水，因此該處室外消防環管的設置是難點。最初想法是將室外消火栓環管設置在建筑臨近碼頭一側室內首層頂板下，此種做法經與消防審查部門溝通討論后沒有通過，原因是擔心火災時室內建筑物樓板掉落會破壞消防環管，影響室外消火栓的使用。反復考慮后，消防環管改在室內首層地面墊層內敷設。這一問題的解決給我們提供了一種設計思路：室外消防環管的設置要以不影響使用為前提。室外消火栓的設計根據中交一航院（碼頭設計單位）的設計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，在碼頭上需設置5處室外消火栓。因為接室外消火栓的支管只能在碼頭上敷設，并且只能采用地上式消火栓，所以室外消火栓及支管的設置存在和室外消防環管同樣的問題。同時，由于臨近碼頭一側建筑2層以上部分出挑10m，消防局不同意消火栓設在建筑挑板下，消防支管延伸到碼頭操作面又影響業主對碼頭的使用。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荷載要求。安全與功能權宜，最終采用消防支管設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，景觀采用花壇的方式做后處理，消防車在景觀花壇的范圍外行走。室內自動噴水滅火系統由于建筑屋面異型，空間吊頂為起拱流線造型。圖3中A區建筑檐口高度為28．60m，最高點高度為37．99m，為建筑的高層部分。B區及C區為建筑的裙房部分，B區為中庭，平玻璃屋面，建筑高度為19．20m，C區建筑檐口高度為19．20m，最高點高度為32．195m。設計中空間的劃分和層高很難界定，常常需要利用BIM模型找出空間關系，才能提供空間高度。同時，建筑內的空間關系及防火分區的劃分也很復雜，防火分區多通過大面積的防火卷簾來解決，分區位置比較隨意。針對這種情況，根據消防規范，我們采取了以下設計原則：8m以下的空間設置自動噴水滅火系統，設計噴水強度6L／（min•m2），作用面積160m2；8～12m的空間設置自動噴水滅火系統，設計噴水強度6L／（min•m2），作用面積260m2。噴頭布置見圖4。考慮到大于12m的空間多為行李傳送、旅客通關，火災危險性很大，在高大空間內共設了9門20L／s消防炮，由于自動噴水滅火系統與消防炮同屬于一個防火分區，保護高度也是漸變的，自動噴水滅火系統需要與消防炮系統同時作用，消防水池的容積也為此設計圖3建筑高度示意圖4房間凈空剖面示意了消防炮和自動噴水滅火系統同時作用的水量。

給排水設計

室外管道敷設及與室內管道接口天津東疆港區整體區域為填海造陸，吹填土不穩定會造成地面沉降嚴重。據業主方提供的數據5年沉降為20～30cm。但由于建筑本身基礎采用樁基，主體結構采用鋼框架支撐結構，沒有較大的沉降，所以室內外管線銜接問題變得尤為重要。據業主介紹，很多東疆港區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，這種情況可通過設置管廊、管溝解決。但該項目占地面積較大，進出管線較多且分散，管溝可以解決局部濕陷土質問題，但對大面積整體的沉降，效果有限，并且管溝也需要打樁，造價高，實施起來非常困難。基于這種情況，設計考慮室外雨水、污水管道采用HDPE波紋管，這種管道具有抗彎曲變形的優點，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，當地的土質具有腐蝕性，砌筑檢查井所用的模塊在澆注時，要針對土質特點摻入適量添加劑進行防腐。＜900mm的檢查井底板采用素混凝土基礎，強度等級為C25；≥900mm的檢查井底板采用鋼筋混凝土基礎，強度等級為C25。同時，為保證污水檢查井不滲漏，在砌筑時必須使第一層砌塊鑲嵌在檢查井底板內40mm深。至于給水、消防等壓力管道，在出戶處采用了1m長的金屬軟管連接，解決室內外沉降不均的問題。室內首層地面墊層內的管道設置本建筑室外海水水位很高，碼頭前水域設計水位4．30m，極端高水位5．88m，而室內首層地面設計標高6．45m。考慮高水位的影響，建筑底板為整塊防水底板，并在建筑結構周邊設置一圈防水混凝土擋土墻，所有管線均敷設在底板上的墊層內。由于建筑東西向較長，南北向較短，南側臨海，室內給排水、消防管道只有三個方向可以敷設，同時建筑體量較大，尤其是屋面雨水排出管線較多，敷設空間十分緊張。管道設置既要考慮平面上墊層內承臺和玻璃幕墻豎挺基礎的避讓，又要考慮豎向結構降板標高，以避免結構降板過深。此外，建筑樓板設置許多出挑，最大懸挑長度約20m，建筑外墻與結構的擋土墻平面位置不一致，從而形成兩道擋土墻。排水需要依據坡降預留防水套管，為避免施工后鑿洞，精確坡降計算非常必要。碼頭上水栓的設置根據中交一航院的提資，碼頭上水最大日用水量800m3／d，所需調節水池容積200m3，水池補水管徑DN200。因此在室內地下給水泵房內設置1個300m3的生活給水水箱，其中為碼頭上水預留200m3，并采用單獨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在碼頭結構板底部，由于存在防腐問題，后來也采用了和室外消火栓支管同樣的敷設方式，從建筑內引出4個上水栓，管道敷設在碼頭面上，每根支管接2個管牙接口，采用水龍帶與船舶接駁。敷設方式為結合室外消火栓，共同隱藏在景觀花壇內。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的玻璃鋼纖維增強水泥（GRC）掛板系統＋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，所以屋面其實是由兩層構造組成，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，在構造之間增加了消能板，節點見圖5。同時，建筑方案為造成虛實對比的效果，中庭部位設置不規則天窗。這樣，屋面材質既有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；屋面的高低錯落、匯水面積的劃分，這些都導致雨水的排出也很復雜。最終在BIM模型的幫助下，詳細規劃匯水區域及滿管壓力流（虹吸式）雨水排水系統方案，圖5雨水斗位置示意并通過提高重現期（50年）來解決中間標高較低的玻璃屋面無法溢流的問題。天津港作為一個重要的地標性建筑，除具有客運功能，還具有景觀功能。層層挑檐處幕墻積灰槽排水也是一個問題。最終采用小尺寸雨水斗重力流方式，按柱距在幕墻內設立管排放。場地排水郵輪碼頭大廈不臨海一側有一個巨大的旅客落客區域，該區域不能考慮太多的綠化，為方便旅客上下車和行李的托運，一般只能考慮硬鋪裝，但做硬鋪裝不利于雨水的回滲利用。如果設置雨水回用蓄水池，會有地下水位較高、地質不穩定、投資較高的問題。項目中場地雨水采用綠地內暗管排水和地面自流相結合的排水方式。將盡量延長地面雨水在綠地內的停留時間，廣場鋪裝、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。不能及時回滲的雨水通過道路、停車場及廣場上設置的雨水口收集，經管道進入市政雨水系統。