浙江大学建筑设计研究院有限公司 浙江杭州 310028
摘要：山地建筑场地标高复杂，设计根据实际情况合理利用高差，对供水的可靠、节约运行成本有着重大意义。
关键词：山地建筑；生活给水；消防给水；系统分区
1.简介
某九年制学校总用地面积87000㎡，总建筑面积79758㎡。包括教师公寓（±0.00绝对标高16.00m，建筑高度23.9m）、操场综合体（±0.00绝对标高15.30m，建筑高度22.55m，包含报告厅、运动馆、食堂）、小学教学楼（±0.00绝对标高17.10m，建筑高度16.10m）、学生宿舍1#（±0.00绝对标高25.00m，建筑高度18.60m）、学生宿舍2#（±0.00绝对标高26.00m，建筑高度18.60m）、学生宿舍3#（±0.00绝对标高32.00m，建筑高度18.60m）、学生宿舍4#（±0.00绝对标高45.00m，建筑高度18.60m）、学生宿舍5#（±0.00绝对标高50.00m，建筑高度18.60m）、学生活动室（±0.00绝对标高57.00m，建筑高度12.3m）、初中教学楼低区（±0.00绝对标高39.00m，建筑高度11.90m）、初中教学楼中区（±0.00绝对标高47.00m，建筑高度12.10m）、初中教学楼高区（±0.00绝对标高63.60m，建筑高度12.00m），水设备房（±0.00绝对标高76.10m，建筑高度12.50m），所有单体均为多层公共建筑。整个校园用地位于山上，校园西北面为溪水湾，南面山脚为村庄，西面为峭壁，东面与山体相连。学校可通过南侧市政路与城区联系。学校用地为自然山体，用地范围轮廓不规则。用地内地形标高情况复杂，从入口处黄海高程8.00到最高处约黄海高程87.00。本项目市政给水管从校区南侧主入口接入，在主入口黄海标高15.00米处的给水压力为0.14MPa。
2．生活给水系统
本项目设于北高南低的山地，南面最低处建筑物底层地坪黄海标高为8.20米，北面最高处建筑物底层地坪黄海标高为63.60米，南北高差高达55米。设计初期，考虑过多种供水方案，但大的原则不变，即根据各单体竖向高差分区供水。方案一，生活加压供水设备及生活水箱集中设置在地势较低处，由高、低区生活变频加压泵组分别加压供水。此种供水方案没有原则问题，满足规范及用水需求，设备高度集中，管理方便。但是，水压容易波动，用户用水体验不佳，个人感觉变频供水水泵容易重复启停，变频器容易损坏，配备小流量泵可减少主泵重复启停频率，但无法杜绝；方案二，在地势较低处集中设置生活水箱及工频泵组，在最高建筑附近设置高位生活水箱，生活用水由工频泵组提升至高位生活水箱，再根据各单体高差，分区减压供水。此种供水方案，水压相对稳定，但是，低区用水由工频泵先提升至较高处，后又全部经过减压才能满足用户用水需求，节能方面存在不合理性；方案三，在地势较低处集中设置生活水箱及工频泵组，在最高建筑附近设置高区生活水箱，同时在地势相对适中的建筑附近设置低区生活水箱，生活用水由高、低区工频泵组分别提升至高、低位生活水箱，再由水箱分别供给至各单体。此种供水方案，水压相对稳定，高、低区补水泵独立运行，各用水分区相互影响较小，也比较节能。
经过讨论、协商，最终确定采用方案三，分区域竖向分区由校区高区生活水箱和低区生活水箱重力流供水。假设将高区生活水箱设置在最高建筑屋顶，还是满足不了最高两层用水点的水压要求，考虑架高生活水箱，但结构专业的同事比较难处理，并且会对建筑立面效果产生非常大的影响，若最高两层采用变频泵二次加压供水，也会造成用户用水水压不稳定及运行成本的增加。
为了实现所有单体生活用水均采用高位生活水箱重力供水的设想，又不能影响建筑立面效果，结合地块地形标高，决定在最高的初中教学楼高区（±0.00绝对标高63.60m，建筑高度12.00m）后面建造一幢专用的水设备房，将高区生活水箱及消防水池均设置在水设备房内（消防水池设与水设备放一层，高区生活水箱设置于水设备房二层），建筑专业也可以根据自己的需求设计这幢水设备房的形状与造型。低区生活水箱设置在地势相对较高且室内区域相对宽裕的学生活动室（±0.00绝对标高57.00m，建筑高度12.3m）底部，满足低区所有单体的生活供水压力需求。
3．消防给水系统
本工程设置室外消火栓给水系统、室内消火栓给水系统、自动喷水灭火系统，另外按规范要求设置手提式灭火器。按校区内最不利的建筑计，本工程的消防水量为：
室外消防水量40L/s，室内消火栓用水量15L/s，火灾延续时间均为2h；
自动喷淋系统用水量32L/s，火灾延续时间为1h（按运动馆高度8～12米的非格栅吊顶高大空间自动喷水灭火系统设计流量计）。
根据学校建于山坡上的特点，本工程室内、外消防给水采用由校区统一设置校区高位消防水池和室内、外消防合用给水管网供水。室内消火栓系统采用分区域分区供水，其中初中教学楼和初中学生宿舍室内消火栓系统为高区，采用临时高压系统，由学校集中设置的高位消防水池和室内消火栓给水加压泵加压供水；其它建筑室内消火栓系统为低区，采用常高压系统，由学校集中设置的高位消防水池重力流供水；本工程高区临时高压系统和低区常高压系统管网均不分区，消防给水管网确保最不利点消火栓栓口给水压力大于0.25Mpa，其中栓口静水压力大于0.50MPa的采用减压稳压型消火栓。
根据规范要求，本工程除操场综合体外其余各建筑均不设自动喷水灭火系统。
自动喷水灭火系统给水采用常高压系统，由学校集中设置的校区高位消防水池和室内外消防合用给水管网供水。
本工程消防给水系统采用常高压系统和局部临时高压系统相结合。在校内地势最高处设置校区高位消防水池和水泵房，消防水池容积按校区内各类室内外消防给水系统在火灾延续时间内的合计设计用水量设计，储存2小时室外消火栓用水量288m3、2小时室内消火栓水泵用水量108m3和1小时自动喷淋系统用水量116 m3共512m3，分2格设置，供除初中教学楼和初中学生宿舍室内消火栓系统外的所有建筑的室外消火栓、室内消火栓和自动喷水灭火系统消防用水，高位消防水池底标高为黄海标高79.700米，确保学校内最不利建筑（初中教学楼高区：±0.00绝对标高63.60m，建筑高度12.00m）的灭火设施最不利点处的静水压力不小于0.07Mpa，消防系统不设稳压设施也不设消防管道压力开关；另外消防水泵房内设高区室内消火栓泵2台，1用1备，供初中教学楼和初中学生宿舍室内消火栓系统消防用水，高区消防水泵由流量开关控制启泵。
4．结语
山地建筑场地标高复杂，设计应根据实际情况合理利用高差，统筹所有单体，寻找合理、可靠、经济的供水方案。
参考文献：
[1]《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010
[2]《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014
作者介绍：
1、陈飞：性别：男；出生年月：1989年11月；职称：工程师；单位：浙江大学建筑设计研究院有限公司；
2、邵煜然：性别：男；出生年月：1988年11月；职称：工程师；单位：浙江大学建筑设计研究院有限公司；
3、陈激：性别：男；出生年月：1968年02月；职称：高级工程师；单位：浙江大学建筑设计研究院有限公司；