中国石油科技创新基地石油工程技术研发中心一期工程给排水系统设计探讨

摘要：本文简要介绍了中石油总部基地A12地块一期工程的给排水系统设计，包括给水系统、中水系统、热水系统、排水系统及雨水系统。总结设计及施工配合阶段遇到的问题，包括雨水收集系统的方案论证、太阳能热水系统及水表计量的优化方案。

关键词：科研办公建筑 给排水系统设计 雨水收集 太阳能热水系统

中图分类号： S276 文献标识码： A

1、工程概况

本工程为中石油总部基地A12地块一期工程，位于北京市昌平新城沙河组团西北部地区中关村国家工程技术创新基地内，项目分为A、B1、B2、C四栋高层建筑，地下一层，地上十一层，三层以下为裙房，功能为办公科研及实验性质用地，总建筑面积143428平方米，地下为车库、设备用房、人防等。按照国家现行规范和有关规定，需设置给水系统、中水系统、热水系统、污废水系统及雨水系统。

2、给水系统

水源：本工程的生活用水由市政给水管网供给。由西侧沙河西区十八号路及南侧沙河西区二号路市政给水管道分别引入两根DN200给水管, 在本地块红线内设总水表后成环状布置，供本工程使用。市政给水压力0.25MPa。

用水量：本工程最高日总用水量为797.5m3/d，最大小时用水量86.63m3/h。

系统形式：管网系统竖向分区的压力控制参数为：各区最不利点的出水压力不小于0.1Mpa，最低用水点最大静水压力（0流量状态）不大于0.45MPa。管网竖向分为两个区，B1-F3层为低区，由市政直接供水；F4-F11层为高区，由无负压供水机组供给。单设一组变频泵供空调冷却塔补水，冷却塔补水泵设于消防水泵房内。无负压供水机组设备设于地下一层生活水泵房内。冷却塔补水、餐饮厨房用水、洗衣房用水、空调集中补水等均单独设置水表计量。各层茶水间内设置电开水器及饮水机，供饮用水需求。给水管接实验室洗眼器前管段压力不得大于0.01Mpa，减压装置由设备厂家自带。

计量：给水管除在入户处设置总水表外，在需要单独计量的的用水点，如冷却塔补水、新风机房补水、空调设备间补水、制冷机房补水等,均单独设置水表计量。人防内的生活用水需单独计量。水表采用机械式水表。

3、中水系统

水源：本工程中水由市政中水管网供给。中水用于冲厕、抹车、车库地面冲洗、浇洒道路、绿化用途。

用水量：设计日用中水量183.2m3/d，最大时用水量35.86m3/h。

系统形式：中水系统竖向分区同给水系统，B1-F3层为低区，由市政中水直接供给；F4-F11层为高区，由变频调速机组供水。中水储水箱及供水泵设于地下一层中水泵房内。水箱有效容积为15m3。中水管道外壁涂浅绿色标志，中水池（箱）阀门水表及给水栓应有明显的中水标志。车库地面冲洗龙头、绿地浇洒露明龙头均加锁，或在平时非用水时取下开启手轮。龙头处注明非饮用水标识。

4、热水系统

本工程热水系统设计小时耗热量为83.74Kw，设计小时热水量为1.5m3/h。公共卫生间手盆热水由太阳能集中供应，供水温度60℃,回水温度50℃。在各栋塔楼屋顶设置太阳能集热器及热水机房，热水机房内设置辅助电加热装置，当太阳能不足的时候，自动启动电加热装置，保证供水温度。用水点水温控制在37°左右，当水温低于35°时，热水机房内电磁阀打开，热水循环泵启动；当水温高于40°时，电磁阀断开，循环泵停止。热水系统竖向分区同给水系统，即B1-F3层为低区；F4-F11层为高区。三层以下设置减压阀减压。屋顶热水机房内设置贮热水箱及循环泵。局部实验室内手盆及部分地下室公共卫生间热水由小型电热水器供应,热水器设置在实验台面下方，设定温度50℃。

5、排水系统

设计排水量：排水量按给水量的90%（扣除冷却塔补水及绿化用水）为215.1 m3/d。本工程室内排水系统采用污废分流系统。地上污废水经立管收集后在地下一层汇集自流排出室外；B1层的污废水经管道收集，排入集水坑后，经潜污泵提升排至室外。生活污水需经室外化粪池处理后方可排入市政污水管网；生活及实验废水排入市政污水管网；石油实验废水经室内小型隔油器收集处理后排入市政污水管网。为使水流通畅，主楼卫生间设置专用通气管。

6、雨水系统

本工程屋面雨水采用87型雨水斗。设计重现期室外场地为P=2a，屋面为P=10a，溢流设施设计降雨重现期50年，地面集水时间为5分钟，暴雨强度为5.06L/s.100m2。建筑物雨水采用内排水方式，由屋面雨水斗收集后，经管道系统排至室外雨水检查井。室外雨水管采用渗管，室外场地的铺地材料采用渗水铺装，以利于雨水入渗，补给地下水。

7、技术探讨及总结：

本工程于2008年开始设计，2009年开始施工至2012年竣工，在竣工验收一年后陆续获得了多个奖项，分别为：2012年度院优秀工程设计（综合）奖、北京市第十七届优秀工程设计公共建筑[二等奖]、2013年度全国工程建设项目优秀设计成果[二等奖]、2012―2013年度国家优质工程奖。虽然获奖多多，但由于项目在设计过程中时间紧、任务重，回顾起来还是有一些技术问题值得总结及优化。

首先，本项目始于2008年，那时北京市还没有颁发《新建建设工程雨水控制与利用技术要点（暂行）》（市规发[2012]1316号）文件，故在项目初期方案阶段对是否设置雨水收集系统做了简要的方案论证。本项目地处北京市，降雨量资料为：年平均降雨量571.9mm，年均最大月降雨量182.5mm。

北京市每次降水量分布表（mm）：

A12地块用地面积82400平方米；建筑基底面积22293.48平方米；绿地面积28840平方米；停车及道路31266.52平方米。本项目占地面积较大，在进行综合技术经济分析后，选择出现频率较高，存贮适当强度的一次降雨来作为贮存池容积，选择降水量为15mm 的小雨，通过弃除污染严重的初期雨水，实际注入贮存池的径流量及雨水调节池容积见下表：（绿地部分考虑全部下渗）

注：雨水平均径流系数为 0.55 ，初期雨水弃流系数取0.86

对于小区雨水利用，首先考虑对水质要求较低的绿地和道路浇洒用水，绿化用水定额为3L/m2.d、道路浇洒用水定额为2L/m2.d，A12地块绿化及道路浇洒用水量见下表:

注:处理设备选型依据《建筑小区雨水利用工程技术规范》,处理设备每日运行时间为8小时。

雨水利用经济性分析：

经上述分析得到结论: 建立雨水收集回用系统投资费用过高,回收期限过长,投资效益低下,且地块周边有市政中水管网，故不建议采用雨水收集回用系统，但应尽量利用雨水回渗技术减少径流（绿地入渗及实土下设雨水渗管）并涵养地下水源。当场地内设有水体景观时，可结合景观设计利用景观水池作为雨水收集池，回收处理后的雨水用于绿化。

其次，对于太阳能生活热水系统，开始考虑设置四栋楼集中的太阳能热水系统，热水机房集中设置于地下室，采用冬季、夏季不同的辅助热源形式（夏季锅炉不启用），见下简图：

后经分析A12地块内四栋均为办公科研性质建筑，用水时间较分散，用水量较小，采用集中热水供应系统会造成能源的浪费，管线设置较复杂，管路热损失较高，系统不经济，不如采用分散式太阳能热水系统，即各栋楼独立设置太阳能系统，热水机房、水箱等设置在各栋楼屋面，见下图：

热水系统示意图

这样设置大大节省了热水管路系统，提高了热效率，使系统更为简单、合理。所以最后施工图设计中采用的就是这套系统。但其实施工图后总结推敲，发现电辅热装置集中设置在屋面供热水箱内不如在各用水点处分散设置小型电辅热装置，这样系统热效率更高，管路热损失更小，系统更为节能、经济。

再次，对于计量水表的设置，原设计考虑在需要单独计量的的用水点，如冷却塔补水、新风机房补水、空调设备间补水、制冷机房补水等处,均单独设置水表计量。但后期业主为了管理方便要求按层计量，由于原设计没有预留按层计量的条件，使增加的水表数量较多，且查看读数较困难，需要几块水表读数相加。所以吸取经验教训，对于科研办公类的建筑在设计初期最好考虑预留水表按层计量的条件，或与业主沟通，以免后期变更造成较大改动。

结 语

综上，作为一个建筑给排水设计师，每个系统是否设置的合理经济其实是很值得推敲的。像雨水收集回用系统到底做不做，不经过经济分析比较是很难说其存在是否合理经济；太阳能热水系统现在已经十分普及了，但如何把太阳能系统做的更合理更完善就需要我们设计师不断的总结吸取经验教训。有人说，做工程是很粗糙的，一个数值取大点小点都没有太大影响，但我要说，我们做工程要有一颗精益求精的心，数值取大点会有什么影响，取小点又会有什么影响，要搞清楚弄明白，这样我们设计的项目才能更精确更优化，从而产出高质量高品质的建筑作品。