特级大型体育场给排水设计简介

摘 要：特级大型体育场为体量庞大、功能复杂的特殊建筑，针对其给排水设计特性，本文介绍了给排水系统中的给水系统、热水系统、管道直饮水系统、场地喷灌系统、生活排水系统、雨水排水系统；依据性能化防火结论，详细介绍了消防系统中的消防水源、消防水量、消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、防护冷却自喷系统、气体灭火系统。

关键词：体育场；给排水系统；管道直饮水；场地喷灌；水喷雾灭火系统；防护冷却

中图分类号：TL353+.2 文献标识码：A 文章编号：

1概述

主体育场及附属设施（含体育场、训练场、第一检录处及能源中心）位于奥林匹克园区地块的西北，有优越的交通条件和良好的视线景观。主体育场为特级特大型体育建筑，总建筑面积为224377m2，其中地下建筑面积为59123m2，地上建筑面积为163931m2；地下一层，地上六层；总坐席数80488座。

地下一层包括外环的商业及群文中心展览区、内环车道及内外环中间的设备机房区。首层设运动员、教练员、裁判员休息并附设淋浴间及卫生间、记者用房、训练用房、器材库房等，东侧和南北侧为非物质文化遗产保护中心和群众文化活动中心，共设四处机动车入口，联系内场与周边环路，并设内环车道。二层四周规划有室外观众平台。看台部分沿比赛场地周边布置，三层连续看台。二层、六层为类室外空间的观众集散平台，仅含有观众卫生间和服务用房。三层除观众卫生间和服务用房外，设有贵宾区。四层设有贵宾接待、休息区、服务用房和运营用房。五层为包厢、终点摄影机房、灯光控制室、显示屏/扩声控制室等。

训练场、第一检录处及能源中心位于体育场西北侧，与主体育场有通道相连。第一检录处及能源中心总建筑面积：3582m2，建筑高度6.85m，为大型体育建筑附属建筑。地上一层，地下一层。地下为能源中心机房，首层为运动员更衣及检录厅。训练场地面积：27378m2。

训练场、第一检录处及能源中心位于体育场西北侧。首层为运动员更衣及检录厅，地下为能源中心机房。

2给排水系统设计简介

2.1生活给水系统

2.1.1 市政条件

整个奥林匹克园区由市政道路上接入两路DN300引入管进入园区，形成环状供水管网。在引入管上设置总水表及倒流防止器。市政给水管网前期供水压力为0.14MPa；后期供水压力为0.28MPa。

2.1.2 用水量：

本工程体育场及附属设施最高日生活用水量为1629.7m3/d，设计小时流量为433.3m3/h。群文中心最高日生活用水量为518.4m3/d，设计小时流量为69.30m3/h。

2.1.3 本工程体育场及附属设施市政供水为2路，群文中心市政供水为1路。

2.1.4 本工程采用分区供水方式，地下一层为低区，由市政给水管直接供水；一层至六层为高区，由生活水箱+变频调速泵组供水；体育场在地下一层和一层设有2个给水机房，设计不锈钢生活水箱4个，每个水箱有效容积为70m3，供水压力分别为0.60MPa和0.55MPa。群文中心在地下一层设有1个给水机房，设计不锈钢生活水箱2个，每个水箱有效容积为20m3，供水压力为0.30MPa。

2.1.5 由于市政给水管网前、后期供水压力不同，因此在一层、二层供水环管上设有转换阀门，当市政水压大于0.25MPa时，一层、二层由市政给水管直接供水。

2.1.6 其他

场地障碍水池补水由低区给水单独供给，并加设倒流防止器防止回流污染。

检录处低区给水由室外管网就近接入，高区供水由体育场给水机房接入。

给水管道入口处设水表计量，各层、消防补水、热水机房换热器进水等均单设水表计量。

2.2生活热水系统

2.2.1 热源

采用集中热水供应系统，热源由设置在检录处内的锅炉房提供95℃/70℃一次热水。

2.2.2 生活热水供应部位

体育场及检录处运动员、教练员淋浴间内的淋浴器及洗手盆。体育场内热水机房内设3台浮动盘管型半容积式水-水换热器。检录处内热水机房内设2台浮动盘管型半容积式水水换热器。五层包厢内淋浴器及洗手盆采用电热水器分散供应60℃淋浴用水，每个电热水器对应一个淋浴喷头。电热水器带有保证使用安全的装置。

2.3管道直饮水系统

2.3.1 直饮水净化系统服务人数：240000人；直饮水用水定额：0.2L/人·日，日供直饮水量为48000L/d，净水站处理水量为6000L/h（2套，每套处理水量为3000L/h）。在体育场二层、二层、三层、六层观众平台上分别设有60个、66个、74个直饮水嘴。

2.3.2 本系统以市政自来水为原水，经净水站深度处理成符合《饮用净水水质标准》的水供给用户。直饮水处理流程为：原水沙滤活性炭过滤微米过滤器纳滤二氧化氯消毒直饮水水箱直饮水变频机组紫外线消毒饮用，系统由控制中心进行集中控制。从使用安全角度考虑，采用两套直饮水系统设备共同运行方式。

2.3.3 本系统采用变频调速泵组直接供水的方式，分3个区供水，二层、三层、六层分别设有2台变频加压泵，一用一备。

2.3.4 本系统由供水变频加压泵兼作循环泵，定时循环。

2.4场地喷灌系统

体育场主场地及训练场地喷灌浇洒系统采用一套加压供水设备；系统压力0.75MPa。自动浇洒调节水池容积取100m3，浇洒水池和消防水池合用，总水量为1216m3。消防水池设有保证消防水不被动用的技术措施。

喷灌水池采用市政自来水补水。自来水补水管最低点高于溢流水位250mm（2.5倍管径），防止回流污染。

体育场主场地及训练场地喷灌浇洒系统采用地埋式伸缩喷头，此喷头在喷洒作业时伸出地面而平时缩回地下，不会影响场地上的体育运动。沿场地四周均匀布置快速取水头，供场地浇洒、跑道冲洗使用；体育场主场地及训练场地内均匀布置6行×4列=24只自动升降式喷头，保证喷洒均匀。

喷头参数：0-360°旋转；q=1.78L/s；R=20m；P=0.45MPa。

每3行（12只）喷头由一只电磁阀控制，同开同停。系统最大同时喷灌1/2场地。

2.5生活污、废水系统

2.5.1 室内淋浴间污、废水分流，卫生间污、废水合流，机房排水排入废水管道。淋浴废水经网筐式地漏拦截毛发后排至室外污水管网；粪便污水经化粪池处理后再排入污水管道。

2.5.2 厨房洗肉池、炒锅灶台、洗碗机(池)等排水均设器具隔油器；厨房内废水经室外隔油池处理后排入室外污水管网。

2.5.3 地面层(±0.000)以上为重力流排水，地面层(±0.000)以下排入污、废水集水坑，经潜水排水泵提升排至室外污水管

2.5.4 污、废水集水坑设2台排水泵，互为备用，轮换工作；水泵启停由集水坑水位控制；当水位达到启泵水位时，1台泵启动，当降至最低水位时停泵；如果水位继续上升至最高水位时，2台泵同时投入工作；当水位达到报警水位时，有音响及灯光向值班室报警；潜污泵采用固定自藕式安装。

2.5.5 透气管的设置方式

观众卫生间排水管设置专用通气立管和环形通气管。由于其位于看台下的观众集散平台，为防通气管口受阻影响观众集散平台的环境，专用通气管伸出六层卫生间屋面后，沿看台下斜梁至钢柱，再贴钢柱上行高于看台4m排放。因观众卫生间瞬时排水量大且横支管长，排水横支管以环形通气缓解支管内的气压波动，保护水封不被破坏。卫生间污水和厨房污水集水泵坑人孔盖采用密闭防臭井盖，其通气管接入通气系统。

2.6雨水系统

2.6.1 雨水量按杭州市暴雨强度公式计算，体育场平台雨水设计重现期取10年，屋面雨水设计重现期取10年，降雨历时5min，与溢流设施的总排水能力不小于50年重现期的雨水量。

2.6.2 体育场雨水按部位分为罩棚屋面雨水、罩棚立面雨水、平台雨水、看台雨水、场地雨水等部分。

罩棚屋面雨水系统：采用虹吸式雨水系统。环向天沟内设虹吸雨水斗，雨水由雨水斗收集后经管道排至室外雨水井。

罩棚立面雨水：采用虹吸式雨水系统，在罩棚立面截水沟最低处由雨水管收集后排至室外雨水井。

平台雨水系统：二层平台采用虹吸式雨水系统，设一道环形雨水沟，沟内设虹吸雨水斗。

其他各层平台均采用重力排水系统，由雨水斗收集后排至排至室外雨水井。

看台雨水系统：看台雨水由看台雨水收集管收集至看台下摄影沟内，在摄影沟内设置18个雨水集水坑，由潜污泵提升后排出。

场地雨水系统：场地内设置内、外两道雨水环沟，跑道及以内范围雨水排入内环沟，其外雨水排入外环沟。内、外环沟雨水由四根DN400排水管分4个方向分别排除。

足球场地排水采用滤管盲沟（鱼背式）管道系统。滤管（DN80）均匀布置，坡向内环沟，将场地雨水快速收集排至内环沟。

其它田赛场地排水设排水管就近排至内外环沟，避免积水。

3消防系统设计简介

3.1性能化防火设计

3.1.1 对于体育场首层内环道，根据性能化结论，通过控制环道内无可燃物，环道两侧采用防火墙和甲级防火门窗与功能房间进行防火分隔，并设置机械排烟系统，使其成为准安全区。同时设有自动喷淋灭火系统。人员疏散到此视为安全。

3.1.2 对于体育场罩棚下观众平台半室外空间，根据性能化结论，保证外立面罩棚的透空率不小于 20%的情况下，并仅作为人员集散之用而不作其他功能用途，罩棚下的空间作为室外空间考虑。

3.1.3 看台罩棚采用钢结构，罩棚钢结构为室外结构，不做防火保护。与看台接近部分的钢结构防火保护的范围依据消防性能化报告结论：1）座椅采用难燃材料，观众座椅上方 4m的空间范围内支撑构件应进行防火保护，其耐火极限不应小于3h；2）位于六层，与罩棚相连的构件应进行防火保护，其耐火极限不应小于2h。

3.2 消防水源

消防水源为市政自来水。室外、室内消防用水由内部消防水池供给。消防水池设在地下一层消防水泵房内，消防贮水1116m3。浇洒水池和消防水池合用，总水量为1216m3。消防水池设有保证消防水不被动用的技术措施。

表1 系统用水量标准及一次灭火用水量

3.3室外消火栓给水系统：

由于市政水压前期不足，室外消防用水全部储存于室内消防水池中，室外消火栓采用临时高压制系统，消防泵房内设有专供室外消防用水的室外消火栓泵2台，互为备用，供水能力为30L/s，40m，火灾延续时间2h；平时由六层18m3的消防水箱维持管网压力，火灾时，由消防中心遥控或泵站内手动启、停该泵。

室外单设室外消防管网。自DN300室外给水环管上引入两根DN200管线，与地下一层内环车道上空的室外消火栓环管相接。在引入管上设置倒流防止器。前期市政水压不足时由室外消火栓泵供水，待后期供水压力满足要求后，利用市政供水。室外消火栓间距不大于120m，每个室外消火栓设有一个直径为100mm和两个直径为65mm的栓口。

大型消防车可通过场地东北、西北、东南、西南的四处主要出入口的通道直接驶入竞赛场地进行扑救。主体育场二层大平台可以上消防车接近主体罩棚进行火灾扑救。因此在体育场竞赛场地内及二层平台均匀布置室外地下式消火栓，由地下一层内环车道上空形成室外消火栓环状管网供水。

室外设2套地下式消防水泵接合器，供消防车向室外消火栓系统供水。

3.4室内消火栓给水系统

室内消火栓给水系统采用临时高压系统，管网竖向不分区。地下一层消防泵房内设室内消火栓系统加压泵2台，互为备用，供水能力30L/s，80m，其火灾延续时间为2 h。最高层消防水箱间内设有效贮水容积为18m3的高位消防水箱、消火栓给水系统增压稳压泵组保证灭火初期的消防用水。消火栓的布置均保证室内任何一处有两股水柱同时到达。二层及以下采用减压稳压消火栓。

室外设2套地下式消防水泵接合器，供消防车向室内消火栓系统供水。

3.5自动喷水灭火系统

3.5.1 地下净空高度不超过8m的部位，按中危险II级设计湿式自动喷水灭火系统，喷水强度8L/min·m2，作用面积160m2。地上净空高度不超过8m的部位，按中危险I级设计湿式自动喷水灭火系统，喷水强度6L/min·m2，作用面积160m2。群文中心净空高度8-12m的部位，喷水强度12L/min·m2，作用面积300m2。净空高度超过800mm的吊顶内无可燃物，不设置喷头。首层的内环车道内根据通向场地的出入口划分为四个区域设置自动喷水灭火系统。

3.5.2 本系统竖向不分区，最高层设有效贮水容积为18m3的高位消防水箱、自动喷水灭火系统增压稳压泵组保证灭火初期的消防用水。泵房设自动喷水系统加压泵3台（两用一备），系统供水能力80L/s，90m，火灾延续时间1.0h。

3.5.3 由消防泵房引两条DN200喷洒管道在地下一层环行车道上空形成环状管网。并于报警阀前成环,共设28组报警阀（分散设置在4个核心筒附近的报警阀间内)。每个报警阀控制喷头数量不超过800个。

3.5.4 喷头选用：厨房高温区采用玻璃球喷头，流量系数K为80，喷头温级为93℃；净空高度8-12m的群文中心展区采用快速响应喷头，流量系数K为115，喷头温级为68℃，喷头间距不应大于3m；在地下一层后勤货运通道、通道、主力店、零售店、休闲商业区、群文中心展区和一层内环通道、一层群文中心展区采用快速响应喷头，流量系数K为80，喷头温级为68℃；其余房间采用玻璃球喷头，流量系数K为80，喷头温级为68℃；封闭吊顶的房间采用装饰型下喷喷头，无吊顶房间采用直立型喷头。装设网格、栅板类通透性吊顶的场所，喷水强度增加30%，喷头采用快速响应喷头，采用直立型喷头。

3.5.5 室外设4套地下式水泵接合器，与自动喷水系统供水干管相连，供消防车向室内自动喷水灭火系统供水。

3.6水喷雾灭火系统

本工程在体育场2个柴油发电机房、检录处锅炉房处设置水喷雾灭火系统，喷雾强度为20L/min·m2，喷雾水流量为 90L/s，持续时间为0.5h。消防泵房设水喷雾系统加压泵3台(两用一备)，供水能力90L/s，80m。系统压力平时由屋顶消防水箱维持。

喷头围绕柴油发电机和锅炉四周立体布置，喷头采用高速喷头，喷头型号为ZSTWB33-120，喷头的雾化角为120度，流量特性系数K为33。

室外设6套地下式消防水泵接合器，供消防车向室内水喷雾系统供水。

3.7 防护冷却自喷系统

本工程地下一层商业店面面向商业街的钢化玻璃一侧设快速响应闭式侧喷喷头，发生火灾时喷头受热打开，均匀的向玻璃喷洒冷却水，以有效降低玻璃的温度，保持玻璃分隔的完整性，起到阻止房内火灾蔓延的效果。

本系统喷水强度0.8L/s·m，最不利处喷头工作压力不小于0.10MPa，消防流量为50L/s，火灾延续时间为1h。

本系统是一套独立的保护玻璃的喷淋冷却系统，体育场最高层设有效贮水容积为18m3的高位消防水箱，保证灭火初期的消防用水。消防泵房内设防护冷却自喷系统加压泵2台（互为备用），水泵流量为50L/s，扬程为50m，火灾持续时间1h。

喷头选用：采用快速响应闭式侧喷喷头，喷头温级为68℃；喷头布置间距不大于2m。

室外设3套地下式消防水泵接合器，供消防车向室内防护冷却自喷系统供水。

3.8 气体灭火系统：

本设计采用全淹没灭火系统的灭火方式，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部位发生的火灾扑灭。

气体灭火系统设置部位：地下一层和一层体育场8个商业语音通讯运营商机房、地下一层群文中心4个商业语音通讯运营商机房均设无管网七氟丙烷气体灭火系统。

地下一层体育场变配电室（高、低压）、变配电室、地下一层群文中心变配电室（高、低压）均设管网式全淹没七氟丙烷气体灭火系统。

基本参数：设计灭火浓度8%，喷射时间≤8s，浸渍时间采用5min。

3.9 灭火器配置：

变配电间、发电机房、锅炉房配置20kg推车式磷酸铵盐干粉灭火器2台。强、弱电控制室按中危险级配置3kg的手提式磷酸铵盐干粉灭火器2具。其它部位按中危险级A类火灾在每个消火栓箱处配置3kg手提式磷酸铵盐干粉灭火器2具。

4结束语

现有的消防规范无法涵盖特级大型体育场建筑的特殊部位，如看台部位、屋顶、观众集散平台等。对于特殊部位的消防系统设计要根据性能化防火设计报告的结论进行。

建筑的消防安全总是相对的，只有建筑设计与建筑日常使用与管理相互配合才能更好地发挥消防设施的作用，提高建筑的消防安全性能，实现设计目标。

给排水设计是体育场设计中的重要内容，影响整个体育场的标准等级。我们应不断总结体育建筑方面的经验，不断完善设计，建造出功能齐全、利于管理运营的体育建筑成果。

参考文献：

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