杭州奥体中心综合训练馆给排水及消防系统设计要点总结

论文主要介绍了杭州奥体中心综合训练馆给水系统、热水系统、消防系统、排水系统、雨水系统等的设计，根据亚组委绿色健康建筑指南及钱江世纪城亚运会场馆设计改进研讨会精神，全面贯彻第十九届亚运会“绿色、智能、节俭、文明”的赛事理念，对不同建筑形态的系统选型、设备管线布置、绿色建筑设计等系统技术要点进行总结，并给出设计经验。

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项目概况

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杭州奥体中心综合训练馆为功能集约化的公共体育设施，是与周边环境和谐共存的物理空间，由综合训练馆、自行车训练馆及新闻中心、运动员宿舍、五大中心及配套公共建筑组成。项目位于杭州市萧山区杭州奥体博览城东南角，东临滨江二路，南临奥林匹克路，地块北部与奥体博览城规划双塔相邻，规划奥体大道从项目中心穿过。项目总建筑面积²，其中地上²，地下²。整个项目综合训练馆共8层，建筑高度99.35m，其余为多层建筑。地下有2层，埋深11m。 地下一层为下沉广场，周边为配套公共建筑（商业用途）及小型体育场馆，地下二层为车库及机房。本文主要介绍综合训练馆给排水及消防系统的设计难点、设计要点，以及所涉及的绿色建筑措施。

02

室内给排水系统设计的重点与难点

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本项目建成后，运动员宿舍将升级为赛后品质酒店，自行车馆调整为包括赛后展览的多功能创意展览空间，综合训练馆赛后运营大众健身相关内容。五大中心将考虑体育+健康等“体育+”创新业态，配套公建将作为酒店（原运动员宿舍）或综合训练馆区域配套服务设施运营。需结合项目特点、建筑形态、未来运营情况、成本控制等多方面制定合理的水系，避免不必要的投入。

2.1 供水系统分区

本项目生活用水、消防用水、空调补充水、可再生能源设备补充水、雨水清水箱补充水等均由市政给水管网供给；场地绿化灌溉、道路洒水、多层屋顶绿化灌溉由雨水回用系统供给，水量不足时采用市政自来水补充；水景观补充水全部由雨水回用系统供给。自行车训练馆及新闻中心、五大中心、配套公共建筑为多层建筑，高度不超过4层，全部由市政管网直供。综合训练馆高度不超过100米，共8层，每层约12.5米。供水系统分为4个区域，低区：从地下室至一层，由市政给水管网直接供给； 二楼及以上用水点由地下室生活水箱—恒压变频泵组—用水点向一、二、三区供水。一区：二至四楼夹层；二区：五至六楼夹层；三区：七至八楼夹层。考虑冷热水平衡，运动员宿舍一至四楼采用生活水箱+变频加压供水方式供水。由于公共区域厨房集中用水量较大，客房区域与公共区域设置独立供水系统，冷却循环水采用生活水箱+冷却塔变频加压供水设备供给。

2.2热水系统热源分析

本项目占地面积大，建筑布局分散，功能多样，楼层高差大，若采用统一集中供水方式，将存在以下弊端：管道距离过长，传输能耗过高；影响楼层高度，增加施工难度；无法优化利用可再生能源；供水平衡困难，影响用户舒适度。因此，生活热水系统结合单机容量，根据使用功能及运行管理的需要，将可再生能源按各项目、各建筑合理利用，热水机房分散，如表1所示。

表1 热力站分布

（1）运动员宿舍为多层坡屋顶建筑，若采用太阳能集热器，室外区域将产生光污染。因此，在宿舍坡屋顶中部区域设置设备平台。采用集中供热水方式，采用空气源热泵机组供应热水，燃气热水器为辅助热源。储热水箱、热泵机组均安装在此设备平台上。集中热水管网采用上下式敷设，全程机械循环布局。热水供应温度为60℃，管网末端回水温度不低于50℃。

（2）地下一层运动员淋浴间采用太阳能预热，先由集中太阳能热水系统预热，再由锅炉高温水辅助加热至工作温度。太阳能预热换热设备采用弹性管束浮动盘管半容积式水-水热交换器加热（间接换热）。附：本项目屋顶全年太阳辐射总量模拟图（见图1）。

图1 项目屋顶全年太阳辐射总量模拟

根据本项目屋顶太阳能光伏板的布置情况，采用2011年典型年气象参数（杭州气象基站），分析了全年屋顶平面的太阳辐射总量。

图1为项目建筑屋顶全年太阳辐射总量模拟结果，全年平均单位面积总辐射量为·h/m²，最高达到·h/m²，与杭州市太阳辐射总量水平接近。本项目具备设置太阳能热水系统的条件，根据设计，本项目设置真空管集热器，太阳能热水系统与建筑一体化设计建设。项目实际应用中，充分利用太阳能对水进行加热，能够稳定、有效地利用热水资源。

（3）训练馆层高不超过100m，共8层，各层均设有运动员淋浴间。由于建筑的特殊性，每层淋浴间与上一层淋浴间呈90°，高差达12.6m。淋浴间热水若采用集中供热，不仅增加管路长度，而且难以达到供水平衡。在每个淋浴间上方搭建夹层平台，设备平台内安装空气源热水热泵，制备热水，辅助热源为电热水器。每个淋浴间内均设置热泵机组、储热水箱及电热水器。放置热泵机组的设备平台需满足以下要求：机组与排风口距离不大于2m；在机组排风口加设风管，将机组排气排至室外；同时避免机组排风口与进风口短路。 通风口区域风速按1~2m/s计算（本工程按1.5m/s计算）。通风口有效系数（有效面积与总面积之比）为：金属百叶窗75%、金属网75%、木质百叶窗55%。经计算，本工程最小通风口面积=2×13 000/3 600×1.5×75%=6.4（m2），实际百叶窗面积为9~10 m2。（图2）

图2 热泵机组风道示意图

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消防系统设计的重点与难点

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本项目为多层高层建筑综合体，功能多样、复杂，消防采用区域集中消防给水系统，同时消防系数按一次计，消防用水标准及一次性用水量详见表2。

表2 消防用水量

注：①一次灭火总用水量为同一火灾区域同时作用需水量最大的各系统用水量之和（第1项+第2项+第3项+第4项）；②消防储水量为室内消防用水量（第2项+第3项+第4项）。

消防水箱储水容量为656m³消防水，消防泵房位于地下一层；屋顶消防水箱储水容量为36m³消防水。

3.1 各防火系统概述

（1）室外消火栓采用低压消防给水系统，由市政府提供的2根市政水压给水管道进入基地，市政水压直接供水。建筑灭火面一侧室外消火栓数量不少于2个。

（2）室内消火栓采用临时高压消防给水系统。消火栓管网纵向分为两个区域：训练馆四层及以上为高区，训练馆四层及以下为低区，采用减压稳压阀进行分区。低区：水泵双向出水，经地下一层减压稳压阀后供至低区消火栓管网。管网横向和纵向均呈环状布置。地下一层为下部环网，下部环网上每栋建筑留2根消防总管立管，每栋建筑内形成上部环网。地下二层部分为人防区，形成独立的横向环状，由地下一层低区环网供水。 高区：水泵两路出水供至地下一层高区供水主管环网，并从环网引两路至训练馆高区。超压部分采用减压消火栓，保证消火栓出口压力不超过0.50MPa。室外部分设置高、低区消火栓水泵接口，分别与室内高、低区消火栓环网连接。

（3）除电气室不宜用水直接灭火外，其他公共活动场所均采用湿式自动喷水灭火系统保护。该系统采用临时高压消防给水系统。自动灭火系统根据建筑功能和空间形式的不同，有不同的类型和水量。详见表3。

表3 自动喷水灭火系统用水量

喷水泵出水接入地下一层DN200喷水供水总环网，通过湿式报警阀向各防护区供水。报警阀分段集中设置：报警阀室1设置在消防泵房内，从喷水供水总环网接两根干管，经减压稳压阀后供给运动员宿舍、自行车馆新闻中心及地下一、二层部分区域；报警阀室2设置在地下一层。喷水泵出水经减压稳压阀后供给训练馆高区再供给训练馆低区、五大中心及地下一、二层部分区域。室外设置水泵连接口，接入地下一层喷水供水总环网。

（4）净高12m以上的自行车馆、运动员宿舍中庭采用大空间智能主动水喷水灭火系统，主泵及水泵连接头独立设置。由于自行车馆、运动员宿舍均为高度24m以下的多层建筑，且消防水箱安装在99m训练馆屋顶，因此无需设置稳压装置。本系统为自动喷射灭火装置，保护半径35m，安装高度范围6~30m，流量为10L/s，系统保证两枪同时到达同一起火点。额定工作压力0.60MPa，垂直旋转角度0~+90°，水平旋转角度0~360°。

（5）重要电气间（变电站、弱电进线间、UPS电源间等）采用气体灭火系统，灭火剂为七氟丙烷。大房间采用管网联合配送系统，小房间采用预制柜式无管道系统。灭火设计浓度：变电站、设备间为9%，信息间等为8%。设计喷洒时间：机房不大于8秒，其他防护区不大于10秒。防护区内应设置泄压口，且应位于防护区净高的三分之二以上处。

（6）地下停车场、五大中心、配套中心等按中等危险等级配置，其它按重度危险等级配置。灭火器配置采用磷酸铵干粉灭火器。除安装在消火栓灭火器组合箱内外，各机房、电气室、库房、设备间及有固定人员值守的场所均设置手提式灭火器。

（7）厨房区域排烟罩、烟道应安装ANSUL自动灭火系统，燃气或油管道上应安装与自动灭火装置联动的自动关闭装置。

3.2 特殊建筑造型对消防设施的要求

（1）训练馆主楼设有室外螺旋连廊，运动员可利用此坡道往返于不同楼层的训练场地之间，或在休息时欣赏城市景观，同时还可服务于体育运动，是体育馆的主要组成部分之一。考虑到此室外坡道的重要性，增设了消防栓系统和喷水灭火系统，并采取了防冻措施。

（2）训练馆为“体育塔”，方形基座边长84m，共8层，每层容纳不同的体育功能。采用“风车式”平面布置，核心筒将每层自然划分为四个场地。尺寸适合球类运动场地，可布置至少一个篮球场、一个排球场、一个羽毛球场或其他类型运动场地。12m层高保证了球类运动所需的架空净空。加之大跨度结构设计，柱子避开活动区域，形成开放灵活的空间，可根据活动内容随时调整场地布局。“风车式”横轴上设置了四个水管井和圆柱体主水井，共同支撑起整个训练馆的给排水设计框架。 四个水管井内设置了消火栓系统、喷水系统、虹吸雨水系统、卫生间增压供水系统、卫生间污废水系统的主要立管。圆柱体水井内主要设置冷却循环水管、热媒管、水箱挂管等。由于钢结构跨度较大，除圆柱体外所有钢柱均有倾斜，部分消火栓立管无法设置。因此，除竖向环外，消火栓系统在各楼层均设置横向环，以方便现层消火栓布置。

04

项目特点及设计施工经验

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4.1 设计施工经验

（1）本项目机电设备管线较多，特别是大跨度钢结构，除筒体外，钢柱均有倾斜，应尽早开展BIM设计，以三维视角直观解决专业管线交叉、管线与梁碰撞等问题，及早发现问题，为后续施工打下良好基础，从而节省成本，达到布局合理、效果美观的效果。

（2）对于大型项目，应给予一定的预留空间。例如商业项目，如果后期运营内容发生变化，前期设计的给排水点将不能满足要求。因此，一开始就应与业主充分沟通，预留足够的给排水点。

（3）本工程由多种屋面组成，设计时需分析各单体屋面特点，选择合理的雨水系统。对于自行车馆大跨度金属屋面，优先采用排水能力强、立管数量少的虹吸排水系统。对于综合训练馆，由于除圆柱体外所有钢柱均有坡度，雨水立管只能设置在几座主水井中，若采用重力排水系统，雨水立管的设置会有问题，因此也采用虹吸排水系统。其他单位均采用重力雨水系统。运动员宿舍为坡屋面，当坡度大于2.5%时，设计雨水流量乘以1.5的系数。

（4）本工程结合建筑特点，根据整体建筑布局合理布置各机房。主消防机房位于综合训练馆主楼地下二层，处于整个工程的中心位置，服务于整个地块，更利于管线布置。报警阀室位于消防水泵房及地下一层。综合训练馆地下一层及运动员宿舍设置两间独立的生活水泵房。根据不同的建筑功能设置集中热水系统和分散热水系统。

4.2 全面贯彻落实会议精神

在“绿色、智能、节俭、文明”办赛总原则下，如何建设绿色亚运场馆是需要认真思考的课题。对于新建场馆，需要合理布局，满足赛事要求，同时兼顾赛后使用，提高场馆利用率，最终确定经济合理、绿色节能的技术方案。

（1）考虑赛事需求与赛后紧密衔接：例如自行车馆在设计场地时，设置了地沟，预留了展馆的可行性。地沟之间的间距主要考虑：行业内大部分展位深度为3米，3米（长）×3米（宽）是国际标准的展位尺寸。再加上一般符合消防要求的展位间过道为3米，所以地沟间距为9米。消火栓箱采用地埋式消火栓箱，位于地沟附近，该位置的活动盖板上标有“消火栓”字样，不允许被物体遮盖。

（2）按照亚组委《绿色健康建筑导则》及钱江世纪城亚运会场馆设计改进研讨会精神，结合使用新型绿色节能建筑技术，实现绿色、低碳、环保的建筑技术。在原有绿色建筑设计基础上，结合项目实际情况及赛后使用需要，综合评估建筑规模，综合建筑技术与投资相互影响进行选择：项目所有卫生洁具用水效率满足二级要求；公共卫生间采用具有恒温控制及温度显示功能的冷热水混合淋浴，设置用户付费措施；项目道路洒水、车库地面冲洗采用高压节水喷头；绿化区域全部采用节水灌溉系统，需设置土壤湿度传感器及雨天关闭装置；绿化及道路冲洗采用雨水回收水，所有多层单层屋面均预留专用绿化灌溉管道； 循环冷却水系统设置水处理措施，加大集水盘，设置平衡管，避免冷却水泵停止时冷却水外溢，是行之有效、实用、成熟的技术方法。

微信对原文进行了修改。原标题：杭州奥体中心综合训练馆给排水及消防系统设计；作者：余丽英、丁俊杰；作者单位：杭州市建筑设计院有限公司、浙江巨野工程设计有限公司。发表于《给水排水》2023年S1期。