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利顺德大饭店修缮改造工程给排水设计
更新时间:2016-12-13 来源:《给水排水》 作者:玄津,李雪飞

摘要:利顺德大饭店1996年被国务院批准为重点文物保护单位。介绍了该工程设备站、生活给水预处理系统、热水系统、消防系统及室外管线等方面的给排水改造情况,为同类的历史风貌建筑给排水改造工程项目提供经验和指导。

1 工程概况

利顺德大饭店位于天津市和平区原英租界内,创建于1863年,是中国首家外商开办的旅馆。利顺德大饭店经历百年发展,现总建筑面积31 200m2,客房200间,为五星级涉外宾馆。饭店经过多次修缮、改建,存在设备站局部空间利用不合理;二次供水设备、管道陈旧;生活给水、热水及消防等系统不符合现有国家规范的要求;原有室外给排水管线明设且布置凌乱等问题。

改造涉及1863年楼(属于国家重点保护文物,砖木结构,地下1层,地上3层)、1924年楼(钢筋混凝土框架结构,地下1层,地上4层)、1984年楼(地下1层,地上8层)及新建中厅(改造前为四周有建筑围合的内院)的室内生活给水系统、热水系统、排水系统、内排雨水系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、厨房灭火系统等,修缮改造总建筑面积23 433m2。现将改造中的重点问题分述如下。

2 设备站改造

本工程的生活给水、中水、热水、冷却循环水供给均从组团内设备站中接出。设备站始建于20世纪80年代,为地下1层、地上3层的钢筋混凝土建筑。

改造前设备站地下1层为1座有效容积645m3 的生活给水与消防用水合用的钢筋混凝土水池;首层设有生活给水与消防合用泵房、锅炉房和冷却循环水泵房。其中消防水泵为非自灌式吸水,不符合《建筑设计防火规范》(GB 50016-2006)8.6.6条的规定。无建筑中水系统。2层为酒店洗衣房和热水机房,洗衣用水水源为军粮热电厂的热媒蒸汽冷凝水,冷凝水存储在设备站屋顶敞开式冷凝水水箱中;3层为变配电室;屋顶设有数台开式冷却塔,工作噪音较大。

改造以安全、节能、节地、节水、节材为原则[1],改造后的消防泵房设于地下1层消防水池旁,满足消防泵自灌吸水[2]的要求。首层设置冷却循环水泵房及锅炉房。为增加酒店客房的舒适度,建设方要求酒店客房在冬季也要进行空调制冷。为此设计新增1组新型低噪闭式冷却塔专门用于空调系统冬季制冷,并对原有开式塔进行设备更新,以达到节能降噪的目的。

由于混凝土水池容易滋生细菌和二次供水水泵、阀门、管道明显老化、锈蚀等问题,酒店生活给水时常出现黄锈水现象,影响酒店客人用水安全。根据实地监测,其生活用水色度、浊度等均不符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的要求。

为消除酒店二次供水的安全隐患,改造在设备站2层设置独立的生活给水泵房及中水泵房,实现生活用水与消防用水、生活给水系统与中水系统的分质供给,保证二次供水的安全。生活给水泵房内设有智能给水加压系统1套。该系统选用3台变频水泵(单泵设计参数:流量为40m3/h,扬程为77m,功率为15kW,2用1备),1座有效容积32m3(分为2格)的生活不锈钢水箱。供水管材采用薄壁铜管。为了给生活给水、中水泵房预留足够的建筑空间,改造设计将洗衣房移至3层。由于敞开式冷凝水箱无法保证洗衣用水水质,且考虑到日后热电厂的热源可能会取消,因此将洗衣用水改为由市政给水管网直接供给,取消屋顶冷凝水水箱。鉴于天津地区自来水总硬度(以CaCO3计,下同)一般为90~150mg/L,水质偏硬,不利于洗涤剂溶解,设计在洗衣房给水管道入口处增设一台单阀双罐水质软化器(流量为2m3/h),处理后出水总硬度小于75mg/L,符合《建筑给水排水设计规范》(GB 50015-2003,2009年)5.1.3.3条:洗衣房用水经软化处理后的水质总硬度宜为50mg/L~100mg/L[3]的要求。

3 生活给水预处理系统

由于酒店周边市政给水管网老化,影响生活供水水质。设计在生活给水泵房内增加1套生活给水预处理系统,见图1。处理流程如下:自来水→生活水箱→水系统自洁消毒器→变频加压水泵→石英砂过滤器→活性炭过滤器→各用水点。

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本工程选用2台石英砂过滤器和2台活性炭过滤器,罐体为碳钢衬胶,滤速为8.15m/h。石英砂过滤器可去除水中的悬浮物、颗粒和胶体,降低进水浊度,使出水浊度小于1NTU。活性炭过滤器能进一步去除水体中的异味、重金属等,降低水体浊度和色度。石英砂与活性炭串联使用,发挥各自优势,更好地净化水质。

4 热水系统改造

酒店热水系统与酒店的舒适程度密切相关。原热水系统为非同程式布置,不利于热水循环。入住率低时,部分客房等候热水时间较长。热水出水仅靠一台板式换热器供给,无储热设备,当酒店入住率高时会出现热水供应不及时,淋浴器冷、热水水温不稳定等问题,严重影响客人使用。

改造中将热水系统严格按同程设计,管道采用上供下回全循环布置形式。同程布置有利于热水循环,而支管循环又最大程度保证了热水即开即用,不但节约用水而且提高了使用时的舒适度。

由于酒店热水用量会随季节、入住率及用水时间等因素的变化而变化,为提高热水供水保证率,增强系统抗流量变化的能力,改造中将原无储热能力的板式换热器更换为2台导热型容积式换热器。设计出水温度为60℃,热媒由室外管架上原有热媒管道引入,单台换热器储水容积7m3,储热量不小于30min的设计小时耗热量。

5 消防泵房改造

组团内消防用水量最大的一栋建筑为1984年楼,其室内消火栓用水量为30L/s,火灾延续时间为3h;自动喷水灭火系统用水量为40L/s,火灾延续时间为1h。消防专用水池有效容积应为组团内最大一栋单体建筑火灾延续时间内的室内消火栓系统、自动喷水灭火系统消防用水量之和(经计算为468m3)。但因受到现场实际空间条件限制,在考虑室外给水管网供水充足且火灾时能保证连续补水的情况下,设计可将消防水池的容量减去火灾延续时间内水池的补水量[2]。经计算,DN150的消防水池进水管在火灾延续时间内的补水量为93m3,则消防专用水池的有效容积可减小至375m3。

因为是改造项目,原消防水池内没有供消防水泵吸水的吸水坑,而消防水池底板又无法变动,为防止消防水泵在吸水时因吸水管距池底过近而产生涡流,影响消防水泵正常吸水,设计中在消防水泵吸水管上加设直径为1m的防涡板,以防止涡流的产生。

6 中厅自动喷水灭火系统设计

新建中厅建筑面积约为655m2,屋顶采用弧形全玻璃幕墙,最高点处距室内地坪高度超12m,超出了自动喷水灭火系统对非仓库类高大净空场所的保护范围,故需在中厅设大空间自动扫描定位灭火系统。经与消防有关部门洽商,最终确定中厅部位采用大空间自动扫描定位灭火系统与自动喷水灭火系统联合保护方案。大空间自动扫描定位系统由4台ZSDM-SO3-IV型水炮构成,每门炮设计流量5L/s,工作压力0.3MPa,保护半径20m。

因中厅屋顶为弧形玻璃幕墙,如何将建筑美学与消防管道安装完美结合成为中厅设计难点。通过与土建专业的密切配合,设计中将大空间自动扫描灭火系统及自动喷水灭火系统的供水干管设置在2层走廊玻璃幕墙下,自动喷水灭火系统的供水支管用弧形管沿中厅顶的玻璃幕墙布置,具体布置形式如图2所示。供水管的外侧包有建筑装饰面,达到即安全又美观的目的。最终完成效果见图3。

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此外,为满足饭店日常对自动喷水灭火系统的维护要求,在自动喷水灭火系统的末端除了设置常规的末端试水装置(或DN25试水阀)之外,还设置了DN50的冲洗排水阀,有利于排除系统内的沉淀物,防止喷头堵塞。

7 室外管线改造

作为历史风貌建筑的利顺德大饭店其原有室外管线均为明敷,设置凌乱,严重影响酒店室外环境,如图4所示。

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为最大限度减少对原有建筑历史风貌的破坏,同时兼顾美化酒店室外环境及酒店日常设备使用的要求,改造中在1984年楼与1924年楼之间设置6m宽的管廊,将原明敷管线全部移入管廊中敷设。

管廊上设混凝土盖板,以备日后检修。

由于1984年楼与1924年楼之间距离仅为6m,即管廊的最大宽度最多只能为6m,而室外管线最多处有17根之多,管廊中的管道敷设空间极为紧张,管线水平间距最窄处仅为0.25m,部分管线垂直方向需上下重叠设置,施工难度较大。

在管道竖向重叠部分,设计将检修概率相对较低的消火栓管道敷设在市政给水及热水回水管道之下。水平方向,通过合理搭配管线种类,做到尽可能满足规范对室外管线水平距离的敷设要求。沿管沟依次敷设采暖管道4根,排水管道1根,喷淋管道、消火栓管道、生活给水管道各2根,中水管道、热水供水、热水回水管道各1根及电力、雨水管道各1根。

其中采暖管道间距0.50m,排水管道与喷淋管道间距0.65m,弱电与热水回水管线间距0.35m,其余给排水管道间距均0.25m。改造后管廊内管线如图5所示。

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8 结语

天津利顺德大饭店修缮改造工程在2010年度天津市“海河杯”优秀勘察设计评选中获建筑工程一等奖。本工程属于国家级历史风貌建筑改造,关系到保护历史风貌建筑原貌,改造始终贯彻在可行且符合安全标准的范围内尽量减少对建筑文物原貌破坏的理念。设计时充分考虑因地制宜,结合现有条件,通过给排水与土建工程的密切配合,满足现代饭店对建筑给排水使用功能及消防安全等方面的要求,为同类型历史风貌建筑的现代化改造探索了一条可行之路。

参考文献

1 CJJ140-2010二次供水工程技术规程

2 GB 50016-2006建筑设计防火规范

3 GB 50015-2003(2009年版)建筑给水排水设计规范

版权、出处:《给水排水》

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