导语： 结合周口广播电视多功能发射塔、淮安电视调频发射塔、衡阳市新一代天气雷达塔楼、大庆观光塔、新疆丝路明珠观光塔等多个广播电视发射塔项目的设计工作，总结了广播电视发射塔给水系统、排水系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、水喷雾灭火系统等各系统设计的特点。
结合周口广播电视多功能发射塔、淮安电视调频发射塔、衡阳市新一代天气雷达塔楼、大庆观光塔、新疆丝路明珠观光塔等多个广播电视发射塔项目的设计工作，总结了广播电视发射塔给水系统、排水系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、水喷雾灭火系统等各系统设计的特点。
下文包括各系统管材的选用；
给排水管道井及立管的设置；
水专业设备层的设置；
寒冷地区给水、消防管道防冻、伴热措施；
排水管道的消能措施；
消防排水的回用；
现行规范在使用过程中碰到的问题，供同类项目设计参考。
自2010年至今，作者陆续负责并参与了周口广播电视多功能发射塔、淮安电视调频发射塔、衡阳市新一代天气雷达塔楼、大庆观光塔、新疆丝路明珠观光塔等多个广播电视发射塔项目的设计工作。
1、工程概况
周口广播电视多功能发射塔建筑高度286m，塔座3层，塔身18层，塔楼4层，总建筑面积约0.8万m2。
淮安电视调频发射塔建筑高度220m，塔座2层，塔身20层，塔楼8层，总建筑面积约1.5万m2。
衡阳市新一代天气雷达塔楼建筑高度134m，塔座3层，塔身15层，塔楼3层，总建筑面积约1.0万m2。
大庆观光塔建筑高度212m，塔座2层，塔身21层，塔楼4层，总建筑面积约1.1万m2。新疆丝路明珠观光塔建筑高度312m，塔座3层，塔身25层，塔楼9层，总建筑面积约7.8万m2。
这些钢结构广播电视发射塔均不设演播功能，除了大庆塔塔身由3个完全独立的筒体组成外，其余广播电视发射塔塔身均由1个筒体组成。
虽然这些广播电视发射塔高度和外形各不相同，但基本都分为塔座、塔身、塔楼和天线4大部分：
（1）塔座。高出地面2～3层，相当于高层建筑的裙房，功能大多为商业，小部分为办公及展览，个别商业楼层还预留了餐饮区域，为甲方日后由于招商而引起的业态调整提供可能。除了新疆丝路明珠观光塔地下2层为车库外，其余广播电视发射塔均未设地下车库。
（2）塔身。由一个或多个直径6~11 m的钢井筒组成。
（3）塔楼。设在塔身顶部区域，使用功能复杂，多为避难层、设备层、旋转餐厅层、娱乐观光层等。
（4）天线。设在塔楼的顶部，均为高度小于100 m的四边形空间桁架结构，可以满足广播与电视发射功能和微波通讯功能。
2、系统设计
2.1给水系统
塔座部分按甲方提供的市政资料，其给水系统大部分采用市政管网直供。
塔身区域没有给排水用水点。
塔楼区域生活用水采用“水池-泵-水箱”的供水方式。泵房内生活加压泵从生活水箱取水，提升至塔楼避难层的生活转输水箱，生活转输水箱边设变频加压泵，向上供塔楼各层生活用水。
《建筑给水排水设计规范》(GB 50015-2003,2009年版)3.7.8条：生活用水中途转输水箱的转输调节容积宜取转输水泵5~10 min的流量。
2.2排水系统
室内污废合流，采用专用通气管辅助通气，底层单独出户。厨房餐饮废水经埋地式油脂分离器预处理后，排入污水管网。室外雨污分流，污水经化粪池处理后排入市政污水管网。
屋面雨水有组织排放，设计重现期P=10a，溢流重现期P=50a。塔座屋面雨水采用虹吸排水，并设置溢流口。
2.3室内消火栓系统
此类建筑均为I类公建。室内消火栓采用临时高压给水系统，系统设低区和高区2组消防泵组，分别位于地下消防泵房和塔身45 m左右处的水专业设备层。
地下消防泵房内设消火栓泵2台，1用1备；消火栓转输泵2台，1用1备。均从地下消防水池取水，消火栓转输泵设2根转输给水管，供至塔身45m左右处的消防转输水箱。
《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974-2014)6.2.3.1条：当采用消防水泵转输水箱串联时，转输水箱的有效储水容积不应小于60 m3, 转输水箱可作为高位消防水箱。
塔身45m左右处的水专业设备层设高区消火栓泵2台，1用1备；预留2台消火栓手抬泵的吸水和加压接口。高区消火栓泵从此楼层的消防转输水箱取水，向上供至各楼层。消防转输水箱边分别设置消火栓稳压泵2台，1用1备，隔膜式气压罐1台维持管网压力，保证低区消火栓管网火灾初期的消防水量和水压。
在电视塔最高的屋顶水箱间设满足规范要求水量的消防水箱，其旁边分别设置消火栓稳压泵2台，1用1备，隔膜式气压罐1台维持管网压力，保证高区消火栓管网火灾初期的消防水量和水压。
室内消火栓应设在楼梯间及休息平台和前室、走道等明显易于取用，以及便于火灾扑救的位置。室内消火栓的布置应满足同一平面有2支消防水枪的2股充实水柱同时达到达到任何部位。
2.4自动喷水灭火系统
除不宜用水保护或灭火的场所外，均设自动喷水灭火系统。系统设低区和高区2组喷淋泵组，分别位于地下消防泵房和塔身45m左右处的水专业设备层。
地下消防泵房内设喷淋泵2台，1用1备；喷淋转输泵2台，1用1备。均从地下消防水池取水，喷淋转输泵设2根转输给水管，供至塔身45m左右处的消防转输水箱。
塔身45m左右处的水专业设备层设高区喷淋泵2台，1用1备；预留2台喷淋手抬泵的吸水和加压接口。高区喷淋泵从此楼层的消防转输水箱取水，向上供至各楼层。消防转输水箱边分别设置喷淋稳压泵2台，1用1备，隔膜式气压罐1台维持管网压力，保证低区喷淋管网火灾初期的消防水量和水压。
在电视塔最高的屋顶水箱间设满足规范要求水量的消防水箱，其旁边分别设置消火栓稳压泵2台，1用1备，隔膜式气压罐1台维持管网压力，保证高区喷淋管网火灾初期的消防水量和水压。
采用易熔金属快速响应喷头。每个防火分区设置水流指示器和监控阀，每个报警阀组控制的喷头数不超过800个，每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不大于50m。
2.5气体灭火系统
变电所和塔楼内的发射机房设预制七氟丙烷气体灭火系统，采用预制灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于500m2，且容积不宜大于1600m3。预制灭火系统应设自动控制和手动控制2种启动方式。
超出预制灭火系统范围，应采用管网灭火系统。采用管网灭火系统时，一个防护区的面积不宜大于800m2，且容积不宜大于3600m3。管网灭火系统应设自动控制、手动控制和机械应急操作3种控制方式。
2.6水喷雾灭火系统
柴油发电机房设水喷雾灭火系统。
2.7其他灭火系统
地下车库按B类中危险级配置，每具灭火器最小配置级别55B，采用磷酸铵盐手提式灭火器。
广播电视发射塔各楼层按A类严重危险级配置灭火器，每具灭火器最小配置级别3 A，采用磷酸铵盐手提式灭火器。
变电所和发射机房设磷酸铵盐推车式灭火器。
3、管材的选用
3.1给水管
室内部分：
高区给水主干管采用厚壁无缝钢管钢塑复合管，承压等级均大于系统设计工作压力的1.5倍；其余给水主干管采用内衬塑热镀锌钢管，承压等级1.0 MPa。DN >100 mm法兰或沟槽连接；DN ≤100 mm丝扣连接。水箱及水池内的管材采用内外壁涂塑钢管。给水支管采用1.6MPa食品级薄壁不锈钢管,卡压式连接。
室外部分：
采用球墨铸铁管，承插橡胶圈接口，内衬聚合物水泥砂浆，外涂热沥青防腐。
3.2排水管（污、废水管）和雨水管
室内部分：
高区排水管采用柔性接口法兰承插排水铸铁管，橡胶圈密封，螺栓紧固。
高区雨水管采用厚壁热镀锌无缝钢管，承压等级2.5 MPa。
低区排水管采用PVC-U管，承插连接，专用胶粘接。
低区虹吸雨水管采用HDPE管，热熔连接。
压力流泵后排水管采用内外壁涂塑钢管，法兰或沟槽连接。
室外部分：
选用HDPE(高密度聚乙烯)双壁缠绕排水管，弹性橡胶圈承插连接。
3.3消防管（消火栓、喷淋管）
室内部分：
高区塔楼减压阀前采用厚壁热镀锌无缝钢管，承压等级为“系统设计工作压力+0.40 MPa”；其余采用热镀锌钢管，承压等级1.6 MPa。DN >80 mm沟槽连接，DN ≤80 mm丝扣连接。
室外部分：
采用球墨铸铁管，承插橡胶圈接口，内衬聚合物水泥砂浆，外涂热沥青防腐。
4、塔身筒体部分给排水管道井及立管的设置
广播电视发射塔塔身一般由一个或多个直径6~11m的钢井筒组成，建筑专业在每层平面上通常设置1～2台消防电梯，1台后勤或观光电梯，1部楼梯及合用前室。
剩余部分的面积是水、暖、电3个专业的管道井。由于核心筒的面积有限，所以设备3个专业的管井应压缩到最小。
给排水专业一般对边设置2个2 m2左右的三角形水管井，有条件的情况下，最好一个管井能略大些，报警阀组就安装在大些的水管井内，立管布置时应预留出报警阀组的安装尺寸。同时这个管井还需设1根排水立管，立管上每层设1个地漏，最终间接排水至最下层的集水井，保证每个楼层在管道漏水、消防设施更换、报警阀测试时能及时排除地面积水。
塔楼及塔身部分的屋面雨水采用重力流，一般设2根雨水立管，分别立在不同的水管井内。消火栓及喷淋的环管也应立在不同的水管井内，方便与各分区立管或是减压阀连接时有足够的安装距离。
由于广播电视发射塔的特殊性，塔楼及塔身部分水管井的门有时无法上下对齐，造成一个水管井，塔楼部分的门在这堵墙上，塔身部分的门在那堵墙上。所以水专业要特别注意立管的设置位置，尤其要避开门的位置，不要把门堵住。实在避不开时，此区域应布置压力管，方便管线绕行避让门。
钢结构的核心筒侧壁在每个楼层的梁位置处有很多突出的螺栓，在立管排布时要留出足够间距，防止出现图纸上管道排布没问题，但实际施工时管道井内立管排不下的情况。
钢结构的核心筒在±0.00 m标高以下有很多螺栓，所以水专业的管道无法在±0.00 m标高以下进出核心筒，通常核心筒内两个水管井里面的大部分立管均要在在一层楼板下转出核心筒，筒体侧边水管井区域需要开许多孔，开孔面积需要与结构专业协调，有些部位需要结构加固，防止因开孔面积过大影响筒体结构的强度。
塔楼部分由于核心筒外围有很多功能区，每层会从水管道井内接出很多支管到各功能区，所以筒体侧边此区域也需预先开孔，并及时与结构专业进行协调。
核心筒侧壁的钢板非常厚，现场开洞的施工难度很大，在施工图设计完成后，钢结构厂家在筒体生产加工前，需要提前出一张各专业的筒体侧壁的留洞展开详图，给设计院相关专业审核无误后，才能在厂里加工。由于钢结构厂家良莠不齐，技术水平和人员配备各不相同，这个工作节点设计院有责任提前告知并督促他们完成，以保证施工质量、加快工程进度、避免现场开孔补洞。
5、水专业设备层的设置
广播电视发射塔水专业从下到上大致有4个设备层：
第一个设备层是生活消防泵房，消防水池和生活水箱大多设在该楼层，此设备层有些设在塔座的地下1层，有些设在主楼边上的辅助用房内。该设备层设有低区消火栓泵、低区喷淋泵、消火栓转输泵、喷淋转输泵、生活加压泵。
第二个设备层在45m左右的塔身，主要是消防设备层，该楼层设有消防转输水箱、高区消火栓泵、高区喷淋泵、消火栓柴油手抬泵预留、喷淋柴油手抬泵预留、消火栓稳压设备、喷淋稳压设备。目前国内大部分地区消防车的最高扬程可到55 m,考虑到管道水头损失等因素，消防设备层设在45 m左右的塔身楼层，方便高区水泵接合器的压力能够满足手抬泵的设置标高。此楼层需要水专业特别向建筑专业要求设置。
第三个设备层在塔楼下面的避难层或设备层，主要是生活转输水箱、变频生活加压泵，向上供塔楼各层的生活用水。此楼层面积较小，由于暖通专业设备比较多，水专业的设备应尽量少占面积。
第四个设备层在塔楼顶层的消防水箱间，该楼层设有满足规范要求水量的消防水箱、消火栓稳压设备、喷淋稳压设备。
6、寒冷地区给水、消防管道防冻、伴热措施
寒冷地区的广播电视发射塔，地下汽车库、塔身、塔身设备层、塔楼避难层、塔楼设备层、屋顶消防水箱层等均为无中央空调，此区域的室内消火栓管道、喷淋管道、给水管道等除了采用正常的保温措施外，均需采用电伴热保温。
设计时，应预留电伴热保温的总电量，待甲方选定施工配合的厂家后，进行二次深化设计，深化后的图纸需经过电气专业的审核，有些项目预留的总电量与深化后的图纸会有出入，需电气专业出相应的变更图。
7、排水管道的消能措施
广播电视发射塔污水和屋面雨水主要集中在最上面的塔楼部分和最下面的塔座部分，中间很长的一段塔身区域无排水点，一般立管每间隔50 m处设乙字弯消能。
8、消防排水的回用
广播电视发射塔自上而下有好几个水箱，水箱的溢流和放空管可以合并成一根管道，最终排到地下消防水池。楼层中设报警阀的试验放空管也可以与这根立管相连。使生活消防部分的清洁排水能回用，减少资源的浪费。
结语：
截止到现在，其中周口广播电视多功能发射塔已完成施工并投入运营；
淮安电视调频发射塔及大庆观光塔主体结构已经施工结束，正在进行设备安装及装修施工；
衡阳市新一代天气雷达塔楼施工图已于2013年完成并通过当地审图，但由于甲方今年刚送消防部门审图，正在按当地消防局的审查意见修改设计；
新疆丝路明珠观光塔目前正在进行初步设计。
这是作者近年来在多个广播电视发射塔项目设计过程的一些心得体会，总结整理出来和大家分享探讨。
作者：张弘
同济大学建筑设计研究院
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