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国家会展中心（上海）临近虹桥机场，建筑限高43 m，高不是难点，它的难，在于大之难——85.6 hm2占地面积，147万m2建筑面积，53万m2展览面积（其中包括10万m2室外展场），连续运营中的地铁2号线徐泾东站及区间段横贯地块东西。本项目给排水设计的关键在于：安全可靠地破解大之难。

项目位于上海市西部，北至崧泽高架路南侧红线，南至盈港东路北侧红线，西至诸光路东侧红线，东至涞港路西侧红线，东西跨度约800 m，南北跨度1 000~1 200 m，其中地上建筑面积127万m2，地下建筑面积20万m2。

建筑设计方案采用优美而具有吉祥寓意的“四叶草”原型，以地铁徐泾东站为花心，向四个方向伸展出四片脉络分明的叶片状主体，形成更具标志性和视觉冲击力的集中式构图。图1为东南视角效果。

国家会展中心（上海）整体高度仅43 m，在普通项目设计中，一般的给水系统只需要“底部直供+上部变频”即可满足要求，但在本项目中，需要考虑的问题因为其大而变得多了起来，主要有以下。

1.1供水区域的划分

 根据规划，在项目建成后，将由扩建的徐泾水厂和长桥水厂通过环状管网共同对地块供水，地块周边四条道路的市政给水管网分别为3路DN500和1路DN300，在供水规划范围内的最不利点市政供水压力为0.16 MPa。

考虑到地块的消防给水需求，项目从4条道路上分别接出2路市政给水引入管（地铁站用水单独从市政接出及计量，不在本文讨论范围内），经倒流防止器和水表计量后，在红线内形成大环。对于超大地块来说，随着地块面积的增大，生活用水量相应增大，而消防用水量并不同比例增加，因此生活给水和消防给水合用室外环网是合理的。市政水压直供的范围仅限于底层和地下室生活给水部分，而2层及以上则由水泵变频加压供水。

本项目的生活给水，包括了常规的生活给水和展览工艺给水，二者水质要求相同，给水泵房考虑合建；但工艺给水的水压需求和用水特点则与常规的生活给水有所不同，生活给水变频泵和工艺给水变频泵考虑分设。综合上述因素，生活泵房位置及服务范围见图2。

如图2所示，项目共设计了13个生活泵房。其中，办公和酒店有地下室，相对独立，且使用情况较为稳定，分设独立使用的生活泵房非常合适。

四叶草的4片叶子构成的展厅是整个项目的主体，每片叶子中间由通道隔开分为2个相对独立的单元，利用展厅辅房在每个单元各设1座泵房。这样设计的好处是：可根据展会使用展厅的情况，灵活开启相应的设施；展厅加压给水系统管线基本在室内，便于管线布置；加压给水系统规模得到控制，水头损失亦在可控范围内；水箱的储水容积相对较小，便于水质控制。

对于3个小展厅，并未设置专用的泵房。北侧展厅NH是位于地面的单层展厅，生活给水由市政直供，工艺给水由临近的3H展厅泵房供水。东西两个位于16 m高的上层小展厅EH、WH，卫生间设于两侧角落，距离大展厅上层较近，因此分别从南北两侧贴邻的展厅上层接来；而展览工艺给水点布满展厅地面，则由4.1H、8.1H展厅一侧的工艺给水管供给。

最后，在中心圆楼和8座钻石楼所组成的商业部分区域，设计了相对集中的1个泵房，供给所有商业区域约15万m2的生活用水。主要基于以下考虑：只有圆楼有地下室，便于设置大型水池；商业部分相对集中，泵房供水总管在8 m平台下形成环状，放射状向各栋钻石楼和圆楼各单元供水，供水半径差距不大，供水压力相对平衡；商业部分业态变化会随着发展经常改变，留有余量的泵房、供水管网的设计，有利于调节各业态用水量，应对可能发生的各种变化。

《建筑给水排水设计规范》（GB 50015—2003，2009年版）表3.1.10规定，展厅的用水量标准是3~6 L/m2，这个标准包括了观众用水量和展览工艺用水量，同时根据其表后的解释，该用水量标准不含工作人员（包括参展商）用水量。按面积计算的用水量，其本质还是用水的人。因此，确定一个展厅的使用人数，是选择合适用水量定额的关键。

超大超高的展厅，为搭建各种大面积、炫酷的特装展提供了大显身手的舞台，展会的布置更注重展商的展示需求和观众的观展体验，展厅不再是单纯的迷宫型、集市般密集排列的标摊，因此展厅的人员密度会有降低的趋势。经过各专业共同分析判断，设计最终确定了展厅的使用人数，该数值统一作为本项目各专业各类设计与计算的基础，经运营一年后历次大展检验，实际观展人数未超过该值。与“展规”对比见表1。

1.3工艺给水和展位箱设计

以一个双层展厅下层为例，展厅的尺度为108 m×270 m。在建筑设计主导下，各专业评估后确定，大展厅不设置地下室，不设置通行式综合管廊，而是在底层沿展厅内侧设计一圈1 800 mm(b)×2 000 mm(h)机电综合主管沟，并参考国际通用的标准展览工艺设计，结合18 m的桁架跨距模数，在展厅内平行于短边方向每隔9 m设置一道600 mm×900 mm次管沟。次沟中间断开用于通道，两端与主沟相连并以0.5%的坡度从中间往两边坡向主管沟。展厅内工艺用水由生活给水泵房内工艺用水变频泵接来，以DN100给水主管线布置于主沟内，并成环布置，DN50支管敷设于次沟内，支管上再每隔9 m开出DN25给水管道接至水气展位箱。“展规”7.1.2条建议的预留接口间距为10 m，考虑到标准摊位3 m×3 m的模数，9 m的间距更利于标准化设计。

本项目的一个特殊设计，是考虑到某些展览（如橡塑展）对工艺给水有特殊的水量和水压要求，在每个单元底层距离泵房较近的第一条次沟内，将给水管支管管径由DN50放大到DN100，预留接口的口径由DN25放大到DN50，以满足特殊需求的展览工艺用水，在水压不足的情况下，展商经申请批准后，可设局部增压泵，从所预留的接口吸水供其工艺用水使用。底层展沟示意见图3。

考虑到上层展厅布置用水展览的概率小于底层，经业主确认，上层展位箱的布置密度采用27 m×36 m的间隔布置。上层展厅不设地沟，仅在地面上预留出洞口用于设备安装，因此工艺用水管线布置在一层展厅顶部，再由DN25给水管接至上层展位箱，管线大小与走向与底层保持一致。洞口采用钢制防火底箱封堵。

给排水接驳口与压缩空气接驳口合并设计在同一展位箱内，且与电气类展位箱分开。底层和二层的展位箱详见图4、图5。图4底层展位箱示意，图5二层展位箱示意。

经安装与实际使用的检验，次沟和展位箱尺寸可以满足展览使用需求，但如次沟宽度从600 mm放大到700 mm，会更方便。

因展厅多、面积大，并非每个展厅都会长期满负荷使用，同时，每个展会因其性质的不同，不一定都会用到工艺用水，观众和展商人数的波动会很大，其配套的商业用水量也会根据参展人数的变化而变化。展厅及其配套设施的用水特点是用水不均匀。为此，保证任何时候的给水水质，防止水质污染和恶化，是项目给排水设计需要着重面对的问题。

除按规范采取的必要措施外，在本项目设计中所采取的水质防污染措施包括：

（1）展厅水箱容积控制。按满足规范及自来水公司要求的最低储水量计算。水箱根据泵房面积分为2个，每个再分2格，并相互连通。可根据展会排期，关闭其中的一个或几个分格，按需储水。

 （2）所有储水箱均设有水箱自洁机。

 （3）水泵出水管上均设有紫外线消毒器。

 （4）展览工艺用水与展厅生活给水共用水箱分设水泵供水。

 （5）在每条展览次沟起端给水管上，设有倒流防止器。

 （6）每条工艺给水支管均设有坡向末端的2‰坡度，每个末端展位箱均可作为放水点，定期放空支管内的存水保证水质。

 （7）商业部分预留了较高的餐饮比例，水箱储水容积较大，考虑租户入驻时间不同步、商业人流量随开闭展波动大的因素，将储水池分为4格，根据展会排期预报可关闭其中的一格或几格，减少存水停留的时间。

 （8）酒店生活给水做深度处理、分质供水。

由于室外排水系统原则上是重力系统，对于超大面积的单体建筑来说，排水管线超长、放坡、与市政管线对接等各种困难是无法回避的。同时，为保证2号线徐泾东站的不间断运营，保证隧道区间和站厅顶部荷载的稳定，排水（含雨水）管道路由和场地地面标高设计受到的局限就更多。

由于所有功能在建筑和结构体系上都是连为一体的，看似脱离的展厅之间、展厅和外侧的汽车坡道之间，还存在着看不见的结构拉梁挡住排水管的出路。建筑设计在展厅两侧必须布置卫生间，而长达270 m的中间通道两端，是办公楼和中心圆楼的地下室，排水管线路由被彻底封死，加压提升在所难免。整个地块南侧是10万m2的地下室（车库为主），其中大部分是人防区域，地铁以南的中间部位商业和展厅排水，都需要经过这大片地下室才能排到南侧市政道路上。这些难点的破解，是室外排水系统设计的关键。

破解排水系统之难，首先要做的是摸清市政配套规划情况，划分排水流域。

4条周边道路，其中东侧的涞港路上是没有市政重力污水管的，即污水出路只能在其他的3条路上；而雨水管网4条路上都有。由于地铁站及区间段的存在，在红线内所有雨污水管都无法直接跨越，必须分向南北两侧。另一难点是，由于地铁站早已存在，其上方的地面标高被限制在-0.8 m（相对标高，以展厅、商业等室内底层地坪标高为±0.00 m，本节下文同），其他室外场地标高多在-0.2 m左右，处于排水管线起坡点的中心圆楼，其出户管绝对标高已经比展厅等区域压低了至少0.6 m。因此，规划每个排水点都以最短的路线排至市政道路，是排水系统设计首先要破解的难点。设计对雨污水流域进行了总体规划（见图6）。

2.2重力排水困难的解决办法

建筑设计之大，造成了排水管线的超长，而穿越大面积地下室，如果没有提前的降板规划，对排水设计来说将是致命的。本项目在初步设计起始阶段，就已经根据排水系统的流域划分和管线路由确定了降板的范围。根据排水管起始点埋深和坡度，考虑结构埋地的拉梁所占用的高度，从排水安全、保证地下室净高、结构经济合理、方便维修等几方面，确定降板区域的高度、宽度。图7是从中心圆楼至南侧盈港东路排水管必经之路所做的降板设计示意。

设计规划了3个降板区。靠内侧两段，近起坡点，但起坡段恰是地铁站和区间段地面标高较低（-0.8 m）的位置，因此这两段降板区板顶标高分别做在-1.8 m和-2.5 m（两边不对称）。之后经过的，是G区人防地下室区域，此处降板范围大，由北向南需要贯通。考虑结构设计和施工方便，整段降板区宽度为地下室两排柱子之间，长度约为180 m，8.4 m净宽。按污水管3‰的坡度计算， 放坡高度需要0.54 m，如果做成斜板，坡度较小不方便施工，效益有限，在保证下方高度满足建筑要求的前提下，降板区域做成统一高度，板面标高设计为-3.0 m，更为简洁合理。

充分利用素土场地和降板区设计雨水沟，也是破解雨水排水难题的重要手段。在两个展厅单元之间有长270 m宽27 m的通道，单展上方的步道和双展上方的车道均为露天，属于室外区域。这部分的雨水距离地面8 m或16 m，无法穿越展厅排放，只能落到通道的地面。

设计在展厅之间（无地下室）做了1 200 mm宽的雨水沟，深度从起坡的500 mm至终点1 200 mm，通道上方的雨水通过管道埋地接入这条大明沟。在办公楼（酒店）和展厅之间的通道下方，是办公楼（酒店）地下室区域，因其地下室功能复杂，无法做深降板排出展厅通道污水，只能做浅降板使雨水能重力排出。此处设计了一条板面标高-1.8 m的降板带，一半用于设雨水沟，与展厅中间通道雨水沟形成T字形排水沟，向两侧排出中间通道汇来的雨水，另一半，用于直埋通道一侧的展厅卫生间排水管重力排水出户。这条大明沟，在运营后的历次大雨考验中，都发挥了重要作用，展厅室内地坪和中间通道仅0.15 m高差，但未出现过内涝事故。图8为雨水沟示意。

2.2.2加压提升

经过比较，设计方案确定为在每个办公楼（酒店）和展厅通道T字形交界处的地下室设一间污水泵房。通道两侧卫生间均先走无地下室的通道下方，通过2条污水总管进入地下室污水泵房集水井。污水经提升后再利用降板区覆土排至下游污水管。为防止污水坑水泵损坏而导致无法排水，进入污水坑的排水总管上设有超越管线，在超越管上加设了闸阀，当水泵故障时，可关闭进入集水井的阀门，污水通过超越管溢流至下游污水管，此时通道内的污水管内会有较高水位的积水。

加压提升排水面临的最大问题是污水井接纳的卫生间很多，排水量较大，而使用人员又比较杂，难以控制，导致污水管内会出现无法预见的杂物，堵塞管道、缠绕水泵，在集水井积存垃圾，造成排水泵发生故障。在运营过程中，即使展厅客流饱和，排水量也未达到水泵的排水能力，仍偶有溢水事故发生。

设计对策包括：

（1）源头控制，加强卫生间管理，避免保洁人员将垃圾丢入坐便器和洗涤池冲走进入污水管线；卫生间内的垃圾桶不要采用使用不便的脚踏式开盖的垃圾桶，致使使用者顺手将杂物丢进坐便器，建议采用无盖垃圾桶，及时清理。

 （2）进入集水井前，在通道增设格栅或滤篮，污水先经拦截后再进入井内，减少垃圾缠绕水泵，同时需要物业加强清理。

 （3）选用防缠绕的带有粉碎装置或专用切割系统的潜水排污泵，不应选用靠叶轮本身作为切割装置的排污泵；更不应选用主要用于沉砂井的带搅匀装置的潜水泵，因搅匀装置本身很容易缠绕垃圾进而烧坏电机。

（4）降低污水泵启泵水位，完善集水井内的报警信号，预留足够的应急处理时间。

图9“从”字形屋面天沟设置示意

在设计阶段与市政管线设计单位的充分对接，是使设计顺利进行的保障。由于国家会展中心（上海）项目设计及其外部各种市政配套设施的设计与施工基本同步进行，在设计阶段，当其中某方因各种情况不可避免发生修改时，相关单位及时跟进修改，可以使许多矛盾提前消化，减少施工阶段的返工。

展厅屋面上巨大叶片的雨水排水，是本项目给排水设计的又一难点。

超大型屋面采用虹吸式雨水排水的做法已经成为惯例。考虑到展厅的安全，设计将天沟安排在辅助用房上方，这样可使雨水斗、尾管及大部分悬吊管都不进入展厅，保证展厅的安全。但汇合在中间通道上空的雨水，因其水量集中且巨大，即使中间通道的大明沟也无法接纳。最终，每个单元展厅靠通道一侧天沟，分设13根DN300的悬吊管（含溢流系统），横穿展厅顶部桁架排出。

园区雨水排水系统面临的难点是：过万m2的露天中心圆广场周边被建筑物包围，下面是地铁站和区间段，是多路排水系统的起点，地势却是最低的，如何保证安全？因保证功能要求，整个园区地面高度硬化，径流系数居高难下，如何保证超大面积地块上园区排水安全？

不间断运营中的地铁站周边的雨水控制，应按地铁部门的要求，对其上方的恒载进行严格控制，采用保守的设计参数计算管网和调蓄设施，以确保安全为首要任务；在有条件的位置，适当放大雨水管网的管径，并充分利用水位信号和气象预警信号，提前对蓄水池和管网进行预排空，可有效提高防涝能力；在海绵城市理念下灵活运用“渗、滞、蓄、净、用、排”等各种技术措施，最大限度降低园区内径流系数，最大限度防涝减灾。