掌握设计原理强过被动接受设计条件——设备用房篇
文/张爱新
设备用房是一个稍有点重量级的关键技术。我们是从建筑专业角度来讲，也许很多人会不理解，设备用房的主导专业是设备专业，对于我们建筑专业来说只要控制好其基本要求就行了，哪有那么多需要深入学习的内容。我一直有个观点，我们既然是龙头专业，那么是否控制好这个牵头的作用，跟我们对其他专业的了解深度有很直接的关系。而我们如果进行地库停车优化，往往经常是在跟设备专业设计师博弈机房位置、尺度、布局等，那么如果我们懂得少，我们只能被动接受。反过来，如果我们了解的相对比较深入，那么我们在初次提资之前就有条件，做到比较接近设备专业的要求，对于整个项目的效率提升都是有帮助的。这个课题，我是站在建筑师角度来讲，并不会像设备专业自己来讲的那么专业，但却可以结合建筑需求来讲。
我将从三个方面讲这个课题，包括：选址、设备用房与车位之间的关系（宏观布局）、设备用房的空间要求（微观布局）。
宏观布局
选址及设备用房与车位之间的关系
跟设备用房选址相关思考内容不算少，包括有规范的限制，很多不允许的地方，比如不允许放在负二层，甚至不允许放在地下室，不允许放在塔楼下面等。这是规范限制。还有我们设计最基本的想法就是放在不好停车的地方，我们会努力找地方够大又不好停车的地方，然后这个位置还要能有风井出口；大部分设备用房需要有独立防火分区，那么需要选在附近有楼梯的地方；一般设备用房对净高的要求都大过车库区域，所以选址这个位置要有条件适当提高层高，要不可以抬，要不就是可以降。
下面我列了一些跟选址相关的问题，如果能够全面解答，说明规范已经了解。
√ 什么设备用房不能设在用水房间下层？
√ 什么设备用房不能设在人员密集场所下层？
√ 什么设备用房不能设在塔楼正下方？
√ 什么设备用房仅能设在负一层或负二层？
√ 什么设备用房不能设在地下室？
刚才那些问题，基本上通过这个表可以回答。这个表是通过国家规范汇总的一些设备用房选址要求，包括了楼层限制、位置限制、位置的特殊要求等。还有很多地方要求是不同的，更多的是更严，有的要求配电房不能放在地下，只能放地上，怕被水淹。或者是配电房和生活水泵房不能放在塔楼下，怕上边有卫生间被水淹或污染了生活水箱等，实际上放塔楼下躲开卫生间未必不可能，但如果直接限制不能放在塔楼下，那么就有点严格了，这类规定不能直接从原理出发做规定的，都不太合理。
下面我们讲设备用房与车位之间的关系，以讲案例为主。宏观布局跟选址是相关的，相当于设备用房的规划，主要还是跟车位布置的关系，我们会形成一个车位包裹设备用房的一种状态，那么为了形成车位包裹设备用房的状态，我们需要先把能布置车位的地方先都布置上车位，再用剩下的空间设计设备用房。
这个案例是个很成功的案例。为什么说是很成功，是因为我们按照刚才的思路，先把所有的车位都布置上，包括两段剪力墙中间的空隙，也布置上车了。最后布置好设备用房后，居然没有损失一辆车，当然这里有很大的功夫花在设备用房的布局推敲上。这个案例就是属于那种生活水泵房和变配电室不允许放在塔楼下，所以我们利用了塔楼背后空间，而且这个项目由于地处山地塔楼背后地势比较高，正好利用这个高差把设备用房的层高抬高，减少了覆土。
这个案例在优化之前，面积很大而且塔楼下很多空间没有加以利用。同时车道右侧直接就是设备用房，空间还非常完整特别适合停车。所以基于这几个点做了优化，首先尽可能在塔楼下布置人防口部，基本做到一个车位不占，其次缩小设备用房面积，优化布局，腾挪出车道右侧布置一排车，形成车位包裹设备用房的状态。同时地库轮廓也往内收进。节省掉无效成本。
这个图是优化前，车道是绕着设备用房走的，这周边只停了十几辆车，塔楼下也有一些空间没有加以利用。我也经常发现很多项目都是塔楼下空间利用的不好。因为在剪力墙结构所围合的空间，很不规则，能够把这些既定空间利用好需要很强的设计能力，也需要比较长的时间推敲。如果避开这个空间在开阔的地方做设计就会比较容易，但我觉得这是懒惰的做法，不负责任的做法。
优化的思路也很简单就是往内挤设备用房，把外围留出来，布置车位。这个优化方案虽优化出来的车位数量不多，但看上去整个图就不再那么松垮，紧凑了很多。
对于消防水池我们也是建议不占一个车位，消防水池的特点是面积达，但空间可塑性很大，所以从选址上看就需要找到一个大空间，不好停车的地方。这种空间大部分情况也不难找。这个案例也比较特殊，墙柱的方向转了45度，但我们水池的边线并没受剪力墙方向的限制，是的水池轮廓做到最大。
综上所述，设备用房选址除了满足国家规范、地方规定以外，应该车位优先为原则，选择停车低效区域，然后有条件组织疏散、风井位置。形成车位“包果”设备用房的布局形态。
微观布局
设备用房的空间要求
通过以上的介绍，我们不难发现两个关键问题，一是研究设备用房的最终目的是为了我们的停车效率更高；其次就是设备用房选址之后，需要花更多的功夫设计设备用房的布局。我这里称为微观布局，就是更加细节的考虑。
下面我们把常见设备用房都过一遍，主要从空间尺度着手。
★ 消防水池及水泵房
刚才我说过，消防水池几乎什么形状都可以，但对于消防水泵房还是需要一个规矩点的空间，而且这个空间的长向应该面向水池，我们常见的水泵布置分为单排布置，和双排布置两种，双排布置相比面积会节省一点，但这几乎不是我们考虑的因素，因为单排布置会要求空间尺度小点，单排布置好像找一个这么长的空间也不容易，但事实上这也不是我们重点考虑的问题，因为长向可以通过多个类似空间组合而成，虽然空间与空间也不能太远，但是至少有根柱子，有段剪力墙还是可以的。所以我们考虑水泵房空间更多的是进深方向尺度要满足4米到5米，根据泵的数量确定长向尺度，可以由若干满足进深尺寸的空间组合而定。对于双排布置泵，一般两排泵错开布置，常规进深尺寸是6、7米。也可以若干个类似空间组合满足整体空间要求。
相比水泵房的平面布置，剖面重要性没那么大，但能够很准确计算有效水位的高度，对于平面水池面积的控制有一定的帮助。先看左边这个水池及水泵房剖面。实际上水泵房本身对于净高要求不算太高，但水池就不同，先看结论，有效水位高度等于层高减去2.7米左右。还没包括地面面层厚度。也就是说一个5米层高的空间，有效水位高度才2米多。这个剖面告诉我们高度都被消耗在哪里。一部分是上部，除了结构板厚，就是检修洞口和必要的防溢流高度。这个约占1.3米。那么另外一部分高度消耗在下部，为了水泵采用自灌方式取水，需要有1.4米高度被消耗，比水泵基础高1.4米以下部分基本属于无效水位，这部分水的容积也不能被计算到总的消防水量里。如果地库无效空间很大，这个有效水位低点就低点了，把平面面积扩大即可，但经济性也不太好。
由于水池适合高空间，但水泵房对净高要求不是很高，那么就有可能会出现右边这个剖面布局，水池可能会覆盖到水泵房上空。这种剖面常出现在水泵房集水池占两层空间时。车库层高一般在3.6米左右，用这个高度做水池有效高度还不到一米，那么如果两层一起做，就是7米多高，就可以实现比较理想的有效水位高度。
这张图反映了水泵基础尺寸及间距尺寸。如果知道泵的数量基本可以计算出空间尺寸的。
消防水池的容量估算也不难，我们普通项目分为消火栓用水量和喷淋用水量，消防水池水量是所有消防用水量的和。消火栓的用水量是室内外消火栓设计流量乘以火灾延续时间。自动喷淋用水量是喷水强度、作用面积、火灾延续时间相乘，实际上喷淋水量计算还有点复杂，我改变了一下计算方式，加了一个调整系数，算出来数据差不多，因为对于我们建筑专业来说数据准确性也没必要那么。
室内外消火栓消防水量：
V1 （m³）= 设计流量（L/s）* 3.6（m³.s/h.L） * 火灾延续时间（h）
自动喷淋灭火消防水量：
V2（m³）= 喷水强度 （L/min.㎡） * 作用面积（㎡）* 0.06（m³.min/h.L） * 火灾延续时间（h）*1.3（调整系数..）
那么大家也不一定去掌握具体计算方式，通过我提供下边这个表直接查询即可。另外消防水池容量确实没必要我们自己计算，直接跟给排水专业要设计条件即可，而且实际水池容积跟市政供水关系很大。
★ 生活水泵房
对于生活水泵房，跟消防水泵房和水池的做法完全不同，我们目前的最常见做法是定做成不锈钢水箱，这样的做法比钢筋混凝土做的水池卫生条件要高不少。然后水泵跟水池的关系也不同，水泵跟水池可以不用紧邻，可以通过水管连接，这点对空间要求就有一定的灵活性。
生活水泵房里水泵空间比较好找，水池空间要求相对完整，所以选址时，一般都需要有点规整的空间存在，不锈钢水池一般都是矩形的，而且要求是500的模数，不是所有尺寸都认，然后四周需要留出通道或检修空间。生活水泵房一般需要两个。以便可以分别检修及清洗。
如果想把生活水泵房放在住宅塔楼下空间，一般我们会把水池往客厅区域放，卧室区域放水泵，水泵也需要间距，所以一个卧室也就放一个水泵，有时还放不下。
要想精准点控制生活水泵房的空间，需要了解必要的尺寸。包括剖面尺寸和平面尺寸，这个图不但很清楚地表达了相关尺寸要求，如何计算有效水位高度，也把其构造关系表达清楚。不锈钢水箱是独立的放在卧梁上，四周以及顶部均留有空间。下表是水泵平面控制尺寸。
下图案例原来三组水泵分散到三个不同的空间，这么做无疑面积会大了不少，但换回优质空间多停车，整体经济性仍然是好的。在这里，我经常见到设备专业给建筑专业提资时只给个面积，确实不科学，但考虑到设备专业也没别的手段告诉你他要的内容，所以只能先提个面积做参考，至少让我们找的位置不至于太离谱。如果我们掌握了这些原理，不管从选址还是落地时跟设备专业的沟通，都是顺畅的。
★ 变配电室
普通项目的供电流程是，从市政供电先进到高压配电室，然后通过变压器进到低压柜控制，再进入用户的电表。那么我们一般配电室需要多个，高压一般就一个，而低压室需要多个，有两种情况：一种是按功能分区分别独立供电的，比如这个图，低压配电房分为：公寓、办公商业、充电桩多个变电所。另外一种原因就是，从低压配电房出来的供电距离如果长了经济性不好，我们一般按200米控制，最多不超250米，这个距离不但包括水平距离，也包括上楼的垂直距离。所以一个项目铺开的很大，就需要设置多的低压变配电室。
变配电室也有一个大概的面积估算方式，总建筑面积的千分之六，最小要在180~200平米。这种面积估算方式准确性不高，是通过经验总结出来的。只是为了用于控制我们不要太过不靠谱。变配电室要求的净高一般为梁下3~3.3米。
我们也可以根据规范规定的最小尺寸，自行组织。
高压室面积一般不会太大。一组配电柜，主通道一侧要求2米宽，柜子后边是1米宽，两侧是1.5米宽。低压配电室一般会把变压器和低压配电柜放在一起。
上图是两大类，一类是单排布置，房间宽度在4米左右就可以，还是比较容易找空间。另外一类就是双排布置，房间深度需要7.7米以上。然后两排布置的，根据主通道流线分为两种，但尺度差不多。所以我们就不用理会。还有很多细节尺寸控制，我们如果真的希望精细化调整时，就拿出来查一查，也没必要把尺寸都记得很牢。
单排柜的空间好找，我们经常会遇见下图这种空间，就是一排一排的车带到了最后多了一块空间，没用有时子母车也不需要很多，这是这种空间附近只要有楼梯，做低压配电室是不错的选择。当然这种车带背后的窄长空间，作为坡道也是不错的选择。
★ 发电机房
这是发电机房的主机房原理图，风井和发电机的关系以及喇叭口，都是相对比较固定的关系，尺寸控制，我这里也都列出来了。我们只需要跟电专业要一下发电机的容量就好。
下图案例，可以看出来发电机房还需要辅助用房，包括日用油箱间和灭火用的钢瓶间。都不大，几平米就够。日用油箱间需要在发电机房内开门，钢瓶间跟发电机房相邻相对独立的房间。
★ 风机房
风机房的特点就是不大但很多，分散在很多地方。包括送风机房和排风机房。送风包括车库送风、设备用房送风以及楼梯间及其前室的加压送风。排风及排烟一般是合并在一起，车库及设备用房均需设置排风机房。一般车库每2000平米设置一个排风机房，而每个防火分区需要设置一个送风机房。
风机房的大小，分为单台风机和两台风机的常用布置方式，风机接风井的风管与接车库主管的关系分为90度和180度两种关系，尺寸略有不同，根据具体风机规格，风机房的尺寸还有所不同，但差别不会很大。
送风机房相比排风机房会小点。送风机房并没有送风管，而是送风机从风井去风后直接送到车库，车库只要有排风，这个进风会被动流动起来，而车库一般是一个大空间，没有分成小房间。所以送风可以不用通过风管送到指定位置。而这个消音室其实就是起到风井的作用。
加压送风机房，风机两侧均为风井，从取风井取风，然后送到加压送风井里。如果有一定的距离，需要通过送风管衔接。这个原理很简单。
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最后这个表汇总了地库常用到的设备用房及其设计参数，包括空间面积及净高要求。具体项目可能会有所不同，这个表仅供大家参考。
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