高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)探討

張寧

摘要：建筑消防給排水系統(tǒng)是建筑投入使用后安全保障的一個(gè)重要因素，尤其是高層建筑，對(duì)消防設(shè)計(jì)的要求越來越高，由此會(huì)不斷產(chǎn)生各類新的問題，因此，高層建筑給排水系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須將消防的理念納入其中，從建筑安全的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，提高建筑給排水系統(tǒng)的消防能力。本文闡述了高層建筑給水工程設(shè)計(jì)，探討了高層建筑給排水的消防設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：高層建筑給排水工程設(shè)計(jì)消防設(shè)計(jì)方法

中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活水平的提高, 人們對(duì)建筑的質(zhì)量提出了更細(xì)的要求, 比如象建筑的給排水與消防設(shè)計(jì)方面, 就對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了更為具體的要求, 設(shè)計(jì)人員即要使設(shè)計(jì)出來的工程符合國(guó)家及地方的法規(guī)、規(guī)范及規(guī)程, 使工程設(shè)計(jì)更加合理、更加實(shí)際, 更加安全, 又要盡量地減少設(shè)計(jì)費(fèi)用, 這就要求設(shè)計(jì)人員要很好地掌握建筑給排水設(shè)計(jì)的各項(xiàng)法規(guī)、規(guī)范及規(guī)程, 并嚴(yán)格遵守, 做到靈活運(yùn)用。尤其是高層建筑, 給排水消防設(shè)計(jì)的質(zhì)量關(guān)系著人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全, 同時(shí)也是高層建筑質(zhì)量審核中的重中之重。

一、高層建筑給水工程設(shè)計(jì)

1、給水管道設(shè)備的選用: 給水管道材料過去一般是采用熱鍍鋅鋼管, 熱鍍鋅鋼管容易銹蝕, 不能滿足生活用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn), 建設(shè)部正大力推廣應(yīng)用塑料給水管。與金屬管道相比, 塑料給水管具有質(zhì)量輕、耐壓強(qiáng)度高、輸送液體阻力小、耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)、安裝方便、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。管材的選擇是技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的過程, 技術(shù)上應(yīng)從壓力、溫度、使用環(huán)境、安裝方法等方面進(jìn)行考慮, 同時(shí)結(jié)合業(yè)主的要求和建筑的檔次, 迸行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后確定。

2、給水方式的確定: 國(guó)內(nèi)外建筑常用的加壓供水設(shè)備分為: 高位水箱供水、氣壓水箱供水以及無水箱變頻泵供水。這也是國(guó)內(nèi)外高層建筑給水系統(tǒng)中普遍采用的幾種形式。對(duì)高層建筑進(jìn)行供水方式選擇, 也就是確定采用何種加壓供水設(shè)備, 從而確定經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)和供水安全可靠的給水系統(tǒng)。高層建筑的加壓和供水方式是高層建筑給水的核心, 合理地選擇供水形式及加壓方式對(duì)于高層建筑至關(guān)重要。

3、給水豎向分區(qū): 給水分區(qū)是指沿建筑物的垂直方向, 依序合理地將其劃分為若干個(gè)供水區(qū), 每個(gè)供水區(qū)都有完整的給水系統(tǒng)。確定給水豎向分區(qū)是高層建筑整個(gè)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中首要的和基本的環(huán)節(jié), 豎向分區(qū)合理與否, 將直接關(guān)系到給水系統(tǒng)的運(yùn)行、使用、維修、管理、投資和節(jié)能的情況及效果。若分區(qū)過大, 會(huì)由于下層壓力過大, 給用戶的使用帶來許多不利之處, 而且管材易損壞, 易產(chǎn)生回流污染及水錘和水錘噪聲。若分區(qū)過小, 將增加高層建筑供水分區(qū)數(shù), 相應(yīng)增加給水系統(tǒng)管道、設(shè)備和土建投資及維護(hù)管理工作。

4、管道設(shè)備的布置: 對(duì)于管道設(shè)備的布置, 應(yīng)在滿足用戶對(duì)水量和水壓的要求下, 通過合理地選擇管段、管徑使管網(wǎng)投資最少。但目前國(guó)內(nèi)對(duì)管道設(shè)備布置優(yōu)化的研究并不多, 其原因可能是因?yàn)榕c城市管網(wǎng)相比,建筑管網(wǎng)的管段短、管徑小, 而且整個(gè)管網(wǎng)的投資較小, 優(yōu)化后的經(jīng)濟(jì)效益沒有城市管網(wǎng)那樣顯著。但隨著高層建筑建設(shè)的不斷發(fā)展, 建筑內(nèi)部設(shè)施逐漸完善,使得建筑內(nèi)管道的類型增多、數(shù)量增大, 而且由于高層建筑的特殊性, 其對(duì)管道的質(zhì)量和性能等方面相對(duì)要求較高, 這就使得在這方面的投資不斷增加。

二、高層建筑給排水的消防設(shè)計(jì)方法

1、地下消防水泵房給排水設(shè)計(jì)

高層建筑的供水渠道種類較多，除了消防栓系統(tǒng)供水、自動(dòng)噴淋供水等，還應(yīng)設(shè)置地下消防水泵房及消防水池，以保證足夠的水量作為消防儲(chǔ)備。地下消防水泵房給排水設(shè)計(jì)首先是消防水池的設(shè)計(jì)。如果天然水源或者市政給水管道無法滿足建筑所需的消防用水量，且消防進(jìn)水管道只有一條，給水管道為枝狀，就應(yīng)設(shè)置消防水池，這樣才能夠保證室內(nèi)外消防用水的正常供應(yīng)。

消防用水量需要根據(jù)高層建筑的具體情況進(jìn)行計(jì)算。例如按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045—95（2005年版），對(duì)于一類建筑，室外消防用水量為30L/s，室內(nèi)消防用水量為40L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按3小時(shí)計(jì)；自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)用水量為30L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按1小時(shí)計(jì)。故室外消防用水量為324m3，室內(nèi)消防用水量為540m3，10分鐘消防儲(chǔ)水量不應(yīng)小于18m3。在對(duì)此類高層建筑在做消防給水設(shè)計(jì)時(shí)，首先要將公共生活、住宅及消防用水分開設(shè)置，宜采用區(qū)域集中室內(nèi)臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)，設(shè)置地下消防泵房，消防水池容積為540m3，儲(chǔ)存3小時(shí)的室內(nèi)消火栓用水量和1小時(shí)的噴淋用水量97m3，且應(yīng)設(shè)置18m3的消防水箱一個(gè)，以確保火災(zāi)初期的消防用水。消防泵房的設(shè)置還應(yīng)注意：

（1）應(yīng)在消防水池中設(shè)置導(dǎo)流墻，以減少死角，同時(shí)通過循環(huán)水泵的設(shè)置保證池水的循環(huán)。

（2）選擇消防水泵時(shí)，通常是在考慮水泵特性曲線的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行管道系統(tǒng)特性曲線的考慮，選擇水泵的時(shí)候，一是要考慮水泵組的運(yùn)行綜合效果，盡可能選擇功率較大的水泵，提高工作效率，并且節(jié)約能源，二是水泵在并聯(lián)的時(shí)候，盡可能使其接近高效段的左邊界。

（3）水泵機(jī)組安裝高度的調(diào)速，要結(jié)合全速運(yùn)行狀態(tài)，提高水泵的運(yùn)行效率。再次是水泵的防超壓設(shè)計(jì)，目的是在高層建筑需要分區(qū)供水的時(shí)候，通過使用多出口的消防泵進(jìn)行防超壓，避免水泵損壞。

2、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是高層建筑給排水消防系統(tǒng)的重點(diǎn)之一，此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為應(yīng)分成六個(gè)步驟進(jìn)行分析。

（1）走道噴頭：按照規(guī)定要求，噴頭的數(shù)量在8個(gè)或者8個(gè)以下，為了解決走道內(nèi)自噴配水管管徑過大的問題，噴頭要在配水支管接出，并結(jié)合暖通、電力等布置管線。

（2）自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)配水管入口的減壓設(shè)計(jì)：一方面要考慮建筑的高度和水力的損失，另一方面應(yīng)在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)平面布置后，進(jìn)行水泵揚(yáng)程的計(jì)算校核，以此確定入口處的壓力，進(jìn)行減壓設(shè)計(jì)。

（3）自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)末端試水裝置的設(shè)置：首先根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，按照試水接頭出水口的流量系數(shù)確定自噴末端試水裝置的型號(hào)，其次在確定型號(hào)之后，將排水管設(shè)計(jì)成間接排放，避免排水漏斗的水道氣體深入室內(nèi)。

（4）信號(hào)閥的設(shè)置：設(shè)置的位置應(yīng)為報(bào)警閥出口處，防止給排水的錯(cuò)誤操作。

（5）消防增壓泵設(shè)置：首先是保證增壓泵滿足1股水柱的流量，其次是將增壓泵的揚(yáng)程控制在適當(dāng)?shù)木嚯x內(nèi)，避免揚(yáng)程過大或者過小，如果條件允許，可適當(dāng)抬高水箱的位置，也可適當(dāng)增加增壓設(shè)施。

（6）自噴供水時(shí)報(bào)警閥的設(shè)置：在啟動(dòng)自動(dòng)噴水泵之后，報(bào)警閥也會(huì)跟著啟動(dòng)，但警鈴應(yīng)該安裝在管理處或者值班室內(nèi)。

3、消火栓的設(shè)計(jì)

建筑物室內(nèi)消火栓一般包括：消火栓箱、消火栓、水帶接扣、消防水帶、消防水槍。在消防電梯前室設(shè)置的消火栓，應(yīng)保證每一層有兩股水柱同時(shí)到達(dá)室內(nèi)任何部位。另外，消火栓給水系統(tǒng)中應(yīng)按照規(guī)范規(guī)定和設(shè)計(jì)要求，在需減壓處設(shè)置減壓孔板等減壓裝置，避免消火栓栓口的靜水壓力過大，造成消火栓的損壞。消火栓栓口的靜水壓力超過0.8MPa時(shí)，應(yīng)采用分區(qū)給水系統(tǒng)，大于0.5MPa 時(shí)，則應(yīng)設(shè)置減壓孔板等減壓裝置。例如一商住綜合樓設(shè)計(jì)室內(nèi)消火栓消防用水量為40L/s，室外消防用水量為30L/s，火災(zāi)延續(xù)3小時(shí)，室內(nèi)消防用水量由消防加壓水泵和屋頂水箱聯(lián)合供給。屋頂消防水箱儲(chǔ)存18m3的消防用水量，在消防水箱間內(nèi)設(shè)置2臺(tái)穩(wěn)壓泵（一用一備）及1個(gè)氣壓水罐以確保室內(nèi)消火栓正常供水。消火栓的數(shù)量要根據(jù)消防用水量和建筑的特點(diǎn)進(jìn)行規(guī)定，另外，高層建筑消防電梯間前室必須設(shè)置消火栓，防煙樓梯間前室也應(yīng)設(shè)置消火栓。

高層建筑消防給水系統(tǒng)是高層建筑消防設(shè)計(jì)的重要組成部分，正確合理地選擇消防給水系統(tǒng)，對(duì)于保障建筑物內(nèi)財(cái)產(chǎn)和人身安全起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)也是高層建筑設(shè)計(jì)審核中的重中之重。

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