探析高層建筑消防給排水設(shè)計(jì)中的若干問題

劉 偉

(西安市公安消防支隊(duì)新城區(qū)大隊(duì)，陜西 西安 710003)

探析高層建筑消防給排水設(shè)計(jì)中的若干問題

劉 偉

(西安市公安消防支隊(duì)新城區(qū)大隊(duì)，陜西 西安 710003)

介紹了高層公共建筑及住宅建筑的定義，闡述了高層建筑消防給水排水系統(tǒng)的組成要素，著重對(duì)高層建筑消防用水的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了分析探討，并歸納了高層給排水工程建設(shè)的特點(diǎn)，為類似工程的設(shè)計(jì)提供參考。

高層建筑，消防，給排水，設(shè)計(jì)

0 引言

隨著城市人口生活水平的不斷提高，越來越多的人們住進(jìn)了高層建筑。而建筑業(yè)也不斷地向?qū)哟胃?、?biāo)準(zhǔn)更高的方面努力發(fā)展。雖然，設(shè)計(jì)的高層建筑都很美觀漂亮，但是，如果沒有好的消防給排水的設(shè)計(jì)，還是會(huì)影響設(shè)計(jì)和施工，給人民的日常生活帶來麻煩。因此，建筑業(yè)對(duì)于高層建筑的消防設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)的施工和維護(hù)都進(jìn)行了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，不斷地進(jìn)行完善。

1 高層建筑的定義及分類

1)高層公共建筑及住宅建筑的定義。

根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定，高層民用建筑的高度范圍為24 m～100 m，跨度比較大。從使用功能來說，有的是普通的辦公樓，有的是國(guó)家四星級(jí)、五星級(jí)高級(jí)賓館。因此，同樣規(guī)模的高層民用建筑，其要求不一樣。為了便于針對(duì)不同建筑物在耐火等級(jí)、防火間距、防火分區(qū)、安全疏散、消防給水、防煙排煙、電氣防火等方面分別提出不同的要求，以達(dá)到既保障各類高層建筑的消防安全，又能節(jié)約投資的目的，因此很有必要對(duì)高層民用建筑進(jìn)行分類。

2)一類、二類高層建筑的區(qū)別。

第一類高層建筑：9層～16層(高度到50 m)；第二類高層建筑：17層～25層(高度到75 m)；第三類高層建筑：26層～40層(最高到100 m)；超高層建筑：40層以上(高度100 m以上)。在我國(guó)，按照《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定，建筑總高度超過24 m的非單層民用建筑和10層及10層以上的住宅建筑(包括底層設(shè)置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的住宅樓)稱為高層建筑。根據(jù)高層建筑使用性質(zhì)，火災(zāi)危險(xiǎn)性，疏散和撲救難度進(jìn)行分類。小高層是指樓層在8層～11層間，配備電梯的住宅。在建設(shè)部有關(guān)規(guī)定中，沒有小高層這個(gè)概念。小高層有以下特點(diǎn)：小高層通過電梯的配置，使原有意義的多層住宅具有了高層的優(yōu)點(diǎn)。 《民用建筑設(shè)計(jì)通則》根據(jù)樓房的層數(shù)、高度不同分：1層～3層稱低層、4層～6層為多層、7層～9層為中高層、10層及以上為高層、建筑高度大于100 m為超高層。

3)高層建筑消防給排水系統(tǒng)組成要素概述。

高層建筑的消防給水系統(tǒng)由消火栓系統(tǒng)與噴淋系統(tǒng)兩大部分組成。消火栓系統(tǒng)由消防水池、高位消防水池、消防泵、穩(wěn)壓系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、消火栓等組成。噴淋系統(tǒng)由消防水池、高位消防水池(與消火栓系統(tǒng)合用)、消防泵、穩(wěn)壓系統(tǒng)、報(bào)警閥組、壓力開關(guān)、水力警鈴、信號(hào)閥、水流指示器、管道系統(tǒng)、噴淋頭、末端試水裝置、壓力流量控制部分等組成。

根據(jù)《高層建筑設(shè)計(jì)的防火規(guī)范》的第7.3.6條文規(guī)定，“高層建筑室外消防栓的數(shù)量可以按照規(guī)范中的第7.2.2條文進(jìn)行計(jì)算和確定。每個(gè)消防栓經(jīng)過計(jì)算的水量都應(yīng)在10 L/s～15 L/s。但是，在工程建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的條文規(guī)定中，有人認(rèn)為：室外消防栓的數(shù)量是保證建筑物失火時(shí)，可以有足夠的水量，其中這包括兩個(gè)部分：室內(nèi)和室外。然而，根據(jù)條文規(guī)定的解釋，我認(rèn)為有些超過了，因?yàn)槭彝獾南浪ㄊ鞘Щ饡r(shí)，室外的消防用水的取水口，應(yīng)該按照室外的情況和區(qū)域來理解和考慮。如果室外的管道區(qū)域的水流量一旦被確定，就算在高層建筑中設(shè)置再多的消防栓，總的管道區(qū)域的水流量也是一定的。如果在對(duì)高層建筑進(jìn)行室內(nèi)消防用水的設(shè)計(jì)時(shí)，把室內(nèi)的消防用水存到室外的消防水池，這時(shí)一般的水量計(jì)算方法就按照室外消防用水量來確定。因此，對(duì)消防用水量的計(jì)算就應(yīng)該按照室內(nèi)外總的用水量來計(jì)算，并且，在高層建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范條例7.4.5.3的條文中規(guī)定，消防的水泵要設(shè)計(jì)在室外，方便消防車進(jìn)行使用的地點(diǎn)。并且它與室外的消防水池、消防栓的距離最好在15 m～45 m之間，根據(jù)它規(guī)定的設(shè)計(jì)距離，我們也能知道水泵的接合器一定是安排在室外的。因此，在布置消防栓的接合器時(shí)，一定要考慮它們之間的集中性，以便計(jì)算室外設(shè)計(jì)消防栓的數(shù)量。一旦在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的室內(nèi)消防系統(tǒng)過多時(shí)，就要多接一些水泵接合器，并進(jìn)行分散布置，如有需要就額外的加一些室外的消防栓。

2 消防給排水的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于高層建筑消防用水的給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)形式和選擇，一定要保證系統(tǒng)的安全性和可靠性，并且我們所選擇的供水形式也要經(jīng)濟(jì)合理。

2.1 給排水設(shè)計(jì)的分類

首先，我們可以將它分成服務(wù)范圍的：可以有獨(dú)立的給水系統(tǒng)和區(qū)域內(nèi)集中的給水設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。在這兩個(gè)方面，最常用的就是區(qū)域內(nèi)集中的給水方式，就是在臨近的一些高層建筑中，它們共用一個(gè)消防用的水池，但這種方法的推廣性做得不好。主要的原因就是各個(gè)樓房的開發(fā)商不能好好地進(jìn)行協(xié)調(diào)，有關(guān)部門牽頭牽線不到位，不能解決管理和使用的費(fèi)用問題。其次，可以按照高度來分類，也就是分區(qū)水和不分區(qū)水。一般的消防栓的栓口的壓力都不大于0.08 MPa，這時(shí)所采用的給水方式是不分區(qū)的。消防栓的栓口壓力都是大于0.08 MPa時(shí)，采用的給水方式也就變成分區(qū)式的，這種分區(qū)的給水又可分為串聯(lián)給水和減壓閥給水兩種方式。

2.2 消防的串聯(lián)、并聯(lián)給水設(shè)計(jì)

高層建筑的特點(diǎn)有樓層高、避難層多，所以，一般它們均采用串聯(lián)的給水系統(tǒng)。而在我國(guó)當(dāng)前樓層高400 m以上的，采用的消防給水形式都是串聯(lián)給水設(shè)計(jì)。但是，因?yàn)樗鼫p少了豎向的立管，消防泵的壓力和管件的壓力就都減少了，從而增加了它的可靠性。并且，分區(qū)的消防給水運(yùn)用這種方法都可以達(dá)到互不干擾的模式，但是，它的維護(hù)和管理還是比較困難的，造價(jià)也是比較高的。

使用串聯(lián)的給水方法，消防水泵的壓力會(huì)相近，這種設(shè)計(jì)就不需要高壓泵和高壓管了。但是，它的水泵連接還是比較分散的，同樣的，維護(hù)和管理也比較困難，造價(jià)也比較高。

減壓閥的供水方式：這套給水的方式造價(jià)低，操作簡(jiǎn)單，管理上也比較方便，可以說它是可以保證經(jīng)濟(jì)，又安全可靠的。在高層的建筑中，為了防止出現(xiàn)串聯(lián)問題，系統(tǒng)的減壓閥和水泵不出現(xiàn)出水閥失效的問題，就要調(diào)節(jié)減壓閥。并為它設(shè)定一個(gè)閥后的壓力，使它保證恒定，并且，它只需要一套水泵、一套水泵的接合器、一座大水箱和一套電器的相應(yīng)設(shè)備，這就使得造價(jià)大大的降低了。

2.3 高層建筑的消防排水設(shè)計(jì)

如果要按照壓力制來分劃的話，高層建筑的消防給水可分為高壓制和臨時(shí)高壓制兩種，并且它是分反串聯(lián)和并聯(lián)的。由壓力式和重力式兩種設(shè)備組成，將這些系統(tǒng)進(jìn)行組合，有十多種形式，我國(guó)現(xiàn)在的高層就運(yùn)用這種方法。

1)高壓制和臨時(shí)高壓制。

由于消防車的供用是有限的，而消防建筑對(duì)高層建筑來說又比較重要，所以，為了樓層的安全性和可靠性給高層建筑提供自救的消防給排水系統(tǒng)也是必須的。所以，就分有高壓制和臨時(shí)高壓制兩種方法。其中，高壓制的消防系統(tǒng)在遇到火災(zāi)時(shí)，是不用水泵進(jìn)行給水的，它的工作狀態(tài)是處于重力狀態(tài)下，安全可靠。而臨時(shí)的高壓系統(tǒng)往往是受建筑物限制的，它常用于一些機(jī)房和少量的工房里，它的布局一定要有安全性，從各個(gè)方面有效地保護(hù)人員活動(dòng)密集的場(chǎng)所。臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)是指在給水管道內(nèi)平時(shí)水壓不高，其水壓和流量不能滿足最不利點(diǎn)的滅火需要，在水泵站(房)內(nèi)設(shè)有消防水泵，當(dāng)接到火警時(shí)，啟動(dòng)消防水泵使管網(wǎng)內(nèi)的壓力達(dá)到高壓給水系統(tǒng)水壓要求的給水系統(tǒng)。采用屋頂消防水池、消防水泵和穩(wěn)壓設(shè)施等組成的給水系統(tǒng)以及氣壓給水裝置，采用變頻調(diào)速水泵恒壓供水的生活(生產(chǎn))和消防合用給水系統(tǒng)均為臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)。

2)水箱和水泵。

高層的設(shè)計(jì)中，水箱和水泵也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，對(duì)于高層的重力系統(tǒng)而言，消防所用的水都放在高壓水箱里，為消防工作提供足夠的建筑用水。從而，使得水泵在水災(zāi)來臨時(shí)能及時(shí)的派上用場(chǎng)，使高層消防安全可靠。從現(xiàn)行的規(guī)范及所見到的資料里都沒有明確消防水箱中的消防儲(chǔ)水量是一個(gè)18 m3還是兩個(gè)18 m3。即一般的將GB 50045-95中的18 m3理解為消火栓系統(tǒng)室內(nèi)10 min消防用水(故近日有將高位水箱中之10 min消防儲(chǔ)水量定為24 m3，因室內(nèi)消火栓用水量為40 L/s)；將GBJ 84-85中的18 m3理解為自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)10 min消防儲(chǔ)量(與原GBJ 45-82第6.2.3建筑物內(nèi)自動(dòng)噴水滅火設(shè)備的用水量，按30 L/s計(jì)算巧合)。因此設(shè)計(jì)消防栓與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)同時(shí)存在時(shí)出現(xiàn)高位水箱中的消防儲(chǔ)量為36 m3。

3 高層給排水工程建筑的特點(diǎn)

3.1 工程建筑的特點(diǎn)

高層建筑的占地面積大，層數(shù)多，有地下層和設(shè)備層。因此，在對(duì)高層建筑物進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)，排水的設(shè)計(jì)和預(yù)埋工作都是要特別重視的，如果這一工作有所忽略，就會(huì)造成排水系統(tǒng)的預(yù)埋、預(yù)留地點(diǎn)不準(zhǔn)確或出現(xiàn)漏埋、漏留的現(xiàn)象。

3.2 高層建筑排水重點(diǎn)部位特點(diǎn)

標(biāo)準(zhǔn)層的特點(diǎn)：因?yàn)檗D(zhuǎn)換層的標(biāo)準(zhǔn)是首層建筑的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有密集的梁柱，管道的埋設(shè)比較困難。留線也要有一致的位置，同時(shí)施工的質(zhì)量影響著建筑在使用上的美觀問題。在建筑的工程中，給排水的過程是非常重要的。所以，它一定要有一個(gè)合理的方案，從而保證施工的質(zhì)量安全，及時(shí)的完成建筑的工作量。在建筑物給排水的過程中，它的難點(diǎn)就在于施工條件的差異，從而去制定符合其條件的方案。再根據(jù)工程的實(shí)際情況，進(jìn)行方案的調(diào)整，避免引起不必要的沖突。

高層建筑其他問題的考慮：對(duì)于高層建筑而言，給排水的水錘問題也是需要重點(diǎn)考慮的。在高層建筑物中，水泵的揚(yáng)程一般都較高，所以氣壓罐穩(wěn)壓泵、泄壓閥的選擇和設(shè)置都會(huì)對(duì)水錘產(chǎn)生影響，從而造成泵關(guān)閉不嚴(yán)等情況。試驗(yàn)排水在高層的建筑中，消防的報(bào)警閥一般都是分層設(shè)置的，所以，要做報(bào)警閥的排水試驗(yàn)，從而了解它的使用和安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于高層建筑的給排水是需要建筑人員多加注意的，工程設(shè)計(jì)人員要本著安全、經(jīng)濟(jì)的原則，在實(shí)踐中力求創(chuàng)新，不斷的設(shè)計(jì)出更加有效的消防給排水系統(tǒng)，從事設(shè)計(jì)工作的人員更應(yīng)該為此做出努力，借鑒國(guó)外逐步發(fā)展、研究、實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行符合我國(guó)老百姓的居住環(huán)境的設(shè)計(jì)。按服務(wù)范圍分：有獨(dú)立的消防給水系統(tǒng)和區(qū)域集中的消防給水系統(tǒng)，并建議盡量采用區(qū)域集中的消防給水系統(tǒng)，使之得到推廣，保證設(shè)計(jì)安全性的同時(shí)提高居民的滿意度。

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On some issues of fire-fighting water supply and drainage design in high-rise buildings

LIU Wei

(New City District Brigade, Xi’an Public Fire-Fighting Unit, Xi’an 710003, China)

The paper introduces the definitions of high-rise public buildings and residential buildings, illustrates the components of the fire-fighting water supply and drainage in high-rise buildings, analyzes and sums up the design methods for the water-supply system of high-rise buildings, and summarizes the features of water-supply and drainage construction at high-rise buildings, so as to provide some reference for similar projects.

high-rise building, fire-fighting, water-supply and drainage, design

1009-6825(2014)31-0147-02

2014-08-20

劉 偉(1980- )，男，助理工程師

TU972

A