小議論高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)

王鵬

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，加之城市土地資源的日趨緊張，具有創(chuàng)新意識(shí)的設(shè)計(jì)理念和結(jié)構(gòu)形式的各類高層和超高層建筑不斷涌現(xiàn)。對(duì)于高層建筑而言，科學(xué)合理地選擇消防給水系統(tǒng)，對(duì)于保障建筑物內(nèi)部的人身和財(cái)產(chǎn)的安全起著至關(guān)重要的作用。本文主要探討高層建筑設(shè)計(jì)中給排水消防設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：高層建筑；給排水；消防；設(shè)計(jì)方法

1.高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

高層建筑與一般多層建筑相比，在給水排水工程方面，設(shè)計(jì)的基本理論和計(jì)算方法基本上是相同的。但是，由于高層建筑層數(shù)多、高度大、功能廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，振動(dòng)源多、用水要求高等特點(diǎn)，高層建筑給水排水工程在技術(shù)難度上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了低層建筑物的給水排水工程的范疇。與低層建筑給水排水消防工程相比，高層建筑給水排水消防工程具有以下特點(diǎn)。

1.1高層建筑具有層數(shù)多、高度大的特點(diǎn)。高層建筑尤其是超高層建筑給水排水消防系統(tǒng)靜水壓力非常大，供水系統(tǒng)進(jìn)行合理的豎向分區(qū)就顯得尤為重要。合理的豎向分區(qū)不但降低了靜水壓力，而且避免了采用分區(qū)過(guò)小時(shí)管道及配件容易被破壞以及對(duì)使用帶來(lái)的不便。

1.2高層建筑功能復(fù)雜，容易引發(fā)火災(zāi)。而且一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)蔓延速度非?？?，危險(xiǎn)性大，撲救難度大。因此，施工要求相比低層建筑要求高得多和高層建筑消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，按高規(guī)要求設(shè)置安全可靠的消防系統(tǒng)，滿足各類的消防要求。

1.3高層建筑的排水量大，一旦發(fā)生停水或排水管道堵塞事故，影響范圍大。因此，必須要具備安全和可靠的水源。以及經(jīng)濟(jì)合理的給排水形式，并處理好管道的通氣問(wèn)題，保證供水安全可靠。

1.4高層建筑對(duì)防噪音、防震要求較高，必須考慮設(shè)備和管道的防振動(dòng)和噪聲的技術(shù)措施，因?yàn)楦邔咏ㄖ?dòng)力設(shè)備及種類繁多，管線長(zhǎng)，噪聲源和振動(dòng)源多，易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。因此，高層建筑管道應(yīng)采取防震、防噪、防壓力過(guò)高等措施，以保證不影響周圍環(huán)境。

2.高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高層建筑的給水系統(tǒng)主要是為建筑當(dāng)中的用戶提供正常生活以及工作用水，分為取水、輸水、水質(zhì)處理以及配水設(shè)施等幾大部分。以下就對(duì)高層建筑的給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討：

2.1選擇給水管道

高層建筑的給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初是要選擇合適的給水管道，為了防止水對(duì)管道內(nèi)壁形成銹蝕現(xiàn)象污染水質(zhì)，對(duì)傳統(tǒng)的熱鍍鋅管道進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，選擇質(zhì)量較輕、安裝方便、成本更低的塑料管道。此外針對(duì)各種高層建筑的用途和需求，管材的選擇還應(yīng)該綜合考慮使用環(huán)境、安裝技術(shù)以及水壓、溫度的等影響進(jìn)行綜合比較后做出最合理的決定。

2.2確定給水方式

現(xiàn)階段高層建筑的給水系統(tǒng)通常使用的是加壓供水方式，根據(jù)加壓設(shè)備的不同可以分為高位水箱加壓供水、氣壓水箱加壓供水以及無(wú)水箱變頻泵加壓供水三種形式。在進(jìn)行高層建筑給水方式設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性以及供水的可靠性等因素?？梢哉f(shuō)高層建筑的加壓供水是整個(gè)給水系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，因此需要通過(guò)科學(xué)合理的分析選擇出最佳的加壓方式。

3.高層建筑排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高層建筑排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括生活廢水、污水以及屋面雨水的收集和處理系統(tǒng)。主要分為室內(nèi)排水和室外排水系統(tǒng)兩大類，其中室內(nèi)排水對(duì)于生活廢水、污水的收集有分流或者合流兩種形式，在設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)建筑所在城市的排水制度進(jìn)行最終確定。以下就對(duì)高層建筑的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討：

3.1中水系統(tǒng)

中水就是再生水，具體是指被污染過(guò)的水經(jīng)過(guò)特定的處理后，達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)要求并滿足高層建筑用戶的使用要求。從經(jīng)濟(jì)角度分析，中水的成本最低，約為1～3元/噸，而海水淡化的成本約為5～7元/噸，跨流域調(diào)水的成本約為5～20元/噸；從社會(huì)角度分析，中水系統(tǒng)利用有助于改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)的良性循環(huán)。伴隨著我國(guó)自來(lái)水、污水以及中水三者間價(jià)格日趨合理，相信中水的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益會(huì)更加明顯。

3.2同層排水

高層建筑的同層排水是指在同樓層內(nèi)平面施工敷設(shè)使得污水及廢棄物的排放達(dá)到或超過(guò)同類和其他排水方式，順利進(jìn)入排水管道，一旦管道發(fā)生堵塞的情況，在本樓層內(nèi)就可以進(jìn)行清理疏通。進(jìn)行同層排水設(shè)計(jì)時(shí)需要注意排水管材的選擇，必須要有較高的密封性、結(jié)構(gòu)輕度高能夠抵抗外力沖擊并且還應(yīng)該考慮到材料成本的因素。

4.高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

消防上要求在現(xiàn)場(chǎng)的消火栓箱里安裝有緊急啟動(dòng)消防泵按鈕，按下按鈕，消防水泵就立即啟動(dòng)了。由于消防泵和自噴泵均為離心泵，所以關(guān)閉閥門時(shí)泵的啟動(dòng)負(fù)荷最小，而打開閥門時(shí)啟動(dòng)負(fù)荷最大。如果啟動(dòng)負(fù)荷越大，那么對(duì)電路、水泵、管路的損害就會(huì)越大。一般的止回閥是起不到閉閥作用的，為減小消防、噴淋泵的啟動(dòng)負(fù)荷，就要在出水管路上設(shè)多功能控制閥，水泵啟動(dòng)時(shí)能夠自動(dòng)打開閥門，停止時(shí)能自動(dòng)關(guān)閉，并能有效防止水錘的危害。而對(duì)于消火栓栓口處的出水壓力超過(guò)50m水柱的樓層，應(yīng)采用減壓穩(wěn)壓消火栓。

4.1室內(nèi)消防：①高層建筑中一般要求消火栓系統(tǒng)布置成環(huán)狀管網(wǎng)式，在某些大面積的建筑內(nèi)，由于四面均布置了消火栓和消防立管，因此我們可將底層與頂層的消防干管均連成水平環(huán)路，立面形成以立管相連的豎直環(huán)路，這種立體管網(wǎng)對(duì)消防供水最為安全。②消防水池，設(shè)于地下室的消防水池其溢水和泄空排水利用消防泵房排水設(shè)施進(jìn)行排水，設(shè)于地面的消防水池則將溢水和泄空水排入雨水管道。根據(jù)規(guī)范規(guī)定高層建應(yīng)設(shè)消防水池并進(jìn)行2次加壓。但從城市規(guī)劃的角度，宜關(guān)注區(qū)域集中消防供水系統(tǒng)，即在區(qū)域內(nèi)不設(shè)多個(gè)消防水池及泵房，只設(shè)1個(gè)消防水池及加壓泵房，來(lái)滿足區(qū)域消防供水的要求。

4.2室外消防：室外消防用水量應(yīng)取小區(qū)中最高一幢的建筑高度按《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045-95，2005年版）。室外消防給水管應(yīng)成環(huán)，要有兩條進(jìn)水管。當(dāng)市政給水管滿足不了以上要求，則應(yīng)設(shè)置消防水池。室外消火栓的數(shù)量應(yīng)按室外消消火栓用水量經(jīng)計(jì)算確定，每個(gè)室外消火栓的用水量應(yīng)為10～15L/S。室外消火栓距高層建筑外墻不宜小于5m，并不宜大于40m，距路邊不宜大于2m。

4.3自動(dòng)噴水系統(tǒng)及常見的問(wèn)題：自動(dòng)噴水系統(tǒng)主要由采用閉式灑水噴頭的閉式系統(tǒng)（包括濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)、簡(jiǎn)易自動(dòng)噴水系統(tǒng)等）和采用開式灑水噴頭的開式系統(tǒng)（有雨淋系統(tǒng)、水噴系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)）。開式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)較閉式系統(tǒng)則會(huì)在火災(zāi)所處的系統(tǒng)保護(hù)范圍內(nèi)的所有開式噴頭一起出水滅火。常見的問(wèn)題有①消防水箱的設(shè)置，根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：“系統(tǒng)最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力不應(yīng)低于0.05Mpa”也就是要求消防水箱與距離最不利點(diǎn)噴頭的垂直高度不低于5m，但某些建筑工程沒(méi)有設(shè)置增壓措施，就是沒(méi)有遵守此規(guī)定。正確的操作是在屋頂設(shè)置增壓水泵，在增壓水泵出水管一側(cè)設(shè)旁通管，出水流量不應(yīng)小于撲救初期火災(zāi)需要的用水量。②試水裝置設(shè)置，根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：“每個(gè)報(bào)警閥組控制的最不利點(diǎn)噴頭處，應(yīng)設(shè)末端試水裝置，其他防火分區(qū)、樓層均應(yīng)設(shè)直徑為25mm的試水閥、末端試水裝置和試水閥應(yīng)便于操作，且應(yīng)有足夠排水能力的排水設(shè)施?！钡且恍┠┒嗽囁b置處的排水設(shè)施排水量小于試驗(yàn)閥的泄水閥的泄水量甚至不設(shè)排水設(shè)施，以至于無(wú)法進(jìn)行防水試驗(yàn)。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高層住宅建筑消防系統(tǒng)內(nèi)容復(fù)雜，涉及面廣。設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)技術(shù)的可靠性，實(shí)際的可操作性，經(jīng)濟(jì)的合理性綜合考慮，只有技術(shù)可靠、實(shí)際操作方便，才能確保安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳景云.分析高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)方法[J].價(jià)值工程，2013.

[2]崔靜.高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討[J]. 中國(guó)公共安全（學(xué)術(shù)版），2012.