談高層建筑給排水及消防管道工程的設(shè)計(jì)構(gòu)建

（山西省商業(yè)設(shè)計(jì)院，山西 太原 030006）

0 引言

隨著我國城市發(fā)展速度的不斷加快，城市建設(shè)中出現(xiàn)了更多的高層建筑，對于這些高層建筑而言，如果發(fā)生火災(zāi)，消防救援的難度在很大程度上高于多層建筑。高層建筑給排水及消防管道設(shè)計(jì)是影響建筑消防安全的關(guān)鍵因素，因此，我們需要做好給排水及消防管道設(shè)計(jì)工作，提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與適用性，建立完善的消防系統(tǒng)，保證高層建筑的消防安全，為人們提供安全、舒適的生活與工作環(huán)境，促進(jìn)建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

1 高層建筑給排水及消防管道設(shè)計(jì)要求

1.1 高層建筑給水設(shè)計(jì)要求

對于建筑工程的消防工作而言，水是最重要的滅活工具，雖然在滅火中也會應(yīng)用到其他工具，但水仍然是最重要的工具。與此同時，高層建筑的消防難度要高于多層建筑，為了對高層建筑火災(zāi)進(jìn)行有效的控制，必須保證水源的充足供應(yīng)，因此，水在高層建筑消防工作中的作用尤為重要。在高層建筑的設(shè)計(jì)中，為了保證水源的充足供應(yīng)，對于給水設(shè)計(jì)的要求如下：第一，根據(jù)高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的給水方式，保證建筑運(yùn)行過程中有充足的水源供應(yīng)。第二，為消防用設(shè)置專門的給水通道，避免出現(xiàn)消防用水不足的現(xiàn)象。

1.2 高層建筑排水設(shè)計(jì)要求

如果高層建筑發(fā)生火災(zāi)，消防救援工作需要大量用水，筒式應(yīng)保證完成滅火工作后這些水能夠順利排出，避免造成大量的積水，在一定程度上降低火災(zāi)帶來的財(cái)產(chǎn)損失。因此，在高層建筑的排水設(shè)計(jì)中，需要明確消防給水量的具體情況，保證排水系統(tǒng)的排水量能夠與給水量相匹配。與此同時，還要對雨水排水通道進(jìn)行充分的利用，有效的減少消防排水管道的建設(shè)成本。對于高層建筑中的消防重點(diǎn)區(qū)域，需要為其設(shè)置專門的通道。此外，還要保證不同樓層中的水體具有良好的滲透性，防止出現(xiàn)水體倒溢的問題。對于建筑中的供電線路，需要采取完善的安全維護(hù)措施，一旦發(fā)生火災(zāi)，需要保證電力供應(yīng)可以維持排水設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.3 保證給水分區(qū)的合理性

由于高層建筑的高度要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的多層建筑，外圍管網(wǎng)的供水壓力無法滿足建筑的用水要求，同時無法滿足消防用水的需求。因此，在進(jìn)行高層建筑給水設(shè)計(jì)時，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇增加設(shè)備，提升供水壓力。一般情況下，在高層建筑中，需要每間隔6-7 層設(shè)置一個給水分區(qū)，其中給水支管的壓力應(yīng)控制在0.2MPa 以下，如果超過0.2MPa，為了有效的降低水壓，可以采取安裝減壓閥的措施。為了選擇合適的給水設(shè)備，一般需要考慮無負(fù)壓變頻給水設(shè)備，與此同時，還可以通過以一個加壓設(shè)備為兩個供水分區(qū)加壓，這樣可有有效的降低損耗。在給水系統(tǒng)中無法形成豎向分區(qū)的情況下，下層的衛(wèi)生設(shè)備將不能正常運(yùn)行，導(dǎo)致水閥門流水或上層給水法門過量出水。因此，對于高層建筑而言，做好給水分區(qū)設(shè)置是一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容。

2 高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)存在的問題

在目前的高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)中，存在的問題主要包括以下幾個方面：

2.1 設(shè)計(jì)人員觀念落后

目前大部分給排水消防設(shè)計(jì)人員觀念落后，重視一般建筑設(shè)計(jì)理念，導(dǎo)致給排水消防設(shè)計(jì)無法滿足現(xiàn)代高層建筑消防火需求。

一旦出現(xiàn)這種情況，就會造成排水消防系統(tǒng)的安全性降低，在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，給排水消防系統(tǒng)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，會造成火情的快速發(fā)展，帶來嚴(yán)重的安全隱患。

2.2 消防給水管網(wǎng)試壓問題

在進(jìn)行消防給水管網(wǎng)試壓時，需要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)安全規(guī)范，試壓過程中需要對給水管網(wǎng)進(jìn)行全面的檢查，確保不存在漏水現(xiàn)象，并且保證管網(wǎng)強(qiáng)度滿足要求。但是，在目前的高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)中，可能會忽略對管網(wǎng)的檢查，這樣會對存在一定的安全隱患。在這種情況下，消防給水管網(wǎng)有可能在火災(zāi)發(fā)生時無法發(fā)揮作用。

2.3 自動噴水滅火系統(tǒng)問題

在設(shè)計(jì)自動噴水滅火系統(tǒng)時，設(shè)計(jì)人員沒有安裝吊頂?shù)慕ㄖ褂镁哂械蹴斀ㄖ脑O(shè)計(jì)方式，導(dǎo)致噴淋頭的距離較遠(yuǎn)，自動感應(yīng)火情系統(tǒng)沒有充分發(fā)揮作用，因此出現(xiàn)火災(zāi)安全隱患。與此同時，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，一般會將自動噴水滅火系統(tǒng)報(bào)警裝置安裝在建筑的公共區(qū)域，造成其發(fā)出的火災(zāi)警報(bào)不容易被人察覺，

2.4 消火栓減壓閥設(shè)計(jì)問題

在高層建筑的給排水消防系統(tǒng)中，消火栓減壓閥發(fā)揮這重要作用，因此，消火栓減壓閥的設(shè)計(jì)是影響系統(tǒng)應(yīng)用效果的關(guān)鍵因素。消火栓減壓閥能夠使供水能夠集中，可以有效的提高消防栓的供水壓力，這樣可以確保將消防管道中的水將輸送到需要滅火的位置。在設(shè)置消防栓系統(tǒng)減壓閥時，設(shè)計(jì)人員不重視消防栓減壓閥的選擇，缺少相應(yīng)的型號標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，導(dǎo)致管道出現(xiàn)滲水或者漏氣的問題。[1]

3 高層建筑給排水及消防管道設(shè)計(jì)策略

3.1 消防水泵房設(shè)計(jì)策略

在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，需要大量的水用于滅火，對建筑的給水系統(tǒng)提出了更高的要求，必須保證充足的水源供應(yīng)。為了滿足這一要求，需要在給排水及消防管道設(shè)計(jì)中采用消防水泵房設(shè)計(jì)。對于高層建筑而言，消防水泵房是儲備消防用水的重要設(shè)施，消防水泵房中一般設(shè)有消防水池，這樣可以提供充足的消防用水。在計(jì)算高層建筑的消防用水量時，必須進(jìn)行詳細(xì)而嚴(yán)格的計(jì)算。因此，消防水池的儲水量需要根據(jù)高層建筑的消防用水量來設(shè)計(jì)，保證蓄水量可以滿足建筑用水量的需求。在具體的消防水泵房設(shè)計(jì)中，需要把握以下要點(diǎn)：第一，消防水池中需要設(shè)置導(dǎo)流墻，避免出現(xiàn)死角，并且采取必要的循環(huán)措施，存進(jìn)水池中水的循環(huán)。第二，在為消防水泵房選擇水泵時，在保證工作效率的前提下，應(yīng)盡量選擇大功率水泵，實(shí)現(xiàn)消防水泵房的高效運(yùn)行，降低能源消耗。在將水泵與泵房并聯(lián)的過程中，需要保證良好的工作效率。第三，根據(jù)水泵的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整運(yùn)行速度，促進(jìn)水泵運(yùn)行效率的提升。此外，還要采用防超壓設(shè)計(jì)，保證水泵能夠正常運(yùn)行，避免水泵出現(xiàn)超壓運(yùn)行的情況。

3.2 自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

自動噴水滅火系統(tǒng)是高層建筑給排水以及消防管道工程中的重要組成部分，是在火災(zāi)發(fā)生時最直接的消防措施。在對該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，需要把握以下設(shè)計(jì)要點(diǎn)：第一，走廊噴頭的設(shè)計(jì)。在走廊噴頭設(shè)計(jì)中，需要對噴頭數(shù)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，一般應(yīng)控制在8 個以下。與此同時，噴頭可以通過配水支管連接在一起，布線時需要考慮到建筑中的電力與暖通布線，避免出現(xiàn)噴水噴水管直徑達(dá)，占據(jù)大量空間的問題。第二，配水管的減壓設(shè)計(jì)。在對自動噴水系統(tǒng)中的配水管進(jìn)行減壓設(shè)計(jì)時，需要根據(jù)建筑的高度確定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，還要參考運(yùn)水過程中造成的損失，并計(jì)算自動噴水滅火之后水泵揚(yáng)程，保證配水管壓力的合理性，再做好自動噴水滅火系統(tǒng)的減壓設(shè)計(jì)。第三，在報(bào)警閥的出口位置安裝信號閥，通過這種方式防止在操作給排水系統(tǒng)時出現(xiàn)錯誤。第四，在系統(tǒng)的末端位置安裝試水裝置。在安裝試水裝置時，信號的選擇需要根據(jù)試水接口的出水流量來確定，間接從配水管排出，有效的避免有空氣通過水管流入室內(nèi)。第五，報(bào)警閥的設(shè)置。在噴水泵啟動時，報(bào)警閥會隨之啟動，但仍需要在值班室中設(shè)置報(bào)警鈴。第六，增壓泵的安裝。在安裝增壓泵后，需要保證水柱流量滿足相關(guān)要求，設(shè)置時需要參考增壓泵的揚(yáng)程，保證設(shè)置的合理性，防止出現(xiàn)壓力不合適的現(xiàn)象。必要時應(yīng)升高水箱，也可以使用增壓設(shè)備。

3.3 消防栓設(shè)計(jì)要點(diǎn)

消防栓的的和設(shè)計(jì)同樣是給排水及消防管道工程設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，在這部分工作中，設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)行消防蓄水池、消防泵、分配管、環(huán)形管以及環(huán)狀管網(wǎng)等方面的設(shè)計(jì)。一般情況下，高層建筑的消防栓設(shè)計(jì)需要采用環(huán)狀管網(wǎng)，在建筑面積較大的情況下，需要在不同方向設(shè)置消火栓與消防立管，確保建筑頂層的消防管管道可以與建筑底層的消防管道相互連接。而立面則需要使用立管進(jìn)行連接，形成豎直環(huán)路，進(jìn)而保證消防供水的安全性與可靠性。[2]

4 某高層建筑水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例

某高層建筑水消防系統(tǒng)中包括室外水消防系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、閉式自動噴水滅火系統(tǒng)以及雨淋系統(tǒng)。室外消防用水量30L/s，火災(zāi)延續(xù)時間3h。為保證消防管道水量、水壓的穩(wěn)定性及滿足當(dāng)?shù)厮M(fèi)計(jì)量的要求，室外消防與給水管道分設(shè)。防火分區(qū)間以防火墻、防火門及防火卷簾分隔。室內(nèi)消防用水量為40L/s，充實(shí)水柱10m，火災(zāi)延續(xù)時間3h.系統(tǒng)采用臨時高壓并聯(lián)給水方式，分為高、中、低3 區(qū)。地下1 層至4 層為低區(qū)，主樓部分為中、高區(qū)。低區(qū)為獨(dú)立系統(tǒng)，中、高區(qū)之間用減壓閥減壓分區(qū)。地下1 層水泵房內(nèi)設(shè)消防水池，由于市政給水管道能夠保證兩路供水，且能滿足室外消防對水量及水壓的要求，故消防水池不需存儲室外消防用水量。消防水池容積包括室內(nèi)消火栓3h 用水量、自噴系統(tǒng)1h 的用水量及自噴系統(tǒng)三1h 的用水量。[3]

5 高層建筑水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)體會

5.1 消防水池容積

一般情況下，消防水池容積是指儲存室內(nèi)的消防用水量，在對消防水池的消防補(bǔ)水進(jìn)行核算時，不可以只根據(jù)市政進(jìn)水管的過水量進(jìn)行核算，而是需要從中去除室外消火栓的用水量。在DN200mm，v=1.5m/s 的情況下，如果Q=46L/s，則室外消火栓的用水量就是30L/s，如果火災(zāi)持續(xù)時間為3h，齊用水量的計(jì)算方法為：[（46-30）×3600×3]÷1000=172.8m3，因此，我們需要更好的完成新標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 水泵房內(nèi)部吸水管

如果水泵房內(nèi)部吸水管與消防水池合用，在超過500m3 的情況下，需要將其分為兩格。在這種情況下，水泵吸水的難度就會大幅度增加。根據(jù)《高規(guī)》7.5.4“一組消防水泵，吸水管不該少于兩條，當(dāng)其間一條損壞或者是檢修時，其他的吸水管應(yīng)當(dāng)依然可以經(jīng)過于悉數(shù)的水量”，可以在規(guī)劃中選擇利用水池完成連通管吸水，水池中需要設(shè)置兩條吸水管，才能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。[4]

5.3 清潔間的設(shè)置

在高層建筑工程中，清潔間的涉及需要滿足嚴(yán)格的要求，其中給水管必須采用暗裝的方式，并且清潔間的四周必須為剪力墻，這對于管槽的預(yù)埋提出了較高的要求。由于給水管需要安裝在下一層天花板的上部，所用清潔用品的支管均需要通過樓板連接，這種安裝方式操作方便，并且能夠獲得良好的效果。

5.4 地下車庫的設(shè)計(jì)

在為地下車庫設(shè)置消火栓以及噴淋系統(tǒng)的過程中，由于車庫的體積較大，通常會將消火栓設(shè)置在邊墻上火柱子上。如果車庫的車位密集，一旦在設(shè)置消火栓時沒有考慮到車的位置，可能會造成消火栓被遮擋，在火災(zāi)發(fā)生時，無法及時的找到消火栓，在一定程度上限制了消火栓作用的發(fā)揮。因此，在為地下車庫設(shè)置消火栓時必須參考車位情況，保證消火栓所在位置的合理性。

5.5 排水管的通氣管設(shè)置

高層建筑中的排水管需要有獨(dú)立的通氣立管，并且要保證這個立管的直徑與污水立管的直徑相同。與此同時，還要將結(jié)合通氣管安裝在每間隔兩層的位置上。立管高度一般應(yīng)控制在20 層以上，而最低兩層清潔間選用單獨(dú)出戶的規(guī)劃，避免影響最低兩層清潔間的正常使用。[5]

6 結(jié)束語

總而言之，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，高層建筑已經(jīng)成為目前的主流建筑形式。對于高層建筑而言，給排水及消防管道設(shè)計(jì)一直是建筑設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，只有保證這部分設(shè)計(jì)的合理性，才能有效的保證高層建筑的消防安全。因此，我們建筑設(shè)計(jì)人員必須重視給排水及消防管道設(shè)計(jì)工作，根據(jù)高層建筑的實(shí)際情況制定針對性的設(shè)計(jì)方案。在具體的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員需要考慮建筑工程的整體設(shè)計(jì)方案，在不影響建筑正常使用的情況下提高給排水及消防管道設(shè)計(jì)的合理性。