高層建筑給排水及消防系統(tǒng)的設計實踐探究

鄒金秋

【摘要】本文主要簡單介紹了高層建筑給排水及消防系統(tǒng)的特點，通過對現階段高層建筑給排水及消防系統(tǒng)設計中存在的問題進行分析，來探討高層建筑給排水及消防系統(tǒng)設計要點，以明確高層建筑給排水及消防系統(tǒng)設計的重要性，優(yōu)化高層建筑給排水及消防系統(tǒng)設計，從而保障高層建筑給排水工程質量，提高高層建筑的安全性，推動高層建筑工程的可持續(xù)發(fā)展，實現經濟效益最大化。

【關鍵詞】高層建筑;給排水;消防系統(tǒng);設計;有效措施? ? ? ? ?【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.120

近年來，隨著我國社會經濟的高速發(fā)展，高層建筑工程也隨之蓬勃發(fā)展，取得了不錯的成績，受到人們的廣泛關注。高層建筑工程在某種程度上緩解了土地資源緊張，向上尋求空間可滿足更多人的住房需求，但與此同時高層建筑工程建設也面臨著較大的難度，需要從多方面進行有效把控。這并不是一項簡單的工作，尤其是在給排水及消防系統(tǒng)設計方面，更是需要予以高度重視，不容忽視。在設計高層建筑給排水及消防系統(tǒng)的時候，應當先明確高層建筑給排水工程及消防系統(tǒng)的特點，全面把控設計要點，采取有效措施來保障高層建筑給排水及消防系統(tǒng)設計方案的可行性和合理性，從而保障人們的居住質量，消除安全隱患。

一、高層建筑給排水及消防系統(tǒng)的特點

高層建筑給排水及消防系統(tǒng)的特點主要有：一是對安全性有著較高的要求。在設計高層建筑給排水及消防系統(tǒng)的時候，必須將安全放在首位，一旦發(fā)生火災會對高層建筑及群眾造成極大的危害，如若無法及時處理，則會帶來嚴重后果，導致火勢蔓延?；诖耍枰谠O計的時候，充分考慮群眾自救，并保證給排水及消防系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性;二是靜水壓力較大。在設計高層建筑給排水系統(tǒng)的時候，需要充分考慮其靜水壓力，如若按照普通建筑給排水系統(tǒng)的方式來進行設計，那么很容易造成水管受損;三是高層建筑排水管道有著較高的機械強度，在設計的時候不僅要保證排水系統(tǒng)的功能性，還要控制好排水管道內部的水壓，應當合理選擇管道材料，保證管道質量[1]。

二、現階段高層建筑給排水及消防系統(tǒng)設計中存在的問題

現階段，在高層建筑給排水及消防系統(tǒng)設計中還存在著一定的問題，有待于進一步解決，其問題主要有：一是在進行高層建筑給排水及消防系統(tǒng)設計的時候，并沒有針對高層建筑的特點和方式，來進行相應的設計。忽視了高層建筑材料的應用，也沒有考慮高層建筑所在區(qū)域的地形特點、氣候條件，以及相關規(guī)范標準來優(yōu)化設計，只是按照一般的消防標準來進行規(guī)劃，這影響了高層建筑給排水及消防系統(tǒng)的運行效果，容易產生安全隱患。二是在給水管試壓設計方面還有所不足，沒能實施全面的現場勘查工作，缺乏科學數據，以致于設計方面信息不完整，沒有可靠依據的支持。三是在設計消防系統(tǒng)的時候，忽視了加壓泵的揚程問題，沒能從多方面來優(yōu)化設計，難以保證消防系統(tǒng)的正常運行[2]。

三、高層建筑給排水及消防系統(tǒng)設計要點

1、高層建筑給水系統(tǒng)設計

在進行高層建筑給水系統(tǒng)設計的時候，應當選擇適宜的給水管道材料，需保證所選管道材料質量達到標準要求。高層建筑工程的樓層比普通建筑工程來說要高的多，其在重量上也更大，因此所使用的管道設備需要承受較大的水壓和樓層壓力，需要保證管道設備的抗壓能力，并且要具備良好的抗腐蝕性?？筛鶕邔咏ㄖこ痰膶嶋H情況來進行材質的選擇，一般使用最多的是塑料材質的管道，其優(yōu)勢在于自身重量比較輕，使用年限較長，而且有著一定的耐腐蝕性，相對于金屬管道來說成本更低[3]。

完成管道材料選擇之后，還需要確定高層建筑工程中給水系統(tǒng)的給水方式。常見的給水設計方式有以下幾種：第一種是減壓分區(qū)。指的是在設計給水系統(tǒng)的時候，應當充分利用減壓閥，來實現減壓效果，于不同的區(qū)域內安裝水箱，使用水泵，讓水進入到最高樓層的總水箱中，然后再由高層區(qū)域向下層區(qū)域供水。也可以選擇將減壓閥安裝至管道上，水流流經減壓閥之后，會進入到另外一個區(qū)域的管道系統(tǒng)中。這種給水方式的優(yōu)勢在于一旦出現故障，容易維修，而且具有較好的可靠性，無需為減壓閥設置水箱，但不足在于高層建筑下區(qū)的水壓損失大，會增加水泵的能源消耗;第二種是高位水箱。指的是設計和安裝高壓水箱，來為高層建筑進行供水，在泵房內設計離心水泵，如若沒有火災發(fā)生，那么高位水箱中會有一定的水存量，能夠維持供水，供水水壓也較為穩(wěn)定。這種方式的優(yōu)勢在于所需成本不高，設計簡單，其不足在于水箱中的水質容易被污染，這是因為水箱中的水缺乏流動性。一般如若經常使用消防設備才使用這種供水方式;第三種是變頻泵無水箱。指的是在設計給水系統(tǒng)的時候，發(fā)揮變頻器的作用，實現給水自動化，控制電動機轉速，使水流量和水壓保持穩(wěn)定運行，可先根據實際情況來預設水壓，然后基于不同時間段的水量變化，來調整電動機轉速。其優(yōu)勢在于能夠起到較好的節(jié)水效果，但不足在于受外界干擾較大。

2、高層建筑排水系統(tǒng)設計

高層建筑排水系統(tǒng)設計十分重要，其直接關系著人們的日常生活質量，常見的排水類型有生活污水排放、雨水排放、廢水排放等。在選擇高層建筑排水系統(tǒng)設計方式的時候，需要考慮其所在城市的排放標準規(guī)定，所設計的排水方案要符合建筑自身特點。一般可采用的排水系統(tǒng)形式有三種：一是同層排水方式。這是當前高層建筑排水系統(tǒng)設計中使用較為廣泛的方式之一，其指的是在某層中安裝水封管配件，由這樓層所有的用戶共用，如若排水管道出現堵塞或是故障，則只需要于本層進行診斷即可，能夠快速識別故障進行維修。這種排水方式在操作上較為簡便，而且比較靈活，不會產生較大的噪音，需要注意的是在選擇管道材料的時候，一定要關注其密封性，并做好熱熔連接工作。二是排水通氣技術。在高層建筑排水系統(tǒng)設計中使用此項技術能夠確保氣流的長筒形，也可防止排水管道中的氣體進入到室內，危害人們的身體健康[4] 。三是中水系統(tǒng)。中水系統(tǒng)在工業(yè)生產中的應用比較多，其能夠通過化學和物理方式來有效處理工業(yè)生產中的廢水，使之達到排放標準規(guī)定后再進行排放，可實現水資源循環(huán)利用。高層建筑的排水系統(tǒng)設計中同樣也可以使用中水系統(tǒng)，但是整體上成本相對來水更高，而且水質也存在著一定的安全隱患，因此實際使用并不多，需謹慎考慮。

3、高層建筑消防系統(tǒng)設計

為保障高層建筑消防系統(tǒng)設計質量，應當從以下幾個方面著手：第一，要優(yōu)化設計消防水泵房。消防水泵房能夠儲存消防水源，需優(yōu)化設計消防水池。一旦高層建筑發(fā)生火災，則需要大量的水源來進行滅火，科學設置消防水池，有利于避免消防過程中供水不足狀況的發(fā)生，而且也能夠解決管道分散單一的問題，可為消防工作提供充足的水源，保障消防工作的順利開展，將火災事故的危害降到最低。在設計高層建筑消防系統(tǒng)的時候，需要基于相關規(guī)范標準，來科學計算消防用水量，然后再結合高層建筑工程的實際情況，來設計消防水池，以保證水源的穩(wěn)定供應。需要注意的是設計消防水泵的時候，要選擇小功率水泵，遵循節(jié)約原則，并提高水泵系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。與此同時，還要設置消防水池吸水槽中的導流墻，需避免出現死角。若是消防泵的面積不大，那么在設計的時候，要加強和電氣專業(yè)人員的溝通，協(xié)調配合，預留好控制箱的放置位置，既要符合電氣專業(yè)的相關規(guī)定，又要避免其和濕式報警閥產生沖突。相關人員，需要處理好水泵實際運行的調速，提高水泵運行效率，并進行防超壓設計，以防水泵運行受阻。第二，要設計消火栓。高層建筑無論是寫字樓，還是居民樓，都必須設計消防栓，要設置消防水池的二次加壓。設計人員要充分考慮地域集中式消防供水系統(tǒng)的設計，指的是要科學設置某一處泵房，或是消防水池，使之復雜某一區(qū)域內的消防用水。在設計過程中，不僅要考慮相關規(guī)范要求，還要確保消防水池設計的科學性，需滿足消防水頭壓力需求，符合消防總用水量的要求。管網布置完成之后，還需要對水管進行強度測試，以確保防火安全。另外，在設計消防栓的時候，其間距需保證同層任何部位有兩個水槍充實水柱同時到達，高層建筑不可大于30米，裙房不可大于50米。第三，要設置電梯消防。由于高層建筑樓層比較高，均設有電梯，一旦發(fā)生火災，消防員會根據實際情況來判斷是否能夠乘載電梯來滅火，這就要求高層建筑配備專業(yè)的消防電梯，以加快消防員的救援速度。消防電梯間要設置消防栓，并保證其在發(fā)生火災之后能夠正常運行。這就需要于地下室設置集水坑，并且還需要有效控制水泵，排除多余水量，為以防萬一，還需要設置備用排水泵。第四，要優(yōu)化設計自動噴水滅火系統(tǒng)。在設計高層建筑自動噴水滅火系統(tǒng)的時候，應當于走道設置噴頭。這是因為走道是發(fā)生火災之后，人們的主要逃生通道，設置噴頭有利于加快滅火，需嚴格按照相關規(guī)定來設置。噴頭和配水管需要進行有效連接，走道只限水管和走道噴頭要相匹配。與此同時，在鋪設管線的時候還要考慮暖氣管道、電力設備線路等內容。要充分發(fā)揮配水管減壓設備的作用，需基于高層建筑的高度和其水力受損狀況，來計算水泵揚程，制定適宜的減壓方案。安裝試水裝置的時候應當將其放置于滅火系統(tǒng)末端，需確定噴水口流量，匹配試水裝置，與此同時還要做好排水工作，防止淹水。除此之外，還應當重視信號閥和穩(wěn)壓泵的設計，需要在不同防火分區(qū)干管的始端設置信號閥，以便于一旦發(fā)生火災事故的時候，能夠作出及時報警，發(fā)射信號，啟動自動噴淋泵。設置穩(wěn)壓泵的時候則需要有效把控出水狀況，可適當太高水箱位置，控制供水揚程。

結語：

總而言之，在進行高層建筑給排水和消防系統(tǒng)設計的時候，應當做到具體問題具體分析，嚴格按照相關標準規(guī)定來執(zhí)行作業(yè)，根據高層建筑工程的實際情況，來選擇適宜的給排水和消防系統(tǒng)設計方案，保障高層建筑給排水系統(tǒng)的正常運行，為消防工作提供充足的水源，提高高層建筑工程的安全性。

參考文獻：

[1]楊曦，宋超.高層建筑給排水和消防給水系統(tǒng)的設計探討[J].智能城市，2018：31-32.

[2]李小紅.高層建筑給排水消防系統(tǒng)設計要點及關鍵技術研究[J].大科技，2019：291.

[3]李茴.高層建筑給排水及消防系統(tǒng)設計的相關探討實踐思考[J].建筑工程技術與設計，2018：3244.

[4]劉娜.針對消防安全的高層建筑給排水系統(tǒng)設計探究[J].建材與裝飾，2020：99-100.