高層建筑給排水消防設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)探究

朱銳

摘要：城市化水平的逐漸提高，使城市人口不斷增加，在城市建筑用地越來越緊張的情況下，高層建筑的使用逐漸增多，給消防工作帶來了新的壓力。給排水消防設(shè)計是高層建筑建設(shè)過程中重要的設(shè)計施工項目，需要設(shè)計人員把握設(shè)計要點，做好設(shè)計工作。高層建筑的給排水設(shè)計影響著人們居住、辦公環(huán)境的安全性，因此本文從高層建筑的給排水消防設(shè)計內(nèi)容出發(fā)，找到目前給排水設(shè)計中存在的問題，并分析了高層建筑給排水消防設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)，希望對設(shè)計工作有所助益。

關(guān)鍵詞：高層建筑;給排水;消防設(shè)計;關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TU972? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2021）02-0010-02

近年來，高層建筑的發(fā)展給建筑設(shè)計和技術(shù)應(yīng)用提出了更高的要求。在高層建筑設(shè)計中，給排水消防設(shè)計是重要的組成部分，關(guān)乎著人們的生命財產(chǎn)安全和建筑功能的有效發(fā)揮。雖然在平時給排水消防設(shè)計的作用體現(xiàn)不出來，但是一旦發(fā)生火災(zāi)，高層建筑就必須依賴自身的消防系統(tǒng)進行滅火作業(yè)，因此保證給排水消防設(shè)計合理有效，保證消防系統(tǒng)的正常運行是加強高層建筑消防能力的有力保障，是對人們生命財產(chǎn)的負責(zé)。

一、高層建筑給排水消防設(shè)計內(nèi)容

（一）給排水設(shè)備消防設(shè)計

在進行給排水設(shè)備的消防設(shè)計時，需要重視排水管道承受的壓力荷載，在進行給排水管道設(shè)計時，要盡量選擇管道壁中相對比較光滑的管道，這樣排水管壁不容易沉積污垢。選擇材質(zhì)時要盡量選擇導(dǎo)熱系數(shù)比較小、抗腐蝕性比較強的材質(zhì)，在進行管道布置時注重考慮整個高層建筑的建設(shè)布局，保證廚房給水設(shè)備等建筑設(shè)計不會受到影響。給排水設(shè)備的設(shè)計要根據(jù)建筑本身的結(jié)構(gòu)和需求來確定，這樣會比較符合建筑的具體需求。

（二）生活供水設(shè)計

高層建筑的生活供水主要包括廚房、衛(wèi)生間器具用水、浴室用水、洗衣機運作等用水，這些生活用水對水質(zhì)的要求比較高，需要符合國家的標(biāo)準(zhǔn)。高層建筑給水包括冷水和飲用水，冷水主要包括城市自備的水源和自來水，而一些高端的建筑社區(qū)或辦公大樓會安裝獨立的飲用水管，進行一番深度加工和處理后再提供給住戶或商戶。

（三）污水處理設(shè)計

目前在高層建筑的室內(nèi)污水管大多采用PVC管材，這種管材的價格相對而言比較低，一般地下管道采用的是鍍鋅鋼管，室外的排水管多使用塑料管。高層建筑污水的排放處理對于建筑的整體質(zhì)量有著直接的影響，近年來，一些高層建筑的污水處理設(shè)施設(shè)計不夠完善，設(shè)計不合理，所以在使用過程中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題[1]。

（四）給水系統(tǒng)消防設(shè)計

給水系統(tǒng)除了要滿足日常生活用水之外，還要滿足高層建筑的消防需求;所以給水系統(tǒng)的消防設(shè)計要滿足以下需求。因為高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，樓層越高救火的難度系數(shù)就越大;想要幫助居民或辦公人員盡快脫離困境就需要加強建筑中自救方式的設(shè)計。除此之外高層建筑還要保證滅火工具配備齊全且種類豐富，不僅要用水作為滅火的重要工具，其他滅火工具也要完整配備;并且根據(jù)建筑的實際情況，比如建筑高度、層數(shù)、復(fù)雜程度，合理設(shè)置足夠的消防設(shè)施，增加建筑的安全性。

（五）排水系統(tǒng)消防設(shè)計

排水系統(tǒng)的消防設(shè)計需要滿足以下條件：在火災(zāi)被成功撲滅后，要能夠迅速地將滅火所用的水排放掉，減少對建筑主體結(jié)構(gòu)的損害。要把雨水管道納入排水管道的設(shè)計中，并設(shè)計相應(yīng)的雨水管道返溢措施。做好消防排水泵的安全保護工作，避免排水進入水泵電機引發(fā)電機短路，導(dǎo)致排水系統(tǒng)難以正常運行。在高層建筑的重點消防區(qū)域設(shè)計專用的排水管道，對不同消防分區(qū)的排水進行合理的區(qū)隔，避免排水之間產(chǎn)生相互流通的現(xiàn)象。還要針對上層水滲漏問題進行整體設(shè)計，避免出現(xiàn)漏水等不良排水狀況影響建筑的主體，同時加大上層樓和地下室的排水預(yù)防工作力度。

二、高層建筑給排水消防設(shè)計存在的問題

（一）設(shè)計理念問題

設(shè)計人員作為高層建筑給排水消防設(shè)計的直接工作者，其設(shè)計理念直接影響著設(shè)計效果。但目前設(shè)計人員的設(shè)計理念還比較傳統(tǒng)，仍舊根據(jù)原本一般性建筑的設(shè)計習(xí)慣來進行高層建筑的給排水消防設(shè)計，在適配性上存在著問題，導(dǎo)致消防系統(tǒng)建設(shè)達不到預(yù)期的效果，影響高層建筑的消防安全性能。設(shè)計人員的專業(yè)水平也有待提升;隨著時代的發(fā)展，高層建筑給排水消防設(shè)計的相關(guān)專業(yè)知識也在不斷更新，需要設(shè)計人員開拓設(shè)計思維，及時學(xué)習(xí)補充自身的不足，增強建筑設(shè)計的專業(yè)能力。

（二）消火栓問題

由于高層建筑的給排水工程非常繁瑣，設(shè)備的正常運行有著很大的安全隱患。為了降低安全隱患，避免系統(tǒng)布置太過復(fù)雜，設(shè)計人員一般會選用減壓型消火栓，但是如果減壓型消火栓選擇不當(dāng)，也不會對給排水系統(tǒng)的運作起到推動的作用，還會出現(xiàn)滲水和漏水的情況影響給排水系統(tǒng)的正常運行。另外，室內(nèi)室外的消防設(shè)計不同，室外消防的用水量是按照建筑面積和房屋數(shù)量來核算;設(shè)計人員一旦計算錯誤，將會導(dǎo)致室外蓄水。在室內(nèi)的消防設(shè)計中，高層建筑共用消防水池、消防水箱，沒有在中間設(shè)置分段檢修閥門，一旦發(fā)生損壞，關(guān)斷二路閥門進水，會導(dǎo)致出現(xiàn)無水消防源，這不僅違反了設(shè)計要求，也會產(chǎn)生極大的安全隱患[2]。

（三）自動滅火系統(tǒng)設(shè)計問題

自動滅火系統(tǒng)是在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時自動噴水澆滅大火的重要消防設(shè)施。為了使消防系統(tǒng)能夠簡單易懂、操作方便，在高層建筑中沒有吊頂?shù)膱鏊舶惭b了直立噴頭，沒有對有吊頂和無吊頂?shù)慕ㄖM行設(shè)計的區(qū)分，且設(shè)計人員通常只在圖紙上進行了規(guī)劃，沒有實地考察，忽略了實際的施工需求。當(dāng)?shù)攸c與噴頭的距離太遠時，會出現(xiàn)感應(yīng)火情遲緩的狀況。而噴頭噴水距離很短，或者是出水量達不到標(biāo)準(zhǔn)、不符合要求時，會導(dǎo)致在發(fā)生火災(zāi)時不能很好地控制火勢，造成火勢蔓延。而且很多自動滅火系統(tǒng)的警鈴設(shè)置得不夠醒目、不夠規(guī)范，不容易被值班人員發(fā)現(xiàn)，有時發(fā)生火災(zāi)了自動滅火系統(tǒng)已經(jīng)啟動，但報警聲還不能被值班人員聽到，會延誤火情，在很大程度上增加了重大損失的發(fā)生率。

三、高層建筑給排水消防設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)

（一）消防供水、排水設(shè)計

消防供水和排水設(shè)計需要應(yīng)用消防供水技術(shù)與排水技術(shù)，保證設(shè)計的合理性。在進行消防供水設(shè)計時，要預(yù)想高層建筑發(fā)生火災(zāi)的具體情景，進而保證關(guān)鍵技術(shù)的有效運用。高層建筑火災(zāi)持續(xù)時間一般為2至3小時，室外的消防用水量約為每秒三十升，室內(nèi)每秒約為四十升。為了保證充足的消防水量，控制消防水池的安裝數(shù)量，減少消防系統(tǒng)設(shè)計的成本，需要設(shè)計循環(huán)水泵和導(dǎo)流墻，并在建筑的避難層設(shè)置中轉(zhuǎn)傳輸水箱，每層都要配備一個，每間隔兩層設(shè)置變頻加壓供水系統(tǒng)，用來緩解給水壓力，確保供水時管道水壓正常而穩(wěn)定。為了方便日常管理，設(shè)計人員要將公用的消防水池設(shè)計在較高的樓層，并在建筑群體的中心位置設(shè)計加壓泵。為了方便排水，或通過重力實現(xiàn)較高樓層的穩(wěn)定供水，可以將供水箱設(shè)置在頂樓;如果高層建筑長期處于氣溫較低的環(huán)境中，需要在屋頂設(shè)置消火栓供水環(huán)管道，確保能夠有效供水。在進行消防排水設(shè)計時，要求出排水量與用水量之間的比值，以便進行排水管的設(shè)計。如果排水系統(tǒng)的管道與其他管道有交叉，就要將排水管道設(shè)置在低于所有管道的最低點，盡量控制在供水管的下方，避免影響水壓。設(shè)計人員要給地下室的室內(nèi)進行地漏和污水泵的積水排出設(shè)計，從而保證消防水泵的合理有效安裝，保證良好的排水效果;還需要在消防電梯的位置設(shè)計好不高于基坑的排水集水池，使得排水管道預(yù)埋在該位置的相應(yīng)部位就能夠正常排水，要在消防電梯排水泵中設(shè)置備用泵，對消防電源進行科學(xué)的配置，并在電梯門口應(yīng)用擋水設(shè)施。

（二）消防水泵房和消防水池設(shè)計

合理設(shè)計消防水泵房有利于提升高層建筑給排水消防系統(tǒng)的運行效率，減小安全隱患。對于高層建筑的消防水泵房設(shè)計需要滿足以下條件：其一，要選擇安全可靠的設(shè)備，保證消防水泵的參數(shù)達到行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，具備良好的性能，能夠滿足高層建筑給排水消防設(shè)計的需求，同時節(jié)約資源降低損耗。其二，要做到導(dǎo)流墻的優(yōu)化設(shè)計，綜合評估導(dǎo)流墻的服務(wù)功能，保證其能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用。其三，要加強消防水泵房的電氣系統(tǒng)設(shè)計，根據(jù)電氣系統(tǒng)設(shè)備的大小和形態(tài)進行合理的配置，保證電氣系統(tǒng)能夠正常運行、滿足消防水泵房的需要。其四，合理有效地運用信息化技術(shù)手段把控水泵的運行，減少水泵的故障，拓寬水泵房的適用范圍。消防水池的儲水量有效容積需要控制在500立方米或以上，一般在高層建筑中需要設(shè)置兩個獨立的消防水池，每個水池分別設(shè)有出水管和連通管，管徑要符合消防給水需求[3]。在設(shè)計時要在吸水管附近設(shè)置導(dǎo)流槽，這樣在消防水池的水下降到最低位置時能夠和水泵相連，使水池沒有死角，始終處于消防用水充足的狀態(tài)。

（三）消火栓消防系統(tǒng)設(shè)計

在進行消火栓的室內(nèi)設(shè)計安裝、且給水來自室外水管時，需要對室外設(shè)置的消火栓進行水泵接合器的對接，最好采用一對一對接的方式;對于室內(nèi)水管給水的室內(nèi)消火栓，其使用數(shù)量要參考室外設(shè)置消火栓的標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計室內(nèi)消火栓時采用二次加壓技術(shù)，要選用安全系數(shù)達標(biāo)與揚程符合系統(tǒng)壓力需要的消火栓，把消火栓設(shè)置在消防電梯室，保證消火栓設(shè)計的合理性。在進行消火栓設(shè)計時必須考慮消防總用水量和消防水頭的壓力，在做高層建筑的水網(wǎng)規(guī)劃時要考慮水管的強度和水壓。采用不分區(qū)式給水方式進行設(shè)計時，要將外網(wǎng)進水壓的最小值作為主要參數(shù)，根據(jù)最高壓實施校核。采用分區(qū)式給水，在外網(wǎng)供水正常且能滿足其他部分建筑的消防需求，并能直接抽水時，低層的所有消火栓可以依靠外網(wǎng)給水，高層要使用水泵輔助抽水，通過加壓管網(wǎng)實現(xiàn)有效供水。

（四）自動滅火系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計自動滅火系統(tǒng)時，要保證噴淋頭的位置和數(shù)量設(shè)計合理，符合國家和建筑行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn);在噴淋頭安裝完畢后要馬上檢驗噴淋效果，避免設(shè)計不當(dāng)。噴淋頭設(shè)計要根據(jù)建筑物的高度和噴淋給水管水損失情況來考慮，對系統(tǒng)中的入水壓力進行科學(xué)的調(diào)整。根據(jù)建筑有無吊頂需要選擇不同的噴淋頭，直立狀噴淋頭只適合無吊頂?shù)慕ㄖ?。設(shè)計人員還應(yīng)考慮到高層建筑中電力設(shè)備和暖氣管道的安全設(shè)置問題，將噴淋頭設(shè)置在遠離這些設(shè)備的方便之地[4]。警鈴不能設(shè)置在樓道里，容易影響鈴音的傳播效果;報警閥要與管道相連，要求管道長度在20米或以上。

四、結(jié)語

綜上所述，高層建筑的給排水消防設(shè)計是為居民和辦公人員提供消防安全保障的關(guān)鍵設(shè)計，隨著建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的提高，設(shè)計人員要不斷更新設(shè)計理念，學(xué)習(xí)新的設(shè)計方法，掌握消防設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)，從而科學(xué)合理地進行設(shè)計，降低高層建筑的消防安全隱患。

參考文獻：

[1]朱明潔.關(guān)于高層建筑給排水消防設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)分析[J].技術(shù)論壇，2019（2）：416-416.

[2]楊濤，王金濤.對于高層建筑給排水消防設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)的探究[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版），2018（2）：297-297.

[3]宋建江.關(guān)于高層建筑給排水消防設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)的分析[J].消防界（電子版），2018（17）：57-57.

[4]王斌.高層建筑給排水消防設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)微探[J].引文版：工程技術(shù)，2016（98）：72-72.