高層民用建筑的消防給排水設(shè)計要點研究

馮有鳳

蘇州建設(shè)（集團）規(guī)劃建筑設(shè)計院有限責(zé)任公司 江蘇 蘇州 215006

城市中的高層民用建筑因自身結(jié)構(gòu)特點，容易出現(xiàn)火災(zāi)事故，而高層民用建筑施工建設(shè)中，需要眾多施工建設(shè)者參與，所應(yīng)用的機械設(shè)備十分復(fù)雜，加之建筑內(nèi)部通風(fēng)性能較差，各種電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦操作不當(dāng)，會引發(fā)高層民用建筑火災(zāi)問題?，F(xiàn)階段，各級政府已經(jīng)對城市民用建筑供水交換系統(tǒng)建設(shè)給予高度重視，進一步解決特殊情況下高層民用建筑火災(zāi)問題，然而，建設(shè)企業(yè)也要加以重視，全面分析消防系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，有效解決高層民用建筑消防給排水設(shè)計問題，保障消防給排水系統(tǒng)的基本性能，提高火災(zāi)情況下的滅火效率。

1 高層民用建筑火災(zāi)的基本特征

1.1 功能十分復(fù)雜，火災(zāi)風(fēng)險高

高層民用建筑常常具備多種功能，居民人數(shù)相對較多，人為火災(zāi)風(fēng)險高。建筑物施工標(biāo)準(zhǔn)比較高，裝飾物相對豐富，存在許多可燃物，使?jié)撛诘娘L(fēng)險隱患增加。

1.2 火情蔓延速度快

因功能要求，高層民用建筑均設(shè)置樓梯、電梯井、給排水、通風(fēng)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等多個管道井，如若防火分隔或者防火管理不當(dāng)，出現(xiàn)火情時這些豎向通道會變成一座高大的“煙囪”，變成火勢快速發(fā)展的通道。根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)[1]，一座100米的高層民用建筑，在沒有阻擋的情況下，僅僅30秒煙氣就能順著豎井蔓延到頂層。

1.3 居民疏散難度比較大

由于高層民用建筑層數(shù)比較多，垂直距離比較大，疏散至地面或者其他安全場所的時間比較長。疏散通道相對有限，人流相對集中，容易出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象，導(dǎo)致人員受傷，疏散速度相對較慢。如若出現(xiàn)火情事故，蔓延速度比較快，用于安全疏散的時間比較短，居民疏散難度比較大。

2 高層民用建筑消防給排水設(shè)計的基本要求

在城市化大背景下，高層民用建筑屢見不鮮，其中對于18層或者低于18層的高層建筑，因整個建筑內(nèi)部過道隔墻與建筑門窗設(shè)計，容易影響消防栓的應(yīng)用，為此，在高層建筑結(jié)構(gòu)之中，每層不能大于8戶的情況下，需要設(shè)定兩根消防管路，并設(shè)計一根輔助管道，通過運用減壓閥減壓分區(qū)裝置的消火栓設(shè)置模式，能夠確保在火災(zāi)險情發(fā)生時，有效保護建筑物。

在高層民用建筑消防給排水設(shè)計過程中，需對特殊建筑結(jié)構(gòu)加以關(guān)注，把同流水直接排放至消防池，并在管網(wǎng)壓力不穩(wěn)的狀況下，確保整個供水具有平穩(wěn)性。水通過消防水池進入到水泵過程，需要利用單管供水線路，對供水進行深入分析，明確給水栓消火栓水柱的長度，使消火栓位置均在合理范圍之內(nèi)。針對無法利用建筑物自身結(jié)構(gòu)當(dāng)作建筑水池或池底，應(yīng)明確消火栓水槍水柱的壓力參數(shù)。經(jīng)實踐驗證分析[2]，在高層民用建筑消防給排水設(shè)計過程中，不能運用常規(guī)的半徑畫圓方式明確消火栓具體位置，如若建筑高度大于100米，高層民用建筑不能低于13米，明確水槍的水柱最高長度，合理設(shè)計消防用水。為此，在設(shè)計期間，需借助水柱水平投影設(shè)備或者水龍帶長度，合理測量消防栓保護半徑的位置，如若建筑高度小于100米，實際設(shè)置長度也要大于13米。

如若在進入泵房前，把引入管道相互連接好，合理的測量方式為確保消防水池與高層民用建筑兩路供水提供便利條件。當(dāng)整個供水量補充方面處于完整狀態(tài)，在高層民用建筑施工建設(shè)時，應(yīng)對高層民用建筑消防給排水設(shè)計進一步考慮火災(zāi)延續(xù)時長，利用同流管道的壓力變化、管道補水量基本要求，合理設(shè)計消防水池，另外，還要注重對整個消防用水量的考量。與此同時，在此項設(shè)計環(huán)節(jié)中，需避免對居民生活用水造成影響，確保消防水泵接入到消防管道網(wǎng)之中，使消防用水和居民用水相互分離。在部分高層民用建筑消防給排水工程設(shè)計中，容易面對管道網(wǎng)絡(luò)設(shè)計不當(dāng)?shù)葐栴}，因高層建筑立面設(shè)計方式的影響，促使高層民用建筑頂層消防管道連接形成水平環(huán)路，且在附近多個區(qū)域中安裝相應(yīng)的消火栓裝置，導(dǎo)致整個滅火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得十分復(fù)雜。

3 現(xiàn)階段高層民用建筑消防給排水設(shè)計的實際情況

高層民用建筑振動源比較多，用水要求相對較高，排水體量比較大，這也對消防給排水設(shè)計提出許多要求標(biāo)準(zhǔn)，但是在消防給排水設(shè)計過程中，面臨許多問題，具體問題如下。

3.1 消防水泵接合設(shè)備的設(shè)計情況

在設(shè)計消防水泵接合器設(shè)計過程中，未能滿足有關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)，消防水泵接合設(shè)備的設(shè)計需要方便消防車應(yīng)用。但事實上，消防水泵接合設(shè)備的設(shè)計通常位于地溝邊、墻角等十分隱蔽位置，消防車無法靠近，如此一來，使實際操作難度增大。同時，高層民用建筑消防水設(shè)計中，單獨修建的消防水泵房沒有考量耐火級別[3]；附近的消防水泵房設(shè)置于地下三層或者是室內(nèi)面與室外出入口地坪高差超過10米的地下樓層；疏散門沒有直接通向室外或者安全出口；沒有對防水淹技術(shù)的運用加以考量等。

3.2 消防水泵的設(shè)計情況

消防水泵參數(shù)的選取沒有對高層民用建筑未來發(fā)展需求加以考量，例如部分建筑首層、二層屬于商業(yè)，三層以上屬于住宅，在設(shè)計過程中，首層與二層隔成小間作為商業(yè)服務(wù)點，在消防水泵選取時，經(jīng)常根據(jù)高層民用住宅建筑選擇；如若日后業(yè)務(wù)由于經(jīng)營需要把隔間打通，如此一來，首層與二層變成商業(yè)，進而對消防水泵用水量有不同需求，需要設(shè)計工作者遵循預(yù)計性原則，合理進行消防水泵的選取。

3.3 消防水池的設(shè)計情況

高層民用建筑消防給排水的消防水池設(shè)計期間未能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，例如，消防水池容量問題，經(jīng)常面臨偏小情況，根本原因是設(shè)計工作者在消火栓用水量、火災(zāi)延續(xù)時長等方面沒有達成統(tǒng)一。部分高層民用建筑只是增設(shè)自動噴水滅火裝置，但是消防水池的容積量未能適當(dāng)增加。另外，對消防水池容量設(shè)計比較大，也會導(dǎo)致水資源的浪費，有關(guān)消防水池的設(shè)計問題需要加以重視。

3.4 水箱高度的設(shè)計情況

高層民用建筑消防給排水在水箱高度設(shè)計期間也面臨一定缺陷，主要是未能與最高點靜水壓力要求相符合。消防水箱的作用能夠存儲早期撲滅火災(zāi)消防用水，以便滿足消防水泵啟動之后取水填滿管道的時長，在水箱高度設(shè)計符合要求的情況下，才能確?；馂?zāi)成功撲救。

3.5 消火栓的設(shè)計情況

高層民用建筑消火栓設(shè)計也面臨一定問題，消火栓口徑設(shè)計未能達到統(tǒng)一[4]；同時對消火栓設(shè)備的維護管理未能滿足要求，促使消火栓生銹、水帶破裂等問題較為常見，影響火災(zāi)救助效果。在高層民用建筑消防給排水設(shè)計過程中，當(dāng)前消火栓設(shè)計不滿足相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)的情況十分多見。例如，沒有設(shè)計室外消火栓裝置，且室內(nèi)消火栓裝置設(shè)計不符合要求；在建筑高度超過27的高層民用建筑，只涉及干式消防豎管與不帶消火栓箱DN65室內(nèi)消火栓；在人員相對集中且建筑高度超過100米的高層民用建筑之中，未能進行消防軟管卷盤、消防水龍等設(shè)施建設(shè)。

3.6 自動噴水防火的設(shè)計情況

在高層民用建筑消防給排水設(shè)計中，有關(guān)自動噴水防火儀器的設(shè)計作為重點，設(shè)計工作者需對諸多因素加以考量，才能合理判斷與制定可行設(shè)計方案，積極展現(xiàn)儀器設(shè)備的應(yīng)用作用。但實際上，部分設(shè)計工作者沒有事實判斷依據(jù)，習(xí)慣運用固有的思路加以設(shè)計。例如，少數(shù)高層民用建筑原本沒有吊頂，但是在設(shè)計過程中，依然根據(jù)有吊頂?shù)乃悸芳右匝b置考量，導(dǎo)致其容易出現(xiàn)問題。

3.7 電梯坑排水的設(shè)計情況

為了確保消防電梯有序運作，給救人、滅火帶來方便，需要高層民用建筑消防給排水設(shè)計工作者需注重對消防電梯排水系統(tǒng)的考量?，F(xiàn)如今，多數(shù)高層民用建筑工程建設(shè)，潛污泵通常設(shè)計于消防電梯底坑之中，潛污泵維修過程中，消防電梯需要暫時停用，從而使消防電梯無法有序運作，如若高層民用建筑出現(xiàn)火災(zāi)事故，容易對居民的人身健康造成極大危害。為此，消防給排水時間比較長，且高層民用建筑消防排水存水量較為充足，容易出現(xiàn)倒流情況，在消防電梯集水井設(shè)計過程中，需運用防返溢技術(shù)。

4 高層民用建筑消防給排水設(shè)計的基本要點

4.1 高層建筑消防給排水系統(tǒng)的設(shè)計要點

多數(shù)排水泵分布于高層民用建筑地下室之中，在排水設(shè)計過程中，需對消防壓力底層位置加以考量，為此，怎樣選取水泵類型非常關(guān)鍵。與此同時，需依照水源的實際流向、流量大小，保障排水管道通過靜水壓力測驗，以便選取符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的管道，同時利用適當(dāng)?shù)匿佋O(shè)方法，避免消防用水在高層民用建筑中出現(xiàn)沉積、滲透情況，導(dǎo)致電路二次事故發(fā)生。

4.2 消防水泵房的設(shè)計要點

在水泵房設(shè)計過程中，需對消防水泵房形成的壓力因素加以考量，合理運用減壓系統(tǒng)，避免能源的過度損耗。把水泵房設(shè)計在適當(dāng)?shù)奈恢茫苡行Ч?jié)省救援時間，減少居民財產(chǎn)的損失。如若在第一層，需把泵房逃離門和建筑室外相互連接；如若在地上或者建筑物上層，應(yīng)把泵房逃離門和建筑物安全出口相互連接，以便確保在高層民用建筑出現(xiàn)火災(zāi)事故時，有充足的消防水資源，符合火災(zāi)救援的基本要求，避免火災(zāi)的蔓延。與此同時，在應(yīng)用消防材料時，需根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)加以選取，避免由于應(yīng)用不符合要求的材料，而耽誤火災(zāi)救援。除此之外，在供水管道中也要裝置控制閥、出水閥，保證出水壓力與流量均保持在可控范圍之中。

4.3 自動噴水滅火裝置的設(shè)計要點

在科學(xué)技術(shù)水平日益提升的今天，高層民用建筑消防給排水中的自動噴水滅火裝置十分重要?？膳浜蟼鞲衅餮b置，在火災(zāi)出現(xiàn)后，及時運用滅火裝置，能有效控制火災(zāi)蔓延的程度，爭取更多的救火時間。自動噴水滅火裝置主要由走道噴頭、信號閥、配水管入口減壓裝置等設(shè)備組成。其一，需要走道噴頭保持不超過8個，使噴頭和其他支線相互連接，確保直線水管和噴頭相配合。其二，試水儀器位于排水滅火系統(tǒng)的末端，為了避免出現(xiàn)漏水事故，需對試水儀器的參數(shù)加以調(diào)配，同時選取適當(dāng)?shù)脑囁堋Ｆ淙鰤罕迷陂L期應(yīng)用后，會出現(xiàn)自然損耗情況，如若在經(jīng)濟條件允許的情況下，可利用高壓水箱，使其壓力保持穩(wěn)定。在設(shè)計過程中，需合理評估增壓泵最大與最小揚程范圍，如若最大揚程范圍比較大，容易使最下層管網(wǎng)壓力增大，也會導(dǎo)致消防栓出口壓力增大。為此，需要通過多次實驗，合理控制增壓泵最大揚程，使其保持合理范圍之內(nèi)。其四，信號閥發(fā)揮著火災(zāi)信號傳輸?shù)淖饔?，把其安裝在警報設(shè)備出口位置，能夠提醒有關(guān)觀測工作者與高層居民加強防護，避免火災(zāi)蔓延；另外，也要確保信號閥和噴水系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，保證在遇到火情時使自動噴水系統(tǒng)有序運作，在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)火情，控制火情發(fā)展。其五，在配水管入口的減壓儀器中，需把高層民用建筑因高度而形成的損失納入到考量范圍之中。

4.4 消火栓的設(shè)計要點

消火栓作為高層民用建筑消防給排水設(shè)計的重要一環(huán)。一般情況下，需把高層建筑的消火栓裝置在顯著位置，也就是便于操作的空曠區(qū)域，并保證保護箱外部沒有任何遮擋物或者裝飾品；在建筑中的相同防火區(qū)域之中，對于單獨的消火栓無法進行雙出口管道連接，否則不但難以達到雙重水柱滅火的目的，還有可能降低水壓和水量，使滅火性減弱；如若消火栓處于不同區(qū)域位置，不能利用其他區(qū)域的消火栓；在房間內(nèi)外需設(shè)置不同類型的消火栓，也不能出現(xiàn)混用、借用等行為；消火栓滅火半徑不能超出兩道房門。根據(jù)有關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)[5]，需確保各個消火栓的2只管道與2只滅火管道均在相同區(qū)域內(nèi)任意位置，以便控制火情發(fā)展。通常情況下，消火栓設(shè)計位置不能超出30米。

4.5 消防控制室的設(shè)計要點

現(xiàn)如今，高層民用建筑消防控制室設(shè)計需要滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，也就是單獨修建的消防控制室耐火等級不能少于二級；附近的消防控制室應(yīng)設(shè)置在首層或者地下一層，并與外墻相互靠近；疏散門也要直接通向室外或者安全出口。與此同時，消防控制室中的設(shè)施布置、不同功能需滿足當(dāng)前國家頒布的《消防控制室通用技術(shù)要求》要求，并考量到電磁干擾及其他容易影響消防控制室內(nèi)儀器有序運作的因素，通常情況下，消防控制室內(nèi)的消防設(shè)置，如火災(zāi)報警控制系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明與疏散指示系統(tǒng)控制設(shè)備、擁有相關(guān)功能組合儀器等，同時消防設(shè)施也要滿足我國市場準(zhǔn)入機制的產(chǎn)品，各個消防設(shè)施之間需符合系統(tǒng)兼容的基本要求。除此之外，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)實情況、技術(shù)運用、經(jīng)濟因素等，可設(shè)計2個或者2個以上的消防控制室，并明確主消防控制室與分消防控制室。其中，主消防控制室的消防設(shè)置能夠控制分消防控制室消防設(shè)施，且各個分消防控制室的消防儀器支持相互傳輸、信息顯示，但是不能相互控制。

4.6 其他設(shè)計的要點

在高層民用建筑給排水設(shè)計期間，需做到分配設(shè)計，合理應(yīng)用消防電梯與客貨電梯，或者分開配置且應(yīng)用消防電梯前室和防煙樓梯前室內(nèi)，同時利用開放式防火門。這對消防設(shè)施而言，其運用被放置在十分顯著的區(qū)域，以便出現(xiàn)火情時有關(guān)人員及時找出，也不能為了美觀性，把消防設(shè)施設(shè)計到拐角、暗部等不容易察覺的地方，使消防儀器的應(yīng)用價值減弱。另外，應(yīng)注重高層民用建筑的日常消防安全管控，從而解決消防設(shè)施的鎖具生銹、水帶老化等問題。對部分高層民用建筑的市政供水量難以負(fù)荷消防用水量的問題，需配備相應(yīng)的消防水池，促使在火災(zāi)發(fā)生后，滿足實際的消防用水量要求。

5 結(jié)束語

現(xiàn)階段，高層民用建筑物愈發(fā)常見，社會大眾的生活品質(zhì)得到良好改善，社會大眾的安全意識也進一步提升。在對高層民用建筑給排水消防設(shè)計加以研究中，需確保高層民用建筑的安全性能，強化高層建筑給排水消防系統(tǒng)的設(shè)計效果，避免火災(zāi)事故的發(fā)生。為此，設(shè)計工作者需要提高重視意識，做好高層民用建筑給排水消防裝置，使設(shè)計能夠及時保護居民的生命安全，將安全風(fēng)險降到最低，避免火災(zāi)事故的發(fā)生，保護好居民的居住安全，從根本上提高高層民用建筑的安全性、可靠性、有效性，為社會大眾構(gòu)建和諧的居住環(huán)境。