高層建筑給排水和消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探討

宋美清

【摘要】隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速進(jìn)步和人民生活水平的不斷提高，也促進(jìn)了城市化的深化，城市的土地資源日益緊張，促使中國(guó)高層建筑的規(guī)模和數(shù)量不斷上升。與普通建筑相比，高層建筑的空間利用率更高，功能更全面，非常符合城市化的發(fā)展需要。但與此同時(shí)，高層建筑中各種系統(tǒng)所面臨的問(wèn)題卻遠(yuǎn)高于普通建筑，其中給排水和消防給水系統(tǒng)就是其中的重要領(lǐng)域之一。

【關(guān)鍵詞】高層建筑;給排水系統(tǒng);消防給水系統(tǒng)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.040

1、高層建筑給排水及消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1.1高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

高層建筑供水系統(tǒng)的目的是為消防提供水資源，保證高層建筑用戶和居民的人身和財(cái)產(chǎn)安全。在設(shè)計(jì)高層建筑消防給水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮建筑本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和建筑內(nèi)用戶用水需求的變化，從而科學(xué)有效地進(jìn)行設(shè)計(jì)。一、設(shè)計(jì)原則要注意自救方式。高層建筑所在區(qū)域發(fā)生火災(zāi)，救援難度極大。樓層越高，救援人員第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)會(huì)比較困難，外部消防設(shè)施也很難發(fā)揮效用。因此，居民必須避免火災(zāi)造成的損害。其中，自救功能主要通過(guò)在廚房安裝自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，在地下車庫(kù)安裝垂直噴水滅火系統(tǒng)，在辦公室安裝吊頂式噴水滅火系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)這些消防設(shè)施有效時(shí)，可以幫助人們快速逃離火災(zāi)，贏得更多的救援時(shí)間;二是設(shè)計(jì)原則上還需要配備更多的其他消防工具，綜合考慮高層建筑可能出現(xiàn)的各種火災(zāi)類型，并配合相應(yīng)的消防設(shè)施。例如，安裝室內(nèi)消防栓、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、便攜式滅火器等。，進(jìn)一步確保用戶的生命和財(cái)產(chǎn)安全;第三，高層建筑消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則還應(yīng)包括其他消防工具的使用。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，增加滅火工具可以進(jìn)一步提高消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)有效性，如設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)跟蹤系統(tǒng)、建筑防排煙系統(tǒng)、手動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)或防火門等。

1.2高層建筑消防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

高層建筑消防排水系統(tǒng)的目的是有效消除滅火過(guò)程中使用的水，防止水大量積聚，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)阻礙逃生，同時(shí)避免高層建筑內(nèi)的財(cái)產(chǎn)因浸泡時(shí)間長(zhǎng)而受損。為了提高消防排水系統(tǒng)的功能，高層建筑消防排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不能僅僅依靠雨水排水管道，這主要是因?yàn)橛晁潘艿赖呐潘坑邢?，消防用水集中且大，同時(shí)會(huì)有大量雜物。單獨(dú)的雨水排水管道不能滿足排水量的需求，但容易堵塞。因此，有必要為高層建筑設(shè)計(jì)一套獨(dú)立的消防排水系統(tǒng)。設(shè)計(jì)原則既要考慮排水通暢性的提升，又要考慮溢流現(xiàn)象，避免雨水侵入。此外，消防排水系統(tǒng)也將使用電力系統(tǒng)。只有保持供電穩(wěn)定，排水系統(tǒng)的功能才能得到提升。

2、高層建筑給排水及消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

2.1室外消火栓系統(tǒng)的安全問(wèn)題

高層建筑室外消火栓主要依靠當(dāng)?shù)厥姓┧到y(tǒng)，在設(shè)計(jì)中與市政和水務(wù)部門溝通，可以充分保證室外消火栓系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

2.2室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的安全問(wèn)題

根據(jù)高層建筑的特點(diǎn)，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)一般分為兩個(gè)區(qū)域，低區(qū)1-16層，高區(qū)17層以上。不同地區(qū)的供水分別按照供水方式來(lái)保證。在設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑的水箱應(yīng)至少為20立方米，高度設(shè)計(jì)應(yīng)滿足6米以上消火栓的靜水壓力。

2.3自動(dòng)噴水滅火設(shè)備的選擇

根據(jù)我國(guó)的建筑特點(diǎn)，民用建筑的火災(zāi)等級(jí)一般為中等危險(xiǎn)等級(jí)，因此在安裝和設(shè)計(jì)噴淋泵時(shí)，應(yīng)按噴淋壓力最不利的原則進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)。在計(jì)算噴水范圍時(shí)，不僅要考慮高層建筑的高度水平，還要充分考慮火災(zāi)發(fā)生時(shí)工作過(guò)程中可能出現(xiàn)的水分損失。根據(jù)我國(guó)目前的水平和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，高層建筑中配水管入口處的水壓不應(yīng)低于400 kPa。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需要充分考慮消防設(shè)備末端的試水裝置、相關(guān)壓力表或噴嘴是否有效連接。只有經(jīng)過(guò)測(cè)量和計(jì)算，才能確定系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能承受的工作壓力。

2.4管道和增壓泵設(shè)計(jì)問(wèn)題

為了保證消防系統(tǒng)用水的可靠性和安全性，必須對(duì)管道和增壓泵進(jìn)行充分的設(shè)計(jì)和布置。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分注意室內(nèi)消防管網(wǎng)之間的有效連接，選擇安全可靠的環(huán)形管網(wǎng)材料。不僅在本設(shè)計(jì)中，還應(yīng)考慮在消火栓和水壓處于最不利點(diǎn)的情況下，選擇使用小型增壓泵，以保證在發(fā)生緊急火災(zāi)時(shí)，增壓泵能夠快速啟動(dòng)。

3、高層建筑給排水及消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

3.1選擇使用優(yōu)質(zhì)供水管道材料

高層建筑樓層高、空間距離大、建筑重量大，導(dǎo)致供水管道不僅需要承受強(qiáng)大的靜水壓力，還需要承受較大的建筑樓層壓力。在選擇供水管道設(shè)備的材料時(shí)，必須充分考慮這些條件。材料不僅要有良好的耐腐蝕性，還要有很強(qiáng)的物理強(qiáng)度，以達(dá)到很高的抗壓強(qiáng)度。目前大部分的供水管都是塑料的。雖然質(zhì)量輕，但它們的使用壽命和耐腐蝕性都很強(qiáng)，比金屬管更經(jīng)濟(jì)有效。

3.2科學(xué)選擇供水方式

目前業(yè)界常用的高層建筑給水設(shè)計(jì)方法有很多，包括高位水箱、減壓隔斷、無(wú)水箱變頻泵等。不同的方法各有利弊，需要根據(jù)建筑的實(shí)際特點(diǎn)來(lái)選擇使用。其中高位水箱的供水方式需要泵房?jī)?nèi)的離心泵供水，在火災(zāi)發(fā)生前高位水箱內(nèi)要儲(chǔ)存一定量的水，以保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)能立即投入使用。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，成本低。但是由于水箱中水的流動(dòng)性差，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)產(chǎn)生污染，所以這種方法更適合經(jīng)常使用消防設(shè)備的環(huán)境。減壓分區(qū)是指使用減壓設(shè)備進(jìn)行減壓治療。水箱安裝在高層建筑的不同區(qū)域。水泵將水倒入高層建筑的主水箱，實(shí)現(xiàn)水從高層水箱流向低層水箱。管道風(fēng)機(jī)安裝減壓閥，水通過(guò)減壓閥后流入不同區(qū)域的管道系統(tǒng)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是維護(hù)方便，性能可靠。變頻泵主要利用變頻器的自動(dòng)化功能，在沒(méi)有水箱的情況下運(yùn)行，變頻器通過(guò)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制水量。這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約水資源，但成本高，易受外界干擾。

3.3排水系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)

一般情況下，建筑物的排水系統(tǒng)主要用于排放生活污水、生產(chǎn)廢水、雨水等。目前常見(jiàn)的主排水系統(tǒng)是中水系統(tǒng)，可以處理工業(yè)廢水，實(shí)現(xiàn)排放和回用。但在高層建筑中，中水系統(tǒng)成本極高，水質(zhì)難以保證。目前，業(yè)界更重視同層排水系統(tǒng)的使用。在高層建筑的某一樓層安裝居民共用的水封管件，既能保證操作維護(hù)的方便，又能為居民提供最好的供水。它還具有操作方便、使用時(shí)噪音污染小的優(yōu)點(diǎn)。同層排水方式的使用，需要選擇密封性能好的管道材料，以保證整個(gè)系統(tǒng)排水順暢。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，建議采用排水通風(fēng)的設(shè)計(jì)方法。

結(jié)束語(yǔ)：

高層建筑在我國(guó)城市建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，這也促進(jìn)了我國(guó)相關(guān)建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步。特別是高層建筑的給排水和消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)，必須逐步實(shí)現(xiàn)環(huán)保、智能化、多功能、人性化，滿足更多的功能要求和安全保障，才能進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)高層建筑工程行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

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