高層建筑給排水消防設計關鍵技術分析

蔣超安

摘要：高層建筑結構具有施工技術要求高、建設成本投入多、施工結構復雜等特點，且在施工過程中，還有可能面臨各種各樣的未知因素。給排水消防系統(tǒng)是高層建筑施工中的關鍵性內容，要求相關工作人員綜合考慮各種因素，對消防給排水系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，同時還要實現對各種現代化先進技術的積極應用，從多個角度入手，對技術的科學性與合理性進行綜合評估，使其更好的滿足高層建筑建設需求。鑒于此，本文主要對高層建筑給排水消防系統(tǒng)設計關鍵技術進行了研究與分析。

關鍵詞：高層建筑;給排水;消防設計;關鍵技術

近年來，高層建筑的發(fā)展給建筑設計和技術應用提出了更高的要求。在高層建筑設計中，給排水消防設計是重要的組成部分，關乎著人們的生命財產安全和建筑功能的有效發(fā)揮。雖然在平時給排水消防設計的作用體現不出來，但是一旦發(fā)生火災，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，是對人們生命財產的負責。

一、高層建筑給排水消防設計內容

（一）給排水設備消防設計

在進行給排水設備的消防設計時，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。選擇材質時要盡量選擇導熱系數比較小、抗腐蝕性比較強的材質，在進行管道布置時注重考慮整個高層建筑的建設布局，保證廚房給水設備等建筑設計不會受到影響。給排水設備的設計要根據建筑本身的結構和需求來確定，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的要求比較高，需要符合國家的標準。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）污水處理設計

目前在高層建筑的室內污水管大多采用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量有著直接的影響，近年來，一些高層建筑的污水處理設施設計不夠完善，設計不合理，所以在使用過程中難免會出現這樣那樣的問題。

（四）給水系統(tǒng)消防設計

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)的消防設計要滿足以下需求。因為高層建筑一旦發(fā)生火災，樓層越高救火的難度系數就越大;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;并且根據建筑的實際情況，比如建筑高度、層數、復雜程度，合理設置足夠的消防設施，增加建筑的安全性。

（五）排水系統(tǒng)消防設計

排水系統(tǒng)的消防設計需要滿足以下條件：在火災被成功撲滅后，要能夠迅速地將滅火所用的水排放掉，減少對建筑主體結構的損害。要把雨水管道納入排水管道的設計中，并設計相應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，避免排水之間產生相互流通的現象。還要針對上層水滲漏問題進行整體設計，避免出現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防工作力度。

二、高層建筑給排水消防設計存在的問題

（一）設計理念問題

設計人員作為高層建筑給排水消防設計的工作者，其設計理念直接影響著設計效果。但目前設計人員的設計理念還比較傳統(tǒng)，仍舊根據原本一般性建筑的設計習慣來進行高層建筑的給排水消防設計，在適配性上存在著問題，導致消防系統(tǒng)建設達不到預期的效果，影響高層建筑的消防安全性能。設計人員的專業(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計的相關專業(yè)知識也在不斷更新，需要設計人員開拓設計思維，及時學習補充自身的不足，增強建筑設計的專業(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)布置太過復雜，設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，也不會對給排水系統(tǒng)的運作起到推動的作用，還會出現滲水和漏水的情況影響給排水系統(tǒng)的正常運行。另外，室內室外的消防設計不同，室外消防的用水量是按照建筑面積和房屋數量來核算;設計人員一旦計算錯誤，將會導致室外蓄水。在室內的消防設計中，高層建筑共用消防水池、消防水箱，沒有在中間設置分段檢修閥門，一旦發(fā)生損壞，關斷二路閥門進水，會導致出現無水消防源，這不僅違反了設計要求，也會產生極大的安全隱患。

（三）自動滅火系統(tǒng)設計問題

自動滅火系統(tǒng)是在高層建筑發(fā)生火災時自動噴水澆滅大火的重要消防設施。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的場所也安裝了直立噴頭，沒有對有吊頂和無吊頂的建筑進行設計的區(qū)分，且設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。當地點與噴頭的距離太遠時，會出現感應火情遲緩的狀況。而噴頭噴水距離很短，或者是出水量達不到標準、不符合要求時，會導致在發(fā)生火災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)的警鈴設置得不夠醒目、不夠規(guī)范，不容易被值班人員發(fā)現，有時發(fā)生火災了自動滅火系統(tǒng)已經啟動，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計的關鍵技術

（一）消防供水、排水設計

消防供水和排水設計需要應用消防供水技術與排水技術，保證設計的合理性。在進行消防供水設計時，要預想高層建筑發(fā)生火災的具體情景，進而保證關鍵技術的有效運用。高層建筑火災持續(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量，減少消防系統(tǒng)設計的成本，需要設計循環(huán)水泵和導流墻，并在建筑的避難層設置中轉傳輸水箱，每層都要配備一個，每間隔兩層設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，設計人員要將公用的消防水池設計在較高的樓層，并在建筑群體的中心位置設計加壓泵。為了方便排水，或通過重力實現較高樓層的穩(wěn)定供水，可以將供水箱設置在頂樓;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。設計人員要給地下室的室內進行地漏和污水泵的積水排出設計，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計好不高于基坑的排水集水池，使得排水管道預埋在該位置的相應部位就能夠正常排水，要在消防電梯排水泵中設置備用泵，對消防電源進行科學的配置，并在電梯門口應用擋水設施。

（二）消防水泵房和消防水池設計

合理設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計需要滿足以下條件：其一，要選擇安全可靠的設備，保證消防水泵的參數達到行業(yè)規(guī)定的標準，具備良好的性能，能夠滿足高層建筑給排水消防設計的需求，同時節(jié)約資源降低損耗。其二，要做到導流墻的優(yōu)化設計，綜合評估導流墻的服務功能，保證其能夠發(fā)揮應有的作用。其三，要加強消防水泵房的電氣系統(tǒng)設計，根據電氣系統(tǒng)設備的大小和形態(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置兩個獨立的消防水池，每個水池分別設有出水管和連通管，管徑要符合消防給水需求。在設計時要在吸水管附近設置導流槽，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)設計

在進行消火栓的室內設計安裝、且給水來自室外水管時，需要對室外設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;對于室內水管給水的室內消火栓，其使用數量要參考室外設置消火栓的標準。在設計室內消火栓時采用二次加壓技術，要選用安全系數達標與揚程符合系統(tǒng)壓力需要的消火栓，把消火栓設置在消防電梯室，保證消火栓設計的合理性。在進行消火栓設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)式給水方式進行設計時，要將外網進水壓的最小值作為主要參數，根據最高壓實施校核。采用分區(qū)式給水，在外網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給水，高層要使用水泵輔助抽水，通過加壓管網實現有效供水。

（四）自動滅火系統(tǒng)設計

設計自動滅火系統(tǒng)時，要保證噴淋頭的位置和數量設計合理，符合國家和建筑行業(yè)的標準;在噴淋頭安裝完畢后要馬上檢驗噴淋效果，避免設計不當。噴淋頭設計要根據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的調整。根據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的建筑。設計人員還應考慮到高層建筑中電力設備和暖氣管道的安全設置問題，將噴淋頭設置在遠離這些設備的方便之地。警鈴不能設置在樓道里，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、結語

綜上所述，高層建筑的給排水消防設計是為居民和辦公人員提供消防安全保障的關鍵設計，隨著建筑結構復雜性的提高，設計人員要不斷更新設計理念，學習新的設計方法，掌握消防設計的關鍵技術，從而科學合理地進行設計，降低高層建筑的消防安全隱患。

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浙江省省直建筑設計院 310000