某超高層建筑給排水與消防設計要點研究

林峰

摘要：消防系統(tǒng)在超高層建筑中扮演著重要角色，其與消防給排水有著十分密切的聯(lián)系。消防給排水對超高層建筑的安全性具有決定性作用。給排水設計的綜合性和復雜性較強，設計人員需采取有效措施切實完善給排水設計，確定設計要點，以保障超高層建筑的安全性。

關鍵詞：超高層建筑;給排水;消防設計

當前，給排水設計受到人們的高度重視，諸多地區(qū)均將超高層建筑工程作為重點。但是該類型建筑若出現(xiàn)火災，則可能對建筑內(nèi)部人員構成嚴重威脅。因此，給排水與消防設計就尤為關鍵。超高層建筑在給排水穩(wěn)定運營的條件下，方可保障建筑安全性，因此務必切實做好此項設計工作。

1優(yōu)化消防設計與給排水設計的必要性

消防設計與給排水設計在建筑設計中占有非常重要的地位，隨著建筑規(guī)模的增加，內(nèi)部結構也變得越來越復雜，涵蓋電氣設施逐漸增多，發(fā)生火災的可能性也逐漸增大。消防與給排水系統(tǒng)作為處理火災的重要內(nèi)容，其設計水平將關乎人們的生命安全。消防與給排水系統(tǒng)能夠在火災發(fā)生時快速啟動，采取水源噴灑等方式加快火災撲滅速度。

現(xiàn)今，雖然國家有明確的政策要求合理規(guī)劃高層建筑消防及給排水系統(tǒng)，但在實際落實中，仍因為一些因素的影響，導致各配套設施存在不齊全的情況，無法滿足消防供水需求，火災事故發(fā)生時無法快速處理，加劇了人身傷害及財產(chǎn)損失[1]。為此，有必要加大對消防和給排水設計的重視力度，合理規(guī)劃作業(yè)內(nèi)容，選擇科學的技術及設備設施，保障高層建筑的安全性，避免危險事故的發(fā)生。

2某超高層建筑給排水與消防設計要點

2.1工程概況

工程項目為典型的綜合公共建筑，總面積為25萬m2，主要由高檔辦公、五星級酒店、會議中心和游樂設施組成，分為地上和地下兩個部分。地下共有6層。其中6層為人防，2～5層為地下車庫，地上1～7層為裙房，北樓中的避難層分別為7層、22層和38層，辦公室則集中于8～34層，35層以上則為酒店層。下面將對排水及消防設計展開分析說明。

2.2給排水設計

市政給排水管網(wǎng)中選用了DN250給水管進行設置，供水壓力控制在0.35兆帕左右。管道到達紅線位置后便可設置水表。生活給水系統(tǒng)在設計中，地下室及1層結構采用的是市政供水壓力，北樓及其他樓層則將供水系統(tǒng)劃分為四個部分，分別設置供水系統(tǒng)，這四個部分分別為：2～6層、7～17層，18～33層，34～53層，大部分區(qū)域均使用低位水箱-水泵和高位水箱的聯(lián)合供水模式，只有1區(qū)使用變頻供水模式。此外，按照現(xiàn)行的規(guī)定，靜壓不得超過0.35MPa，且需結合規(guī)范標準科學設置減壓閥。在冷卻塔補水系統(tǒng)設置中，生活消防泵房中選擇了變頻泵來保證水源供應的合理性，設計流量控制在每小時50立方米，高度在60米左右。

2.3生活排水設計

以污廢水分流排水的方式促進生活廢水排放，經(jīng)過科學處理讓其通過市政污水管網(wǎng)快速排出。在設計過程中，采用通氣立管加強排水效果，洗衣房與鍋爐等區(qū)域內(nèi)的排水要設置降溫池。

設計雨水系統(tǒng)時，應以虹吸式排水系統(tǒng)排除裙房屋面的雨水，同時，其要滿足50年持續(xù)排水的要求。主屋面則以重力流排水方式，在規(guī)劃過程中，重點考量溢流問題，以保證設計出符合50年雨水排水要求系統(tǒng)。

2.4消防給水系統(tǒng)設計

工程依據(jù)一類超高層建筑（>150m）消防給水設計要求展開設計，消防初期水量為100m3，主要儲于該工程北樓屋面的消防水箱之中。地下室消防水池中需儲存3小時室內(nèi)消火栓用水和1小時噴淋用水和大空間自動水滅火裝置，共850立方米。結合本建筑特征可知，室內(nèi)、室外的消防給水量均要控制在每秒40升左右，其中室外消防給水要求在紅線范圍內(nèi)設置成環(huán)形結構，消火栓則要在消防車道周邊合理布置，做到科學保護。保護半徑控制在150m以內(nèi)，間距控制在120m以內(nèi)，室內(nèi)消防水泵接合器在40m內(nèi)設有室外消火栓。

建筑室內(nèi)消防系統(tǒng)主要應用臨時高壓制，按照豎向劃分可將其分成低區(qū)和高區(qū)。前者主要集中于-6層～21層，后者主要集中于22層～54層，且每個區(qū)域均需設置一套完善的消火栓加壓水泵，按照一用一備的原則加以處理[2]。超壓位置按照規(guī)定要求設穩(wěn)壓消火栓。低區(qū)設置消防水池，高區(qū)在38層避難層位置設置有效容積為60m3的消防轉輸水箱。

2.5自動噴水滅火系統(tǒng)

在地下室與主樓內(nèi)設置自動噴水滅火系統(tǒng)的。主樓的風險等級為中危險I級，作用面積在160平方米，一層內(nèi)要設置大空間自動噴滅火裝置，將用水量控制在每秒10升左右，而地下室空間內(nèi)是以泡沫、水噴淋系統(tǒng)為主，作用面積為465m2，擬定噴淋水量為100L/s。在噴淋系統(tǒng)規(guī)劃中，可按照豎向將其劃分為兩個部分，低區(qū)在-3～28層，高區(qū)在29～54層。兩個區(qū)域內(nèi)分別設置噴淋加壓水泵，改進供水質量。

在地下二層安裝消防蓄水池，維持水源供應質量，高區(qū)內(nèi)設置傳輸水箱，保證在滅火救援過程中水源供應的持續(xù)性和快速性。泡沫噴淋系統(tǒng)安裝在地下車庫區(qū)域內(nèi)，地下一層及以上部分則按照要求安裝自動噴水系統(tǒng)。消防泵房中由噴淋泵提供噴淋水管，報警閥之間按照規(guī)定要求設置濕樣報警閥。且依照規(guī)定對水箱內(nèi)的穩(wěn)壓和消防設備實行規(guī)劃處理。在地下車庫夾層區(qū)間內(nèi)，安裝自動滅火系統(tǒng)，注重電動閥和排氣閥的科學設置，維護區(qū)域內(nèi)的安全性。同時噴頭溫度應控制在68攝氏度左右，廚房溫度控制在93攝氏度以內(nèi)。對于房間噴淋系統(tǒng)的規(guī)劃，多數(shù)情況下會采用直立型閉式玻璃球噴頭，減水盤與頂板距離可控制在75～150毫米之間。客房及辦公空間一般會選擇邊墻型閉式噴頭。室外設置地上式水泵接合器，并與自動噴水泵出水管緊密連接，設置區(qū)分不同系統(tǒng)的標志。

2.6管材的科學選擇

給水管、冷熱水管材料均要以內(nèi)襯不銹鋼負荷鋼管為主，連接過程中，管徑在DN100以內(nèi)以絲扣連接，管徑在DN100以上的以卡箍連接。這里以銅管焊接為熱水管道的上佳之選。管件與管材的材料要相同，公稱壓力控制在2兆帕以上。

2）排水管道

排水管道需選擇柔性接口鑄鐵管，以法蘭承插A型接口的方式連接，管材與管件間要保證協(xié)調(diào)配套。在立管底部位置上，需設置支撐結構，如果存在潛水排污泵，做好塑鋼管的設置，且在水泵出口位置安裝橡膠夾布軟管，增強管道防滲漏效果。虹吸雨水管的管材和管件均以高密度聚乙烯管黏結為主，管材也應通過滿水試驗，以此確保其質量和性能，管道的公稱壓力設置為1MPa，承受壓力需在0.07MPa以上。

3）消防給水管道

消火栓及噴淋給水管道主要應用熱浸鍍鋅無縫鋼管，管徑小于等于50mm的熱浸鍍鋅無縫鋼管應采用螺紋連接，管徑大于50mm的熱浸鍍鋅無縫鋼管可利用法蘭和卡箍進行有效連接。溝槽式卡箍、閥門及拆卸部分要使用法蘭連接，將管道公稱壓力控制在2.5兆帕。

2.7管線綜合

超高層住宅建筑機電管線的復雜性強，在運行的過程中易于產(chǎn)生專業(yè)管線間的矛盾和沖突問題，在后期的建設和施工中易出現(xiàn)返工問題。為此，各專業(yè)要提前開展管線綜合設計工作。傳統(tǒng)平面設計專業(yè)圖紙相對分散，且協(xié)調(diào)的過程中需要完成大量工作，修改圖紙十分繁瑣。為此，該項目應用BIM技術組織開展管線綜合。

利用BIM技術能夠三維仿真模擬各系統(tǒng)管線的標高、位置和大小，合理調(diào)整可能出現(xiàn)碰撞問題的管線，從而保證管道走向與安裝高度滿足工程要求，最大限度地規(guī)避后期施工的拆改環(huán)節(jié)，一方面可節(jié)省大量的時間和精力，另一方面也可減少材料消耗與浪費。該項目當中的管道穿梁現(xiàn)象較為明顯，可顯著提升套管預埋質量，也可降低二次開洞的可能性，切實保障結構安全。

3結束語

現(xiàn)階段，社會經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展，超高層建筑明顯增多，工程質量也成為人們關注的焦點。超高層建筑設計中，給排水和消防設計占據(jù)重要位置，給排水設計對建筑性能具有深遠影響，且消防設計水平也關乎著建筑安全性。因此，有必要深入分析和研究超高層建筑給排水及消防技術的應用要點，引入BIM技術，以提高超高層建筑的安全系數(shù)。

參考文獻：

[1]趙云.高層建筑項目建設中的給排水消防設計[J].建筑與預算.2021（07）：56-58

[2]林興銓.超高層建筑給排水及消防設計分析——以國家地球空間信息福州產(chǎn)業(yè)化基地為例[J].江西建材.2020（12）：72-73

[3]張亮.成都某超高層建筑給排水與消防設計要點探討[J].給水排水，2019，v.55;No.453（01）：78-81.