超高層住宅建筑排水及消防系統(tǒng)設(shè)計方法分析

張 偉

(中核利華消防工程有限公司 北京 100013)

高層建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都相對較復(fù)雜,所以,人們對該建筑物的消防能力要求較高,只有提高消防安全水平才能達到高層建筑的綜合效益目標。因此,給排水消防設(shè)計是高層建筑各項施工流程中的關(guān)鍵組成部分,它直接關(guān)系著人們的生命財產(chǎn)安全,以及高層建筑施工內(nèi)部的有效管理水平。如果出現(xiàn)了失火等重大安全事故,高層建筑內(nèi)部的給排水消防系統(tǒng)能否幫助消防工作人員及時展開有效撲災(zāi)滅火就成為了確定其消防設(shè)計是否合格的可靠基礎(chǔ)。所以,高層建筑里必須采取措施保證建筑物給排水消防設(shè)計的合理與安全,才能同時保證其消防及設(shè)備安全管理控制部門能及時在建筑物發(fā)生特大火災(zāi)事故時能夠有效發(fā)揮作用。

1 高層建筑給排水消防設(shè)計要求

高層建筑設(shè)計在進行給排水消防設(shè)計時,除了結(jié)構(gòu)要充分滿足安全消防需求之外,對建筑水壓管道和給水管道材質(zhì)的選用也要進行安全合理的把控,為此,高層建筑的給排水消防設(shè)計要求有以下幾點要求。

1.1 安全性要求

一般來說,高層建筑的規(guī)模大、層數(shù)眾多,在進行給排水消防設(shè)計工作的過程中,要重視確保消防器材的輻射范圍,并盡可能地擴展至高層建筑的任何角落,以避免出現(xiàn)監(jiān)督管理不嚴格的情形,才能夠?qū)崿F(xiàn)全方位保證高層建筑的消防安全。為了實現(xiàn)各目標,工程設(shè)計團隊在設(shè)計高層建筑給排水的供水過程中,既考慮要怎樣保證高層建筑給排水設(shè)施工程給水的良好總體性能,使得給排水工程體制在各個時期出現(xiàn)重大火災(zāi)事故的時候都可以滿足供水要求。另外,還要注重提高政府對市政消防器材設(shè)計管理工作開展的政策關(guān)注度,從整體安全性評價和技術(shù)可行性研究的角度加以考慮,讓高層建筑對給排水消防的安全系統(tǒng)也進行全面的動態(tài)監(jiān)管,以進一步確保消防系統(tǒng)能夠在高層建筑中持續(xù)穩(wěn)定的安全運行[1]。

1.2 供水水壓要求

城市人口增加的居住需求帶來了高層建筑的層高提升,甚至部分建筑達到了上百米的建筑高度。這就意味著,在實際進行給排水消防設(shè)計規(guī)劃和安裝施工改造的實踐過程中,要注意充分統(tǒng)籌考慮建筑物供水和壓力傳遞的有關(guān)問題。按目前高層建筑的供水情況來看,高層建筑水源多賴于大型市政管網(wǎng)統(tǒng)一供水,而市政管網(wǎng)供水的壓力大,容易造成水資源的浪費。因此,為了提升高層建筑水資源的利用率,我國已經(jīng)針對給排水壓力明確了相應(yīng)的標準限制,以逐步大大降低市政供水部門的水資源綜合供給管理能力。在針對高層建筑中的建筑給排水消防設(shè)計改造時,首先我們要認真考慮解決的一點就是建筑給用戶供水的壓力問題,特別是一些消防設(shè)備的使用對供水壓力有更高的要求。通常都是采用在高層建筑中加設(shè)有獨立的泵水設(shè)備來保證供水質(zhì)量,從而為消防滅火救援工作提供足夠的水量保障。但必須注意的一點是,給排水的供水壓力也不可過大,不然很容易導(dǎo)致水資源的浪費,以達到消防用水所需要的最大用水量為宜[2]。

1.3 管道材質(zhì)和性能要求

考慮到高層建筑的供水水壓對給排水管道材料的長期高壓需求,因此,管道材質(zhì)選擇和安全性能方面必須先要保證滿足其高壓需求,即管材具備相對良好可靠的拉伸強度能力和持久耐長期高壓能力,才能保障在長期高壓水源流的連續(xù)沖擊工況下安全持續(xù)正常運行。特別的是和消防栓連接好的高壓給排水消防管道則更加的需要其具備了高的抗壓過載能力,當現(xiàn)場發(fā)生大面積火災(zāi)危險的情況時候,管道材質(zhì)要能夠同時承受的住現(xiàn)場高壓水流造成的瞬間沖擊之力,才可以滿足火災(zāi)救援要求[3]。

1.4 科學(xué)性要求

高層建筑給排水消防設(shè)計是一項專業(yè)性和綜合性要求都很高的工作,對設(shè)計人員的綜合素質(zhì)有一定的要求。例如,在設(shè)計消防給排水系統(tǒng)期間,要緊密結(jié)合現(xiàn)有高層建筑的高度,科學(xué)、合理地配置各類消防給排水系統(tǒng)設(shè)施,保證整體設(shè)計的科學(xué)性,有效保障高層建筑整體的設(shè)計質(zhì)量[4]。

2 高層建筑給排水消防設(shè)計現(xiàn)狀問題分析

2.1 消防設(shè)計缺乏規(guī)劃

高層建筑相較于其他建筑而言,內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,建筑施工中涉及到的各類設(shè)備也十分多樣。因此,在前期進行給排水消防設(shè)計階段,如果沒有做好消防設(shè)計規(guī)劃,很可能影響給排水消防設(shè)計的功能性。現(xiàn)階段出現(xiàn)的問題主要包括兩個方面:一是客觀因素,大部分高層建筑習(xí)慣于參照已有的消防設(shè)計方案來進行給排水消防設(shè)計,而沒有根據(jù)建筑工程的結(jié)構(gòu)特點和消防要求進行具體的分析和規(guī)劃,為后續(xù)的消防安全埋下了隱患;二是主觀因素,取決于給排水消防設(shè)計人員的專業(yè)水平。很多消防設(shè)計人員的工作經(jīng)驗不足,無法全面考慮高層建筑的整體消防要求,經(jīng)常出現(xiàn)給排水壓力不足或者是消防設(shè)備覆蓋不全面的問題。這兩點都是由于消防設(shè)計階段缺乏規(guī)劃的表現(xiàn)。

2.2 自動滅火系統(tǒng)設(shè)計不當

高層建筑目前廣泛應(yīng)用自動滅火系統(tǒng),才能保障發(fā)生火災(zāi)時可以做到及時滅火消災(zāi),提高滅火效率。由此可見,自動滅火系統(tǒng)是高層建筑給排水消防系統(tǒng)中的重要組成部分。但從目前自動滅火系統(tǒng)的應(yīng)用情況來看,經(jīng)常出現(xiàn)系統(tǒng)失靈、有效噴水覆蓋范圍不達標等情況,導(dǎo)致無法起到預(yù)期的消防作用。產(chǎn)生這些問題的主要原因在于,自動滅火系統(tǒng)設(shè)計不合理,設(shè)計人員大多將設(shè)計內(nèi)容停留在圖紙規(guī)劃,而忽視了施工現(xiàn)場的實際需求和消防系統(tǒng)的可行性,容易出現(xiàn)自動噴淋系統(tǒng)分布不當?shù)那闆r。這就導(dǎo)致,當發(fā)生火災(zāi)時,著火點和噴頭距離過遠,無法及時感應(yīng)火情,影響救援效率。

2.3 消防栓設(shè)計方面有問題

消防栓設(shè)計是給排水消防設(shè)計的要點,通常來說,消防栓的位置設(shè)定一般是按照建筑物空間的功能分區(qū)來設(shè)定的,并按照消防規(guī)定對管線水壓做出了合理的把控,以達到滿足各地區(qū)消防給排水的需要。就目前情況而言,消防工程設(shè)計人員在進行消火栓工程設(shè)計時很容易忽略了消火栓管線水壓的問題,從而導(dǎo)致管線修建水壓分配不平衡,使得高層建筑以及整個城市消防供水系統(tǒng)都發(fā)生了很嚴重的安全隱患。此外,配套的消火栓質(zhì)量如果不合格或是消防栓的功能與規(guī)格不統(tǒng)一時,也會影響到消火栓的效果。

2.4 消防給水壓力設(shè)計不合理

消防給水壓力的大小直接決定了消防的出水效率,當發(fā)生火災(zāi)時,只有具備充足的水壓,才能有效發(fā)揮消防系統(tǒng)的作用。一旦消防給水壓力不夠,就會耽誤火災(zāi)救援的效率。事實上,在高層建筑的給排水消防設(shè)計中,由于設(shè)計師對高層建筑每層樓的水壓變化沒有進行精確的計算,在這種考慮不全的情況下,很容易會降低給水壓力,影響高層建筑的水壓變化導(dǎo)致救援給水效果不顯著。這些問題的產(chǎn)生給建筑安全帶來了很大的安全隱患[5]。

3 高層建筑給排水消防設(shè)計問題優(yōu)化措施

3.1 合理進行消防設(shè)計規(guī)劃

針對消防設(shè)計規(guī)劃出現(xiàn)的問題,可以從兩個方面著手解決。其一,要充分考慮高層建筑復(fù)雜的構(gòu)造特征以及人員疏散困難大的特點,以保證消防栓的合理布置,而不是單純地按照現(xiàn)有的消防設(shè)計方案來完成給排水消防設(shè)計。這樣一來,當出現(xiàn)失火問題時,高層建筑中的工作人員就可以利用消防栓進行救援,從而遏制了火情,并騰出了足夠的時間等待搶救。其二,要培養(yǎng)消防設(shè)計人才的學(xué)科素養(yǎng)。不僅要強化對其綜合能力的訓(xùn)練和培養(yǎng),還要建立完善的培養(yǎng)制度,并采用信息化的培訓(xùn)方法,以增加消防設(shè)計人才的專業(yè)知識儲備。如此一來,就能夠做到在消防設(shè)計前期對高層建筑結(jié)構(gòu)的特點做到宏觀整體把控,無論是空間結(jié)構(gòu)功能、供水系統(tǒng)還是供電系統(tǒng),都能做到全局規(guī)劃[6]。

3.2 合理布置自動滅火系統(tǒng),實現(xiàn)自動噴淋系統(tǒng)的全面覆蓋

自動滅火系統(tǒng)的工作要點主要是處理好自動滅火噴淋系統(tǒng)和市政供水、供電熱力系統(tǒng)設(shè)備之間合理的工作聯(lián)系,保證市政水管、電線敷設(shè)和建筑暖通線路之間的科學(xué)合理安全布置,做到盡量避免由于管線相互交叉所帶來嚴重的施工安全隱患。對于火災(zāi)噴頭的擺放位置及設(shè)置時機來說,要特別充分地考慮在火情迅速發(fā)生蔓延之后產(chǎn)生的瞬時火災(zāi)和救治人員需求,確保噴頭可以在出現(xiàn)大火的最快時間內(nèi)進行噴淋,迅速控制火情。所以,想要有效緩解高層建筑出現(xiàn)大面積起火的狀況,就必須在高層建筑的不同空間部位或者是廊道內(nèi)部設(shè)定若干個噴頭,使得自動噴淋設(shè)備可以遍布到建筑物的所有角落。

3.3 做好消防栓設(shè)計工作,提升消防栓的可靠性

查閱建筑消防安全規(guī)范可以知道,消防栓的合理距離為30米。但對于高層建筑來說,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模大,消防栓位置不僅要滿足消防安全規(guī)范,還應(yīng)該注意結(jié)合建筑空間的實際排布狀態(tài),對消防栓的位置做進一步的確定。一般來說,都是在高層建筑主樓的核心區(qū)域布置數(shù)量比例較大的消防栓,并在室外特定位置設(shè)置消防栓。如果是距離相對近的兩個建筑,可以考慮共用一個消防水泵,節(jié)約給排水消防施工的成本。也可以設(shè)置單獨的消防用水蓄水池收集雨水,實現(xiàn)對水資源的高效利用。

3.4 精準計算消防給水壓力,明確消防給水參數(shù)

首先,消防設(shè)計人員在對高層建筑進行給排水消防設(shè)計前,需要對其整體高度以及層高有全面的了解,并對不同樓層的建筑空間和功能進行全面的分析,了解各個樓層和建筑空間的消防供水需求量。在此基礎(chǔ)上,要單獨創(chuàng)設(shè)消防泵水系統(tǒng),緩解市政給水壓力不足對給排水消防質(zhì)量造成的影響。具體可以通過在高層建筑底層區(qū)域管網(wǎng)上設(shè)置減壓閥來控制水壓,實現(xiàn)高低層水壓的有效分區(qū),這就能保障高層的供水壓力充足,盡量避免水資源的浪費,確保高層建筑給排水消防系統(tǒng)的安全性[7]。

4 結(jié)語

綜上所述,給排水消防設(shè)計是高層建筑設(shè)計的一個重要組成部分,其目的在于優(yōu)化內(nèi)部功能和完善內(nèi)部系統(tǒng),并為內(nèi)部使用人員提高安全保障。消防系統(tǒng)設(shè)計是一項兼具綜合性和復(fù)雜性的工作,對消防設(shè)計人員的專業(yè)技術(shù)水平要求較高,所以,在對高層建筑進行給排水消防設(shè)計的過程中,工程設(shè)計人員要對高層建筑中的給排水消防設(shè)備管理工作加以認真研究,把握給排水消防工程設(shè)計中的重要內(nèi)容,進一步創(chuàng)新和拓展現(xiàn)代化工程設(shè)計理念,著重進行對消防供水系統(tǒng)、消防水泵房、消防給排水系統(tǒng)、消防栓系統(tǒng)等重要工程設(shè)計環(huán)節(jié)的技術(shù)把控工作,以最大程度地保障高層住宅中給排水消防設(shè)計工作的穩(wěn)定性,保障高層建筑用戶的安全。