高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

諸錢芬

江蘇華新城市規(guī)劃市政設(shè)計(jì)研究院有限公司 江蘇 連云港 222000

高層建筑火災(zāi)具有快速蔓延、高溫高熱、疏散困難和系統(tǒng)癱瘓的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)給消防救援工作提出了更高的要求，在高層建筑的設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理過程中，應(yīng)注重火災(zāi)防控措施的完善，并加強(qiáng)居民、員工的火災(zāi)防護(hù)意識(shí)和安全培訓(xùn)，以減少火災(zāi)的發(fā)生和最小化火災(zāi)對(duì)人員和建筑物的危害。只有全面考慮高層建筑的特點(diǎn)和需求，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)和布置消防系統(tǒng)，才能有效應(yīng)對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，保障人員生命財(cái)產(chǎn)的安全。

1 高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)

1.1 快速蔓延

高層建筑火災(zāi)對(duì)于消防工作來說是一種極具挑戰(zhàn)性的事件。由于其特殊的建筑結(jié)構(gòu)和高度，火勢(shì)往往以迅猛的姿態(tài)蔓延，并快速從一層向更高的樓層擴(kuò)散。這種迅速蔓延的火勢(shì)不僅增加了火災(zāi)的威脅范圍，也給疏散和滅火工作帶來了更大的困難。高層建筑火災(zāi)蔓延迅速的主要原因之一是建筑內(nèi)部的垂直通道。電梯井、樓梯井、風(fēng)道等都是火勢(shì)上升的通道，火焰可以沿著這些通道迅速向上蔓延，進(jìn)而影響更多的樓層。這樣的蔓延方式使火勢(shì)更加迅猛且難以控制，給救援工作帶來了極大的困難。此外，高層建筑火災(zāi)的撲救和疏散工作也因其特殊性而變得更加困難。在火勢(shì)迅猛蔓延的情況下，逃生通道可能很快被火焰封鎖，使得大量的人員無法迅速撤離。高樓層的疏散也需要更長(zhǎng)的時(shí)間和更高的技術(shù)要求，增加了救援工作的難度。為了應(yīng)對(duì)高層建筑火災(zāi)的挑戰(zhàn)，需要采取一系列的防范措施和應(yīng)急預(yù)案。首先，高層建筑的建設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按照消防安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，包括合理設(shè)置疏散通道和滅火設(shè)備，以及使用防火建材。建筑內(nèi)部的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)也是必不可少的，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制火災(zāi)。加強(qiáng)對(duì)高層建筑消防設(shè)施的日常維護(hù)和檢修也是十分重要的。

1.2 高溫高熱

高層建筑火災(zāi)對(duì)人員和建筑物的威脅非常大，這主要是因?yàn)榛馂?zāi)的溫度和熱輻射強(qiáng)度往往非常高。高層建筑火災(zāi)發(fā)生后，由于空間狹小，氧氣供應(yīng)充足，火焰溫度往往會(huì)非常高。火場(chǎng)內(nèi)的溫度可以迅速升高，使得火勢(shì)更加猛烈。在高層建筑中，火災(zāi)的蔓延速度非?？?，短時(shí)間內(nèi)就可以導(dǎo)致整個(gè)樓層失火?；饎?shì)猛烈的情況下，逃生通道也十分危險(xiǎn)，給被困人員的逃生增加了難度?；馂?zāi)釋放出大量的熱輻射，這會(huì)導(dǎo)致附近物體、結(jié)構(gòu)和人員的快速燃燒和熱損傷。熱輻射是指火災(zāi)熱量以電磁波的形式向四周傳播，它能夠遠(yuǎn)距離照射到周圍的物體和人員上。熱輻射的強(qiáng)度與火源的溫度和距離有關(guān)，距離越近、溫度越高，受到的熱輻射就越強(qiáng)。當(dāng)高層建筑火災(zāi)發(fā)生時(shí)，熱輻射往往會(huì)導(dǎo)致樓層內(nèi)的家具、裝飾物等迅速燃燒，甚至引發(fā)火勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大。同時(shí)，人員也會(huì)受到熱輻射的影響，導(dǎo)致燒傷和其他熱損傷。因此，面對(duì)高層建筑火災(zāi)，必須高度重視其溫度和熱輻射強(qiáng)度[1]。在火災(zāi)前，應(yīng)加強(qiáng)火災(zāi)預(yù)防措施，提升建筑的火災(zāi)安全防護(hù)能力；在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，應(yīng)盡快報(bào)警和滅火，并確保逃生通道的暢通；在火場(chǎng)中，人員應(yīng)佩戴防護(hù)裝備，盡量減少熱輻射對(duì)身體的傷害。只有全面加強(qiáng)火災(zāi)防控工作，才能有效減少高層建筑火災(zāi)造成的損失，保障人員的生命安全。

1.3 疏散困難

在高層建筑中，為了確保人員的安全疏散，必須采取一系列有效的措施。首先，建筑設(shè)計(jì)者應(yīng)將疏散通道作為優(yōu)先考慮的因素。樓梯、走道和通道應(yīng)合理布置，寬敞明亮，且符合建筑安全標(biāo)準(zhǔn)。其次，在高層建筑內(nèi)應(yīng)設(shè)置足夠數(shù)量的消防通道，并且要保證它們始終保持暢通無阻。定期進(jìn)行消防檢查和演練，檢查和清理疏散通道中的煙霧探測(cè)器、噴淋頭等設(shè)備。此外，高層建筑內(nèi)的疏散通道應(yīng)標(biāo)明明確的疏散指示牌和標(biāo)志，以便人們?cè)诨馂?zāi)發(fā)生時(shí)能夠快速找到并按照指示逃生。同時(shí)，建筑內(nèi)應(yīng)設(shè)置緊急避難間和安全出口，以供人們?cè)诨馂?zāi)發(fā)生時(shí)臨時(shí)避難和疏散。安全出口應(yīng)配備緊急疏散設(shè)施，例如安全樓梯、跳樓救生繩等，以方便人們?cè)诨馂?zāi)情況下迅速逃生。高層建筑的居民和辦公人員應(yīng)定期參加火災(zāi)疏散演練。這樣可以讓他們熟悉疏散通道的位置和逃生路線，并掌握正確的疏散方法。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，居民和辦公人員應(yīng)冷靜應(yīng)對(duì)，迅速采取逃生行動(dòng)，盡量避免使用電梯等有可能發(fā)生故障的設(shè)備。高層建筑的火災(zāi)疏散是一項(xiàng)重要而復(fù)雜的任務(wù)。要確保人員的安全，建筑設(shè)計(jì)者應(yīng)優(yōu)先考慮疏散通道的設(shè)置，建筑內(nèi)的疏散通道應(yīng)保持暢通無阻，且配備明確的疏散指示牌和標(biāo)志。居民和辦公人員也應(yīng)加強(qiáng)火災(zāi)疏散意識(shí)，定期參加演練，掌握正確的逃生方法。只有通過共同努力，我們才能確保高層建筑火災(zāi)時(shí)的及時(shí)疏散和人員安全[2]。

1.4 系統(tǒng)癱瘓

高層建筑火災(zāi)是一種極具危害性的災(zāi)害事件，其所帶來的后果十分嚴(yán)重。在火災(zāi)發(fā)生的瞬間，會(huì)出現(xiàn)電力、供水、通風(fēng)等系統(tǒng)的癱瘓現(xiàn)象。這主要是由于火災(zāi)會(huì)引發(fā)電線短路、水管破裂等問題，進(jìn)而導(dǎo)致這些系統(tǒng)的正常運(yùn)行受到阻斷。火災(zāi)往往會(huì)引發(fā)電力系統(tǒng)的癱瘓。在火勢(shì)蔓延時(shí)，電線可能會(huì)被燒斷或短路，導(dǎo)致電力供應(yīng)中斷。一旦電力系統(tǒng)停止工作，整個(gè)高層建筑內(nèi)的照明、電梯、消防設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)施將無法正常運(yùn)行，這會(huì)嚴(yán)重妨礙火災(zāi)撲救和疏散工作的進(jìn)行?；馂?zāi)還可能導(dǎo)致供水系統(tǒng)的癱瘓。在火災(zāi)中，水管可能會(huì)被破壞或斷裂，進(jìn)而造成水源中斷。此時(shí)，建筑內(nèi)的消防水帶和噴淋系統(tǒng)將無法正常使用，使得滅火工作受到巨大阻礙。同時(shí)，一旦供水中斷，高層建筑內(nèi)的居民將無法獲得足夠的水源，加劇了火災(zāi)蔓延的風(fēng)險(xiǎn)火災(zāi)還會(huì)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)造成影響，進(jìn)而使煙霧和火災(zāi)產(chǎn)生的熱量無法得到有效排除。通風(fēng)系統(tǒng)在高層建筑中扮演著重要的角色，它能夠保持室內(nèi)空氣的流通，并排除有害氣體。然而，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧和熱量可能堵塞通風(fēng)管道，阻斷了室內(nèi)空氣的正常流通。這不僅使得火災(zāi)蔓延更加迅速，也增加了疏散通道被煙霧阻斷的可能性，給人員的疏散帶來重大困難。高層建筑火災(zāi)所帶來的危害不僅僅是火勢(shì)本身，更包括了建筑內(nèi)部系統(tǒng)的癱瘓。為了減少這些癱瘓現(xiàn)象的發(fā)生，我們需要加強(qiáng)火災(zāi)預(yù)防意識(shí)，加強(qiáng)火災(zāi)設(shè)施的維護(hù)和管理，提高建筑內(nèi)部系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制能力，以及增強(qiáng)疏散通道的設(shè)計(jì)和建設(shè)。只有這樣，我們才能有效預(yù)防和應(yīng)對(duì)高層建筑火災(zāi)帶來的嚴(yán)重后果。

2 高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)問題分析

2.1 自動(dòng)系統(tǒng)不合理

自動(dòng)消防系統(tǒng)是高層建筑的主要滅火手段，包括自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。然而，一些高層建筑的自動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在不合理之處。一些高層建筑自動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)未充分考慮建筑結(jié)構(gòu)和布局的特點(diǎn)。因此，在某些區(qū)域，如樓道、走廊等可能存在噴頭遮擋、噴灑距離不足等問題，影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。一些自動(dòng)消防系統(tǒng)缺乏系統(tǒng)檢測(cè)和容錯(cuò)機(jī)制。當(dāng)出現(xiàn)故障或異常情況時(shí)，系統(tǒng)無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和報(bào)警，延誤了火災(zāi)的撲救時(shí)機(jī)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的供水需求計(jì)算是確保消防系統(tǒng)有效運(yùn)行的關(guān)鍵[3]。然而，一些設(shè)計(jì)中缺乏準(zhǔn)確的供水需求計(jì)算或未考慮到消防水源供水壓力等因素，導(dǎo)致系統(tǒng)供水不足，影響了滅火效果。

2.2 試壓作用并未發(fā)揮

給排水管道試壓是保證消防系統(tǒng)連通性和安全性的重要環(huán)節(jié)。但就部門高層建筑的試壓情況看，其作用未能充分發(fā)揮。在建設(shè)過程中，一些高層建筑的給排水管道試壓施工存在不規(guī)范的情況。例如，試壓方法、試壓時(shí)間、試壓壓力等沒有按照規(guī)范要求執(zhí)行，導(dǎo)致管道存在漏水等問題，影響了系統(tǒng)的正常使用。一些高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)未能選擇合適的管道材質(zhì)，使得管道在試壓過程中容易出現(xiàn)破損或泄漏。例如，使用低質(zhì)量的管材或未經(jīng)過適當(dāng)?shù)牟牧蠙z測(cè)，容易出現(xiàn)管道老化、腐蝕等問題。

2.3 消防水箱設(shè)置不科學(xué)

消防水箱是高層建筑消防系統(tǒng)中的重要部分，用于提供消防用水。然而，部分高層建筑的消防水箱設(shè)置存在不科學(xué)之處。一些高層建筑的消防水箱容積設(shè)計(jì)不合理，無法滿足系統(tǒng)供水的需要。過小的水箱容積導(dǎo)致消防用水不足，影響了滅火效果和滅火持續(xù)時(shí)間。一些高層建筑在使用中未能及時(shí)進(jìn)行消防水箱的維護(hù)和清洗工作。這可能導(dǎo)致水箱內(nèi)部水質(zhì)惡化，沉積物和污垢堆積，影響供水質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性。此外，消防水箱的安裝位置未能考慮到供水管道的壓力和水流量等因素，使得供水無法滿足系統(tǒng)需求。

2.4 消火栓設(shè)計(jì)不當(dāng)

消火栓是高層建筑消防系統(tǒng)中的重要設(shè)施，用于提供滅火用水。然而，一些高層建筑的消火栓設(shè)計(jì)存在問題。部分高層建筑的消火栓布置位置不合理，如布置密度不足，覆蓋范圍不全等。這導(dǎo)致在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人員無法及時(shí)找到和使用消火栓，延誤了滅火時(shí)機(jī)。一些消火栓的布置位置較為隱蔽，沒有明顯標(biāo)識(shí)或標(biāo)識(shí)不清晰，使得在緊急情況下人員無法迅速發(fā)現(xiàn)和使用消火栓。消火栓是消防系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，需要定期維護(hù)和檢查。然而，一些高層建筑的消火栓維護(hù)不及時(shí)，導(dǎo)致消火栓堵塞、漏水等問題，影響了消防供水的穩(wěn)定性和效果。消火栓故障報(bào)警系統(tǒng)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)和報(bào)警消火栓故障的重要手段[4]。然而，一些高層建筑的消火栓故障報(bào)警系統(tǒng)不完善，缺乏監(jiān)測(cè)和報(bào)警機(jī)制，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)消火栓故障，給消防供水帶來隱患。

3 高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 消防水泵房和水池設(shè)計(jì)技術(shù)

消防水泵房和水池是高層建筑消防系統(tǒng)的核心部分，提供消防用水的重要設(shè)施。在設(shè)計(jì)水泵房和水池時(shí)，應(yīng)根據(jù)高層建筑的規(guī)模和消防需求，合理選擇水泵房的位置和布局。同時(shí)，還應(yīng)考慮水泵房的防火和通風(fēng)設(shè)計(jì)，確保水泵設(shè)備安全運(yùn)行。水池的容量設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮高層建筑消防系統(tǒng)的供水需求，確保水池能夠提供足夠的消防用水，并考慮備用水池的設(shè)置，以應(yīng)對(duì)緊急情況和漏水等影響。高層建筑消防水池的水質(zhì)管理關(guān)鍵技術(shù)包括定期清洗、消毒和監(jiān)測(cè)工作，確保供水的衛(wèi)生安全和水質(zhì)穩(wěn)定。

3.2 消防栓布局設(shè)計(jì)技術(shù)

消防栓是高層建筑消防系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其位置的選擇十分重要。通常，消防栓被布置在易于發(fā)現(xiàn)和使用的地方，如樓道和公共區(qū)域。布置密度應(yīng)根據(jù)高層建筑的規(guī)模、樓層數(shù)以及疏散距離等因素來進(jìn)行合理計(jì)算。確保每個(gè)區(qū)域都有足夠的消防栓，以方便滅火需要。為了確保消防栓在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠迅速被發(fā)現(xiàn)和使用，需要在其上標(biāo)明清晰的標(biāo)識(shí)。這樣可以確保疏散人員能夠迅速找到消防栓，從而進(jìn)行有效的滅火措施。在設(shè)計(jì)消防栓時(shí)，還需要考慮到防凍措施。在低溫環(huán)境下，消防栓的管道和閥門可能會(huì)被凍結(jié)，導(dǎo)致無法正常使用。為了避免這種情況的發(fā)生，需要采取相應(yīng)的措施，如加熱、保溫等，以確保消防栓在任何環(huán)境下都能夠正常運(yùn)行。消防栓與水源之間的連接管道和閥門的設(shè)計(jì)也需要合理布置。這樣可以保證消防水源供水的穩(wěn)定性，并且閥門的操作也應(yīng)該方便可靠。只有在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，這些閥門能夠迅速打開，從而提供足夠的滅火用水。同時(shí)，還應(yīng)注意管道的保護(hù)和養(yǎng)護(hù)，確保其暢通無阻。消防栓作為高層建筑消防系統(tǒng)中不可或缺的一部分，其位置選擇、標(biāo)識(shí)、防凍和連接管道等設(shè)計(jì)都十分重要[5]。

3.3 自動(dòng)噴水滅火設(shè)計(jì)技術(shù)

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是高層建筑的主要滅火手段之一。在設(shè)計(jì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)時(shí)，噴頭的選擇應(yīng)根據(jù)高層建筑的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)、布局、人員密度等因素進(jìn)行合理布置。噴頭類型、噴射距離、噴灑模式等應(yīng)與高層建筑的特點(diǎn)相匹配。根據(jù)高層建筑的面積、樓層、人員密度和防火分區(qū)等因素，計(jì)算出自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)所需的水流量和水壓。這將確保系統(tǒng)在火災(zāi)時(shí)能夠提供足夠的滅火用水，有效控制火勢(shì)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)需要可靠的控制和監(jiān)測(cè)機(jī)制，包括火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、水泵控制系統(tǒng)、噴水活門的開閉控制等。這些控制和監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠確保系統(tǒng)的及時(shí)響應(yīng)和有效運(yùn)行。

3.4 消防給排水設(shè)計(jì)技術(shù)

消防給排水系統(tǒng)是高層建筑消防系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)涉及到消防水源供應(yīng)、水壓控制、疏散排水等關(guān)鍵技術(shù)。消防給排水系統(tǒng)需要明確可靠的消防水源供應(yīng)，包括消防水泵、消防水箱等。該供水系統(tǒng)應(yīng)能夠滿足高層建筑對(duì)滅火用水的需求，并且在火災(zāi)發(fā)生時(shí)保持穩(wěn)定的水壓和水流。高層建筑的消防給排水系統(tǒng)需要通過設(shè)置水泵、水池、水壓調(diào)節(jié)閥等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)水壓的控制。這樣可以確保滅火用水在不同樓層和消防栓之間的平衡分配，以及有效控制建筑內(nèi)部的水壓[6]。高層建筑的消防給排水系統(tǒng)需要考慮疏散排水的技術(shù)，包括樓梯間、走廊、車庫等區(qū)域的疏散排水。這些區(qū)域的排水設(shè)計(jì)應(yīng)能夠迅速有效地排除火災(zāi)和緊急情況下產(chǎn)生的積水和煙霧，以確保人員的安全疏散和消防通道的暢通。

4 結(jié)語

高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)問題主要包括自動(dòng)系統(tǒng)不合理、試壓作用未發(fā)揮、消防水箱設(shè)置不科學(xué)和消火栓設(shè)計(jì)不當(dāng)。這些問題的原因主要包括設(shè)計(jì)不合理、施工不規(guī)范、維護(hù)不及時(shí)以及對(duì)系統(tǒng)需求和特點(diǎn)的缺乏認(rèn)識(shí)。為了提高高層建筑的消防安全性，需要加強(qiáng)消防設(shè)計(jì)的規(guī)范性和科學(xué)性，提高建筑施工和維護(hù)的質(zhì)量，需加強(qiáng)高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用。合理的設(shè)計(jì)和應(yīng)用這些技術(shù)，可以提高高層建筑的消防效果和安全性。通過考慮建筑特點(diǎn)、水源供應(yīng)、疏散排水等方面的關(guān)鍵技術(shù)，可以確保高層建筑的給排水消防系統(tǒng)能夠在火災(zāi)發(fā)生時(shí)發(fā)揮有效作用，以確保人員安全和建筑物的保護(hù)。