小议论高层建筑给排水消防设计

王鹏

摘要：随着科学技术的不断进步，加之城市土地资源的日趋紧张，具有创新意识的设计理念和结构形式的各类高层和超高层建筑不断涌现。对于高层建筑而言，科学合理地选择消防给水系统，对于保障建筑物内部的人身和财产的安全起着至关重要的作用。本文主要探讨高层建筑设计中给排水消防设计的特点及设计方法。

关键词：高层建筑；给排水；消防；设计方法

1.高层建筑给排水消防设计的特点

高层建筑与一般多层建筑相比，在给水排水工程方面，设计的基本理论和计算方法基本上是相同的。但是，由于高层建筑层数多、高度大、功能广、结构复杂，振动源多、用水要求高等特点，高层建筑给水排水工程在技术难度上，远远超过了低层建筑物的给水排水工程的范畴。与低层建筑给水排水消防工程相比，高层建筑给水排水消防工程具有以下特点。

1.1高层建筑具有层数多、高度大的特点。高层建筑尤其是超高层建筑给水排水消防系统静水压力非常大，供水系统进行合理的竖向分区就显得尤为重要。合理的竖向分区不但降低了静水压力，而且避免了采用分区过小时管道及配件容易被破坏以及对使用带来的不便。

1.2高层建筑功能复杂，容易引发火灾。而且一旦发生火灾，火势蔓延速度非常快，危险性大，扑救难度大。因此，施工要求相比低层建筑要求高得多和高层建筑消防系统的设计，按高规要求设置安全可靠的消防系统，满足各类的消防要求。

1.3高层建筑的排水量大，一旦发生停水或排水管道堵塞事故，影响范围大。因此，必须要具备安全和可靠的水源。以及经济合理的给排水形式，并处理好管道的通气问题，保证供水安全可靠。

1.4高层建筑对防噪音、防震要求较高，必须考虑设备和管道的防振动和噪声的技术措施，因为高层建筑动力设备及种类繁多，管线长，噪声源和振动源多，易产生振动和噪声。因此，高层建筑管道应采取防震、防噪、防压力过高等措施，以保证不影响周围环境。

2.高层建筑给水系统设计

高层建筑的给水系统主要是为建筑当中的用户提供正常生活以及工作用水，分为取水、输水、水质处理以及配水设施等几大部分。以下就对高层建筑的给水系统设计进行探讨：

2.1选择给水管道

高层建筑的给水系统设计之初是要选择合适的给水管道，为了防止水对管道内壁形成锈蚀现象污染水质，对传统的热镀锌管道进行优化升级，选择质量较轻、安装方便、成本更低的塑料管道。此外针对各种高层建筑的用途和需求，管材的选择还应该综合考虑使用环境、安装技术以及水压、温度的等影响进行综合比较后做出最合理的决定。

2.2确定给水方式

现阶段高层建筑的给水系统通常使用的是加压供水方式，根据加压设备的不同可以分为高位水箱加压供水、气压水箱加压供水以及无水箱变频泵加压供水三种形式。在进行高层建筑给水方式设计时，需要综合考虑经济性、技术性以及供水的可靠性等因素。可以说高层建筑的加压供水是整个给水系统的核心环节，因此需要通过科学合理的分析选择出最佳的加压方式。

3.高层建筑排水系统设计

高层建筑排水系统设计包括生活废水、污水以及屋面雨水的收集和处理系统。主要分为室内排水和室外排水系统两大类，其中室内排水对于生活废水、污水的收集有分流或者合流两种形式，在设计时需要根据建筑所在城市的排水制度進行最终确定。以下就对高层建筑的排水系统设计进行探讨：

3.1中水系统

中水就是再生水，具体是指被污染过的水经过特定的处理后，达到规定的水质要求并满足高层建筑用户的使用要求。从经济角度分析，中水的成本最低，约为1～3元/吨，而海水淡化的成本约为5～7元/吨，跨流域调水的成本约为5～20元/吨；从社会角度分析，中水系统利用有助于改善生态环境，实现水生态的良性循环。伴随着我国自来水、污水以及中水三者间价格日趋合理，相信中水的经济效益以及社会效益会更加明显。

3.2同层排水

高层建筑的同层排水是指在同楼层内平面施工敷设使得污水及废弃物的排放达到或超过同类和其他排水方式，顺利进入排水管道，一旦管道发生堵塞的情况，在本楼层内就可以进行清理疏通。进行同层排水设计时需要注意排水管材的选择，必须要有较高的密封性、结构轻度高能够抵抗外力冲击并且还应该考虑到材料成本的因素。

4.高层建筑消防系统设计

消防上要求在现场的消火栓箱里安装有紧急启动消防泵按钮，按下按钮，消防水泵就立即启动了。由于消防泵和自喷泵均为离心泵，所以关闭阀门时泵的启动负荷最小，而打开阀门时启动负荷最大。如果启动负荷越大，那么对电路、水泵、管路的损害就会越大。一般的止回阀是起不到闭阀作用的，为减小消防、喷淋泵的启动负荷，就要在出水管路上设多功能控制阀，水泵启动时能够自动打开阀门，停止时能自动关闭，并能有效防止水锤的危害。而对于消火栓栓口处的出水压力超过50m水柱的楼层，应采用减压稳压消火栓。

4.1室内消防：①高层建筑中一般要求消火栓系统布置成环状管网式，在某些大面积的建筑内，由于四面均布置了消火栓和消防立管，因此我们可将底层与顶层的消防干管均连成水平环路，立面形成以立管相连的竖直环路，这种立体管网对消防供水最为安全。②消防水池，设于地下室的消防水池其溢水和泄空排水利用消防泵房排水设施进行排水，设于地面的消防水池则将溢水和泄空水排入雨水管道。根据规范规定高层建应设消防水池并进行2次加压。但从城市规划的角度，宜关注区域集中消防供水系统，即在区域内不设多个消防水池及泵房，只设1个消防水池及加压泵房，来满足区域消防供水的要求。

4.2室外消防：室外消防用水量应取小区中最高一幢的建筑高度按《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，2005年版）。室外消防给水管应成环，要有两条进水管。当市政给水管满足不了以上要求，则应设置消防水池。室外消火栓的数量应按室外消消火栓用水量经计算确定，每个室外消火栓的用水量应为10～15L/S。室外消火栓距高层建筑外墙不宜小于5m，并不宜大于40m，距路边不宜大于2m。

4.3自动喷水系统及常见的问题：自动喷水系统主要由采用闭式洒水喷头的闭式系统（包括湿式系统、干式系统、预作用系统、简易自动喷水系统等）和采用开式洒水喷头的开式系统（有雨淋系统、水喷系统、水幕系统）。开式自动喷水灭火系统较闭式系统则会在火灾所处的系统保护范围内的所有开式喷头一起出水灭火。常见的问题有①消防水箱的设置，根据《自动喷水灭火系统设计规范》规定：“系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05Mpa”也就是要求消防水箱与距离最不利点喷头的垂直高度不低于5m，但某些建筑工程没有设置增压措施，就是没有遵守此规定。正确的操作是在屋顶设置增压水泵，在增压水泵出水管一侧设旁通管，出水流量不应小于扑救初期火灾需要的用水量。②试水装置设置，根据《自动喷水灭火系统设计规范》规定：“每个报警阀组控制的最不利点喷头处，应设末端试水装置，其他防火分区、楼层均应设直径为25mm的试水阀、末端试水装置和试水阀应便于操作，且应有足够排水能力的排水设施。”但是一些末端试水装置处的排水设施排水量小于试验阀的泄水阀的泄水量甚至不设排水设施，以至于无法进行防水试验。

5.结语

综上所述，高层住宅建筑消防系统内容复杂，涉及面广。设计时要根据技术的可靠性，实际的可操作性，经济的合理性综合考虑，只有技术可靠、实际操作方便，才能确保安全。

参考文献：

[1]陈景云.分析高层建筑给排水消防设计方法[J].价值工程，2013.

[2]崔静.高层建筑给排水消防设计要点探讨[J]. 中国公共安全（学术版），2012.