探析高層建筑消防給排水設計中的若干問題

劉 偉

(西安市公安消防支隊新城區大隊，陜西 西安 710003)

探析高層建筑消防給排水設計中的若干問題

劉 偉

(西安市公安消防支隊新城區大隊，陜西 西安 710003)

介紹了高層公共建筑及住宅建筑的定義，闡述了高層建筑消防給水排水系統的組成要素，著重對高層建筑消防用水的給排水系統設計方法進行了分析探討，并歸納了高層給排水工程建設的特點，為類似工程的設計提供參考。

高層建筑，消防，給排水，設計

0 引言

隨著城市人口生活水平的不斷提高，越來越多的人們住進了高層建筑。而建筑業也不斷地向層次更多、標準更高的方面努力發展。雖然，設計的高層建筑都很美觀漂亮，但是，如果沒有好的消防給排水的設計，還是會影響設計和施工，給人民的日常生活帶來麻煩。因此，建筑業對于高層建筑的消防設計、給排水設計的施工和維護都進行了更高標準的要求，不斷地進行完善。

1 高層建筑的定義及分類

1)高層公共建筑及住宅建筑的定義。

根據《高層民用建筑設計防火規范》的規定，高層民用建筑的高度范圍為24 m～100 m，跨度比較大。從使用功能來說，有的是普通的辦公樓，有的是國家四星級、五星級高級賓館。因此，同樣規模的高層民用建筑，其要求不一樣。為了便于針對不同建筑物在耐火等級、防火間距、防火分區、安全疏散、消防給水、防煙排煙、電氣防火等方面分別提出不同的要求，以達到既保障各類高層建筑的消防安全，又能節約投資的目的，因此很有必要對高層民用建筑進行分類。

2)一類、二類高層建筑的區別。

第一類高層建筑：9層～16層(高度到50 m)；第二類高層建筑：17層～25層(高度到75 m)；第三類高層建筑：26層～40層(最高到100 m)；超高層建筑：40層以上(高度100 m以上)。在我國，按照《高層民用建筑設計防火規范》的規定，建筑總高度超過24 m的非單層民用建筑和10層及10層以上的住宅建筑(包括底層設置商業服務網點的住宅樓)稱為高層建筑。根據高層建筑使用性質，火災危險性，疏散和撲救難度進行分類。小高層是指樓層在8層～11層間，配備電梯的住宅。在建設部有關規定中，沒有小高層這個概念。小高層有以下特點：小高層通過電梯的配置，使原有意義的多層住宅具有了高層的優點。 《民用建筑設計通則》根據樓房的層數、高度不同分：1層～3層稱低層、4層～6層為多層、7層～9層為中高層、10層及以上為高層、建筑高度大于100 m為超高層。

3)高層建筑消防給排水系統組成要素概述。

高層建筑的消防給水系統由消火栓系統與噴淋系統兩大部分組成。消火栓系統由消防水池、高位消防水池、消防泵、穩壓系統、管道系統、消火栓等組成。噴淋系統由消防水池、高位消防水池(與消火栓系統合用)、消防泵、穩壓系統、報警閥組、壓力開關、水力警鈴、信號閥、水流指示器、管道系統、噴淋頭、末端試水裝置、壓力流量控制部分等組成。

根據《高層建筑設計的防火規范》的第7.3.6條文規定，“高層建筑室外消防栓的數量可以按照規范中的第7.2.2條文進行計算和確定。每個消防栓經過計算的水量都應在10 L/s～15 L/s。但是，在工程建筑設計規范的條文規定中，有人認為：室外消防栓的數量是保證建筑物失火時，可以有足夠的水量，其中這包括兩個部分：室內和室外。然而，根據條文規定的解釋，我認為有些超過了，因為室外的消防栓是失火時，室外的消防用水的取水口，應該按照室外的情況和區域來理解和考慮。如果室外的管道區域的水流量一旦被確定，就算在高層建筑中設置再多的消防栓，總的管道區域的水流量也是一定的。如果在對高層建筑進行室內消防用水的設計時，把室內的消防用水存到室外的消防水池，這時一般的水量計算方法就按照室外消防用水量來確定。因此，對消防用水量的計算就應該按照室內外總的用水量來計算，并且，在高層建筑設計防火規范條例7.4.5.3的條文中規定，消防的水泵要設計在室外，方便消防車進行使用的地點。并且它與室外的消防水池、消防栓的距離最好在15 m～45 m之間，根據它規定的設計距離，我們也能知道水泵的接合器一定是安排在室外的。因此，在布置消防栓的接合器時，一定要考慮它們之間的集中性，以便計算室外設計消防栓的數量。一旦在設計中出現的室內消防系統過多時，就要多接一些水泵接合器，并進行分散布置，如有需要就額外的加一些室外的消防栓。

2 消防給排水的系統設計

對于高層建筑消防用水的給排水系統的設計形式和選擇，一定要保證系統的安全性和可靠性，并且我們所選擇的供水形式也要經濟合理。

2.1 給排水設計的分類

首先，我們可以將它分成服務范圍的：可以有獨立的給水系統和區域內集中的給水設計兩個部分。在這兩個方面，最常用的就是區域內集中的給水方式，就是在臨近的一些高層建筑中，它們共用一個消防用的水池，但這種方法的推廣性做得不好。主要的原因就是各個樓房的開發商不能好好地進行協調，有關部門牽頭牽線不到位，不能解決管理和使用的費用問題。其次，可以按照高度來分類，也就是分區水和不分區水。一般的消防栓的栓口的壓力都不大于0.08 MPa，這時所采用的給水方式是不分區的。消防栓的栓口壓力都是大于0.08 MPa時，采用的給水方式也就變成分區式的，這種分區的給水又可分為串聯給水和減壓閥給水兩種方式。

2.2 消防的串聯、并聯給水設計

高層建筑的特點有樓層高、避難層多，所以，一般它們均采用串聯的給水系統。而在我國當前樓層高400 m以上的，采用的消防給水形式都是串聯給水設計。但是，因為它減少了豎向的立管，消防泵的壓力和管件的壓力就都減少了，從而增加了它的可靠性。并且，分區的消防給水運用這種方法都可以達到互不干擾的模式，但是，它的維護和管理還是比較困難的，造價也是比較高的。

使用串聯的給水方法，消防水泵的壓力會相近，這種設計就不需要高壓泵和高壓管了。但是，它的水泵連接還是比較分散的，同樣的，維護和管理也比較困難，造價也比較高。

減壓閥的供水方式：這套給水的方式造價低，操作簡單，管理上也比較方便，可以說它是可以保證經濟，又安全可靠的。在高層的建筑中，為了防止出現串聯問題，系統的減壓閥和水泵不出現出水閥失效的問題，就要調節減壓閥。并為它設定一個閥后的壓力，使它保證恒定，并且，它只需要一套水泵、一套水泵的接合器、一座大水箱和一套電器的相應設備，這就使得造價大大的降低了。

2.3 高層建筑的消防排水設計

如果要按照壓力制來分劃的話，高層建筑的消防給水可分為高壓制和臨時高壓制兩種，并且它是分反串聯和并聯的。由壓力式和重力式兩種設備組成，將這些系統進行組合，有十多種形式，我國現在的高層就運用這種方法。

1)高壓制和臨時高壓制。

由于消防車的供用是有限的，而消防建筑對高層建筑來說又比較重要，所以，為了樓層的安全性和可靠性給高層建筑提供自救的消防給排水系統也是必須的。所以，就分有高壓制和臨時高壓制兩種方法。其中，高壓制的消防系統在遇到火災時，是不用水泵進行給水的，它的工作狀態是處于重力狀態下，安全可靠。而臨時的高壓系統往往是受建筑物限制的，它常用于一些機房和少量的工房里，它的布局一定要有安全性，從各個方面有效地保護人員活動密集的場所。臨時高壓消防給水系統是指在給水管道內平時水壓不高，其水壓和流量不能滿足最不利點的滅火需要，在水泵站(房)內設有消防水泵，當接到火警時，啟動消防水泵使管網內的壓力達到高壓給水系統水壓要求的給水系統。采用屋頂消防水池、消防水泵和穩壓設施等組成的給水系統以及氣壓給水裝置，采用變頻調速水泵恒壓供水的生活(生產)和消防合用給水系統均為臨時高壓消防給水系統。

2)水箱和水泵。

高層的設計中，水箱和水泵也是設計的重點，對于高層的重力系統而言，消防所用的水都放在高壓水箱里，為消防工作提供足夠的建筑用水。從而，使得水泵在水災來臨時能及時的派上用場，使高層消防安全可靠。從現行的規范及所見到的資料里都沒有明確消防水箱中的消防儲水量是一個18 m3還是兩個18 m3。即一般的將GB 50045-95中的18 m3理解為消火栓系統室內10 min消防用水(故近日有將高位水箱中之10 min消防儲水量定為24 m3，因室內消火栓用水量為40 L/s)；將GBJ 84-85中的18 m3理解為自動噴水滅火系統10 min消防儲量(與原GBJ 45-82第6.2.3建筑物內自動噴水滅火設備的用水量，按30 L/s計算巧合)。因此設計消防栓與自動噴水滅火系統同時存在時出現高位水箱中的消防儲量為36 m3。

3 高層給排水工程建筑的特點

3.1 工程建筑的特點

高層建筑的占地面積大，層數多，有地下層和設備層。因此，在對高層建筑物進行施工建設時，排水的設計和預埋工作都是要特別重視的，如果這一工作有所忽略，就會造成排水系統的預埋、預留地點不準確或出現漏埋、漏留的現象。

3.2 高層建筑排水重點部位特點

標準層的特點：因為轉換層的標準是首層建筑的結構復雜，有密集的梁柱，管道的埋設比較困難。留線也要有一致的位置，同時施工的質量影響著建筑在使用上的美觀問題。在建筑的工程中，給排水的過程是非常重要的。所以，它一定要有一個合理的方案，從而保證施工的質量安全，及時的完成建筑的工作量。在建筑物給排水的過程中，它的難點就在于施工條件的差異，從而去制定符合其條件的方案。再根據工程的實際情況，進行方案的調整，避免引起不必要的沖突。

高層建筑其他問題的考慮：對于高層建筑而言，給排水的水錘問題也是需要重點考慮的。在高層建筑物中，水泵的揚程一般都較高，所以氣壓罐穩壓泵、泄壓閥的選擇和設置都會對水錘產生影響，從而造成泵關閉不嚴等情況。試驗排水在高層的建筑中，消防的報警閥一般都是分層設置的，所以，要做報警閥的排水試驗，從而了解它的使用和安全性。

4 結語

對于高層建筑的給排水是需要建筑人員多加注意的，工程設計人員要本著安全、經濟的原則，在實踐中力求創新，不斷的設計出更加有效的消防給排水系統，從事設計工作的人員更應該為此做出努力，借鑒國外逐步發展、研究、實踐的經驗，進行符合我國老百姓的居住環境的設計。按服務范圍分：有獨立的消防給水系統和區域集中的消防給水系統，并建議盡量采用區域集中的消防給水系統，使之得到推廣，保證設計安全性的同時提高居民的滿意度。

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[4] 葛利明，葉偉軍，董軍波.高層民用建筑消防設計常見問題解析[N].建筑時報，2011-05-01.

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On some issues of fire-fighting water supply and drainage design in high-rise buildings

LIU Wei

(New City District Brigade, Xi’an Public Fire-Fighting Unit, Xi’an 710003, China)

The paper introduces the definitions of high-rise public buildings and residential buildings, illustrates the components of the fire-fighting water supply and drainage in high-rise buildings, analyzes and sums up the design methods for the water-supply system of high-rise buildings, and summarizes the features of water-supply and drainage construction at high-rise buildings, so as to provide some reference for similar projects.

high-rise building, fire-fighting, water-supply and drainage, design

1009-6825(2014)31-0147-02

2014-08-20

劉 偉(1980- )，男，助理工程師

TU972

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