芻議高層建筑工程給排水消防設計方法

仇威

摘 要：本文主要圍繞高層建筑給排水系統的設計要求展開討論，探析高層建筑的給排水設計方法，以期參考交流。

關鍵詞：高層建筑；給排水設計；消防設計

前 言

隨著城市經濟的快速發展，城市土地資源日益緊張，嚴重制約著城市的發展，促使建筑物不斷向高層發展。近年來，高層建筑火災頻繁，高層建筑的消防安全問題，成為了關系民眾生命安危的重中之重。高層建筑消防給排水設計時，不僅要充分考慮控火及滅火的安全性，而且要考慮投資的合理性，減少不必的經濟和生命財產的損失成為建筑建設的考慮重點，只有在建筑消防給排水系統設計實際應用中，不斷總結完善存在的問題，才能在防火、滅火工作中發揮應有的作用，達到理想的效果。

一、高層建筑給排水消防系統的設計要求

1.1 消防給水設計要求

首先，消防給水系統的設計要根據建筑的高度來設計滅火設施；再者，滅火時主要以水為滅火工具，其它滅火材料為輔助工具；最后，由于高層建筑的滅火難度較大，所以在設計給水消防系統時要以人員盡量自我救助的要求為主。

1.2 消防排水設計要求

在消防排水設計上，設計人員應該將因滅火產生的水排除在外以防止水浸帶來不必要的損失。首先，要充分利用雨水排水管道并考慮設計防返溢的措施；另外，在重點消防區域設置專用排水管道，也可以將消防排水管道與衛生間排水管道相鏈接；再者，設計消防排水應該將上層用水下滲到下層的情況考慮在內，避免地下室以上的排水流到地下室；接著，要嚴格按照分區來設計排水且分區之間排水的流通要被阻斷；最后，要確保排水泵的使用安全，其電源能夠保證排水工作正常進行。

二、高層建筑給排水消防設計方法

2.1 合理計算消防栓水柱長度并布置消火栓

根據《高層民用建筑設計防火規范》的規定，如果建筑物不高于100 米，那么消防栓的水槍充實水柱不應該小于 10 米，反之則不應小于 13 米。因此要依據水槍的最小流量和水槍噴口直徑來計算水柱長度和水槍傾角以達到設計要求。

2.2 高層建筑的消防電梯間必須設置消防栓

在高層建筑物發生火災時，消防人員需要通過使用消防電梯來進行滅火和救援的工作，而且，電梯間的消防栓能夠為消防人員提供開道的必要保護和足夠的水柱。按照《高層民用建筑設計防火規范》的規定，消防電梯間的井底應該設置排水設施，且為了保證消防電梯的正常運行，排水井容量不應小于 2.00m？。應該在底坑外地下室的其它部位設置集水坑且集水坑容積要達到《高層民用建筑設計防火規范》的要求，使其與排水泵通過管道相連通。為進一步確保消防手段的萬無一失，應當設置備用泵，能夠預防緊急情況的發生。另外，通過發生火災時，普通電源都會切斷，為了防止意外發生，應該配備消防電源避免排水泵在沒有電源的情況下無法起到作用的情況。

2.3 高層建筑增壓泵的設置

按照 《高層民用建筑設計防火規范》的規定，在高層消防栓水位差不多的情況下，應該設置消防增壓泵且其流量必須滿足一股水柱或一個噴頭的水量，但是，增壓泵揚程不能過大。

2.4 自噴末端試水裝置的設置

截止閥、壓力表、試水接頭、排水漏斗是末端試水裝置的組成部分，該裝置是消防驗收和日常檢查的重要設施，可以用來判斷噴淋系統工作壓力能否達到規范要求，但通常，末端試水裝置的設置會出現被忽視或設置位置不合理不規范等問題，應該這樣：最不利點噴頭后接試水閥，再與壓力表相接，然后再接流量系數等同于防火分區的最小流量系數噴頭的試水接頭。只有這樣，末端試水裝置才能準確模擬出最不利點噴頭的實際噴水情況并將實際工作壓力測出以幫助做好消防驗收和檢查的工作。

2.5 自動噴水滅火系統的灑水噴頭的選擇

選擇適合的自動噴水滅火系統的噴頭要根據保護空間的建造構造、火災危險性和自動噴水系統自身的特點來選擇。其中有種最常見的噴頭，平時噴頭會被熱敏元件堵住，一旦發生火災，噴頭的周圍的溫度就會上升，熱敏元件就會被爆破，噴頭就能噴水滅火了。

三、實施高層建筑給排水消防系統設計的要點

3.1 正確計算消火栓并合理進行布置

建筑高度不超過 100m 的高層建筑的設計時，我們可以根據水槍最小流量 5L/s，水槍噴嘴口徑 19mm，查有關設計手冊得出水槍充實水柱長度為 11.3m；而對于建筑高度超過 100m 的高層建筑，可以調整水槍流量以達到滿足規范所需要水槍充實水柱長度。但是實際上，為了考慮經濟因素而將高層建筑標準樓層凈高定在 4.0m 以下，而高層取 4m 水槍上傾角取 45°的時候會限制充實水柱的長度，不過，可以通過改變上傾角來達到目的。當高層仍然選取 4m 而噴嘴口徑 19mm 水槍的充實水柱小于 10m 時，撲救火災的難度因為火場煙霧大且輻射熱高而增大，因此，應該先計算水槍的充實水柱長度且滿足《高層民用建筑設計防火規范》規定的下限。

3.2 設計考慮到消防安全的排氣道

通風排氣煙道和通風設施能夠凈化空氣、防止空氣污染，而設計由非燃性材料制成并加入防火部件的防火排風系統既能將空氣中的有害氣體及時排出，又能將空氣中含有易燃易爆的氣體提前進行凈化并排出室外。這種防火設計能夠有效防止由排風道引起的關聯性大范圍火災的發生。

3.3 消防水泵出口處的放水閥和穩壓回流措施

為了方便水泵檢查實驗時排水，《高層民用建筑設計防火規范》規定消防水泵的供水管上應該設置 DN65 的放水閥門，根據排水量打小來選擇排放位置，排水量大時可以排放到消防水池，反之則排放到泵房集水池。由于在實際使用過程中會有消防水量小于水泵選定流量值的情況發生，容易造成事故發生，因此要將穩壓回流措施考慮在內，將安全穩壓閥裝置在供水管上，一旦管網超壓或壓力不穩定時，就可以利用回流管泄壓并將回流水排放到消防水池中。

3.4 消防水池的設置

一般情況下，要設置消防水池以防市政供水不能滿足消防用水量的情況發生，而對于消防水池容積的計算應該用火災持續時間內各消防的用水量之和減去市政進水管的補水量，如果要將室外消防用水量或消防共用水池考慮在內，那么就要補充相應的用水量。為了防止生活水質受污染，在設置生活、消防共用水池時，不能將建筑物的本體結構作為水池的池壁和池底。

3.5 確保兩路供水

從消防水池接入水泵間的引入管應該保證不少于 2 根，如果在接入泵房前就將引入管匯合為一，對消防水池而言，僅為單路供水，存在供水的安全隱患。同時，從消防水泵接入各消防管網的供水管也應保證兩路。

3.6 自動供水應該先通過報警閥

在自噴系統中，自噴水泵是通過報警閥上壓力開關動作給出信號來啟動，水流指示器顯示火災位置，因此自噴供水均應通過報警閥接向管網。特別是從高位水箱或增壓設施接出的自噴供水管，不能像消火栓系統那樣直接接在消防管網上，而必須從報警閥入口接入消防管網中。

四、總結

我國的高層建筑也在日趨增多，同時高層建筑的安全性也日益受到關注。高層建筑給排水消防設計是一門應用技術，我們應該科學系統地了解高層建筑的具體結構和消防要點，掌握高層建筑給排水消防設計的實施技巧和科學應用，為現代高層建筑的消防安全提供基礎保障，避免不必要的財務和人員的損失，促進我國經濟健康有效發展。

參考文獻：

[1]張謙.高層建筑給排水及消防設計體會[J].中國高新技術企業，2009，11：120-121.

[2]衛齊娟.淺談高層建筑的給排水消防設計方案[J].河南科技，2014，14：151.

[3]陳景云.分析高層建筑給排水消防設計方法[J].價值工程，2013，31：124-125.