高層建筑給排水及消防設計特點及方法研究

趙歡　劉永偉

摘 要：高層建筑給排水及消防設計對建筑工程有著重要的影響，基于此，文章結合工作實踐經驗，先對高層建筑給排水及消防設計進行了概述，并對其特點及方法進行了分析，根據高層建筑特點提出了消防設計，從而提高了高層建筑給排水及其消防能力。

關鍵詞：高層建筑；給排水；消防設計；特點

城市化進程在催生大量建筑工程的同時，使現有建筑工程在施工設計、施工管理水平上都得到了提高。為了滿足居民的使用需求，對于建筑的設計不僅需要加強外觀和功能設計，還要注重給排水和消防設計。鑒于高層建筑的特殊性，一旦發生意外災害，受災程度將明顯大于普通的多層建筑，可見給排水和消防設計的合理性至關重要。

1 高層建筑給排水消防設計概述

高層建筑的特點在于其高度上的突破，對于現代社會的發展，具有良好的推動作用，同時為建筑給排水消防設計帶來了新的難題。高層建筑在進行給排水消防設計時，應當設計成為一個完善合理的系統整體，保障高層建筑消防系統的功能運轉正常。對于高層建筑的消防供水方面，應當在相應樓層設置一定規模的消防栓、自動噴淋等消防裝置，同時在建筑附近建造能夠儲存一定消防用水量的地下消防水泵房以及消防水池，確保在火情發生時能夠保證消防水量的充足，消防供水系統還應具有足夠的供水壓力，即便在最高層失火后，消防水仍能克服重力到達火情區域進行滅火作業。對于高層建筑的消防排水方面，由于在進行消防滅火作業時，所使用的消防水量遠大于日常用水量，因此需要建造獨立的消防排水系統以保障排水系統的暢通，防止大量的消防水浸泡居民住宅或者堵塞逃生通道，對高層建筑的使用者的生命財產安全造成危害。

2 高層建筑給排水消防設計的特點

在整體排水過程中，要注意對壓力的控制。而在排水控制過程中，要注意對排水管管徑的合理選擇。而確定排水管道的管徑主要有三種方法：（1）使用最小管徑法，連接大便器的排水管，管徑不小于DN100，而連接大便槽的排水管不小于DN150，干管不小于DN100；（2）使用臨界流量法，依據臨界流量，確定排水管管徑，將排水流量轉化為當量，計算管徑的具體數值；（3）使用水力計算法來確定管徑的橫管管徑，當排水管的管徑為DN150，立管的高度達到100m時，若壓強數值達到0.1MPa，即便在管道內有堵塞物，也會很難停留，所以排水管管材選用0.1MPa的壓力等級是安全的。

關于排水立管與橫管連接而言，立管和橫管連接要重要垂直距離處理和管徑選擇。如果該超限高層建筑在寒冷地區也需要特殊處理，要結合最冷月份的最低氣溫，實施防凍措施。同時，充分考慮積雪厚度，防止排水系統崩潰，確保整體排水系統的強度。針對雨水排水系統，主樓樓頂排水需采用重力流排水，排入裙房屋面。裙房屋面排水系統設置中，大部分區域使用虹吸式雨水排放系統，其余使用重力流排水，將雨水直接排入雨水管網。

3 高層建筑給排水消防設計方法

3.1 建筑給水系統設計

3.1.1 給水管道選擇。通常情況下，給水管道的選擇應當以堅持優選為原則，重點考慮管道承受的壓力、周圍溫度和使用環境，結合這些因素來合理選擇給水管道，保證給水管道的質量。過去的給水系統設計中，人們通常選擇鍍鋅鋼管做給水管道材料，以此保證給水管道的正常使用。但由于鍍鋅鋼管使用時間長久之后很容易發生銹蝕，從而導致管內水質受到污染，達不到國家規定要求，所以鍍鋅鋼管在現代己經不再使用，而是被另一種新形材料——塑料給水管所代替。與鍍鋅鋼管相比，塑料給水管的耐壓能力、抗腐蝕和抗銹蝕能力更好，質量與性能也相對更高，所以在給水系統設計中，塑料給水管的使用效果比鍍鋅鋼管的使用效果更好。

3.1.2 給水方式的選擇和確定。如果給水方式選擇不當，將會為給水系統的運行帶來安全隱患，甚至引發故障，導致給水系統運行失效。所以，在設計給水系統時，一定要正確選擇與確定給水系統的給水方式，盡量簡化給誰管道的結構構成，以便降低系統造價，為高層建筑施工節省施工成本。國內目前安裝于建筑給水系統中的加壓供水設備主要有三種，分別為高位水箱、氣壓水箱以及無水巷變頻泵。就給水方式而言，對應的給水系統的給水方式也有三種，即高位水箱給水、氣壓水箱給水、無水箱變頻泵給水，具體選擇何種方式，則需要根據經濟合理、運行可靠兩大原則來選擇。

3.1.3 豎向分區的設置。現代高層建筑的樓層高度和樓層數值都比較大，建筑給水只依靠室外管網供水壓力是無法實現的，還需要增設一些輔助設備，利用輔助設備來生產更大的供水壓力，為高層樓層提供用水。這就需要在給水系統中設計一個豎向分區，借助豎向分區的壓力分散作用解決靜水壓力造成的管道滲漏、閥件磨損等問題，切實保證高層建筑給水系統的運行安全和運行質量。

3.2 高層建筑排水系統設計

建筑設計中排水系統設計的針對對象是生活污水、廢水，實際設計時要注意以下幾個問題：（1）排水系統設計前期要弄清楚排水管道的具體走向，結合管道整體走向和管線埋設要求來設計建筑排水；（2）合理確定排水體制和排水方式，一般要按照政府的規定和要求來選擇排水方式；（3）盡量優化建筑排水的平面布置。排水系統與給水系統最大的不同在于，排水設計不會涉及到豎向分區問題，設計時只需在排水系統中設置一個輔助通氣立管即可。

3.3 高層建筑消防系統設計

3.3.1 普通消火栓系統。相關規定顯示，許多的個體建筑、小區住宅或高層建筑都應當設置消防水池2次加壓。就城市規劃角度來說，應當積極關注區域集中的消防供水系統，在區域內只設1個消防水池和加壓泵房，以滿足區域消防供水需求。另外，現場消火栓箱內應當安裝緊急啟動消防泵按鈕，按鈕一合即可啟動消防水泵?？紤]到減小消防泵的啟動負荷，應在出水管路上設計多功能控制閥。

3.3.2 自動噴水系統的進化。傳統運用的是大水量水噴淋系統，針對其進行的改造，即是采用小水量細水霧系統取而代之，有效避免了水對電器設備所造成的損害。高層建筑適宜采用細水霧系統，以降低水量儲備，大幅度減少設備面積，增強對于火災的探測能力。而火災探測器部分，則逐步采用紅外控制，取代了傳統的煙感、溫感元件，利用電腦邏輯來判斷是照明還是火焰，并控制噴水系統的開關，能夠在火災萌芽的狀態就撲滅，提高了滅火的效率。

4 結語

高層建筑在現代城市建設中得到了極為廣泛的應用，而合理設計高層建筑給排水和消防系統，對于提升高層建筑的使用方便性以及消防安全性，保護人們的生命財產安全具有重要意義。

參考文獻

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