談高層建筑給排水及消防管道工程的設計構建

（山西省商業設計院，山西 太原 030006）

0 引言

隨著我國城市發展速度的不斷加快，城市建設中出現了更多的高層建筑，對于這些高層建筑而言，如果發生火災，消防救援的難度在很大程度上高于多層建筑。高層建筑給排水及消防管道設計是影響建筑消防安全的關鍵因素，因此，我們需要做好給排水及消防管道設計工作，提高設計方案的科學性與適用性，建立完善的消防系統，保證高層建筑的消防安全，為人們提供安全、舒適的生活與工作環境，促進建筑行業的健康發展。

1 高層建筑給排水及消防管道設計要求

1.1 高層建筑給水設計要求

對于建筑工程的消防工作而言，水是最重要的滅活工具，雖然在滅火中也會應用到其他工具，但水仍然是最重要的工具。與此同時，高層建筑的消防難度要高于多層建筑，為了對高層建筑火災進行有效的控制，必須保證水源的充足供應，因此，水在高層建筑消防工作中的作用尤為重要。在高層建筑的設計中，為了保證水源的充足供應，對于給水設計的要求如下：第一，根據高層建筑的結構特點選擇合適的給水方式，保證建筑運行過程中有充足的水源供應。第二，為消防用設置專門的給水通道，避免出現消防用水不足的現象。

1.2 高層建筑排水設計要求

如果高層建筑發生火災，消防救援工作需要大量用水，筒式應保證完成滅火工作后這些水能夠順利排出，避免造成大量的積水，在一定程度上降低火災帶來的財產損失。因此，在高層建筑的排水設計中，需要明確消防給水量的具體情況，保證排水系統的排水量能夠與給水量相匹配。與此同時，還要對雨水排水通道進行充分的利用，有效的減少消防排水管道的建設成本。對于高層建筑中的消防重點區域，需要為其設置專門的通道。此外，還要保證不同樓層中的水體具有良好的滲透性，防止出現水體倒溢的問題。對于建筑中的供電線路，需要采取完善的安全維護措施，一旦發生火災，需要保證電力供應可以維持排水設備的正常運行。

1.3 保證給水分區的合理性

由于高層建筑的高度要遠高于傳統的多層建筑，外圍管網的供水壓力無法滿足建筑的用水要求，同時無法滿足消防用水的需求。因此，在進行高層建筑給水設計時，需要根據實際情況選擇增加設備，提升供水壓力。一般情況下，在高層建筑中，需要每間隔6-7 層設置一個給水分區，其中給水支管的壓力應控制在0.2MPa 以下，如果超過0.2MPa，為了有效的降低水壓，可以采取安裝減壓閥的措施。為了選擇合適的給水設備，一般需要考慮無負壓變頻給水設備，與此同時，還可以通過以一個加壓設備為兩個供水分區加壓，這樣可有有效的降低損耗。在給水系統中無法形成豎向分區的情況下，下層的衛生設備將不能正常運行，導致水閥門流水或上層給水法門過量出水。因此，對于高層建筑而言，做好給水分區設置是一項重要的工作內容。

2 高層建筑給排水消防設計存在的問題

在目前的高層建筑給排水消防設計中，存在的問題主要包括以下幾個方面：

2.1 設計人員觀念落后

目前大部分給排水消防設計人員觀念落后，重視一般建筑設計理念，導致給排水消防設計無法滿足現代高層建筑消防火需求。

一旦出現這種情況，就會造成排水消防系統的安全性降低，在高層建筑發生火災時，給排水消防系統無法正常運轉，會造成火情的快速發展，帶來嚴重的安全隱患。

2.2 消防給水管網試壓問題

在進行消防給水管網試壓時，需要嚴格執行相關安全規范，試壓過程中需要對給水管網進行全面的檢查，確保不存在漏水現象，并且保證管網強度滿足要求。但是，在目前的高層建筑給排水消防設計中，可能會忽略對管網的檢查，這樣會對存在一定的安全隱患。在這種情況下，消防給水管網有可能在火災發生時無法發揮作用。

2.3 自動噴水滅火系統問題

在設計自動噴水滅火系統時，設計人員沒有安裝吊頂的建筑使用具有吊頂建筑的設計方式，導致噴淋頭的距離較遠，自動感應火情系統沒有充分發揮作用，因此出現火災安全隱患。與此同時，在實際的設計中，一般會將自動噴水滅火系統報警裝置安裝在建筑的公共區域，造成其發出的火災警報不容易被人察覺，

2.4 消火栓減壓閥設計問題

在高層建筑的給排水消防系統中，消火栓減壓閥發揮這重要作用，因此，消火栓減壓閥的設計是影響系統應用效果的關鍵因素。消火栓減壓閥能夠使供水能夠集中，可以有效的提高消防栓的供水壓力，這樣可以確保將消防管道中的水將輸送到需要滅火的位置。在設置消防栓系統減壓閥時，設計人員不重視消防栓減壓閥的選擇，缺少相應的型號標準規范，導致管道出現滲水或者漏氣的問題。[1]

3 高層建筑給排水及消防管道設計策略

3.1 消防水泵房設計策略

在高層建筑發生火災時，需要大量的水用于滅火，對建筑的給水系統提出了更高的要求，必須保證充足的水源供應。為了滿足這一要求，需要在給排水及消防管道設計中采用消防水泵房設計。對于高層建筑而言，消防水泵房是儲備消防用水的重要設施，消防水泵房中一般設有消防水池，這樣可以提供充足的消防用水。在計算高層建筑的消防用水量時，必須進行詳細而嚴格的計算。因此，消防水池的儲水量需要根據高層建筑的消防用水量來設計，保證蓄水量可以滿足建筑用水量的需求。在具體的消防水泵房設計中，需要把握以下要點：第一，消防水池中需要設置導流墻，避免出現死角，并且采取必要的循環措施，存進水池中水的循環。第二，在為消防水泵房選擇水泵時，在保證工作效率的前提下，應盡量選擇大功率水泵，實現消防水泵房的高效運行，降低能源消耗。在將水泵與泵房并聯的過程中，需要保證良好的工作效率。第三，根據水泵的實際運行狀態調整運行速度，促進水泵運行效率的提升。此外，還要采用防超壓設計，保證水泵能夠正常運行，避免水泵出現超壓運行的情況。

3.2 自動噴水滅火系統設計要點

自動噴水滅火系統是高層建筑給排水以及消防管道工程中的重要組成部分，是在火災發生時最直接的消防措施。在對該系統進行設計時，需要把握以下設計要點：第一，走廊噴頭的設計。在走廊噴頭設計中，需要對噴頭數量進行嚴格的控制，一般應控制在8 個以下。與此同時，噴頭可以通過配水支管連接在一起，布線時需要考慮到建筑中的電力與暖通布線，避免出現噴水噴水管直徑達，占據大量空間的問題。第二，配水管的減壓設計。在對自動噴水系統中的配水管進行減壓設計時，需要根據建筑的高度確定相應的設計方案，還要參考運水過程中造成的損失，并計算自動噴水滅火之后水泵揚程，保證配水管壓力的合理性，再做好自動噴水滅火系統的減壓設計。第三，在報警閥的出口位置安裝信號閥，通過這種方式防止在操作給排水系統時出現錯誤。第四，在系統的末端位置安裝試水裝置。在安裝試水裝置時，信號的選擇需要根據試水接口的出水流量來確定，間接從配水管排出，有效的避免有空氣通過水管流入室內。第五，報警閥的設置。在噴水泵啟動時，報警閥會隨之啟動，但仍需要在值班室中設置報警鈴。第六，增壓泵的安裝。在安裝增壓泵后，需要保證水柱流量滿足相關要求，設置時需要參考增壓泵的揚程，保證設置的合理性，防止出現壓力不合適的現象。必要時應升高水箱，也可以使用增壓設備。

3.3 消防栓設計要點

消防栓的的和設計同樣是給排水及消防管道工程設計的重要內容，在這部分工作中，設計人員需要進行消防蓄水池、消防泵、分配管、環形管以及環狀管網等方面的設計。一般情況下，高層建筑的消防栓設計需要采用環狀管網，在建筑面積較大的情況下，需要在不同方向設置消火栓與消防立管，確保建筑頂層的消防管管道可以與建筑底層的消防管道相互連接。而立面則需要使用立管進行連接，形成豎直環路，進而保證消防供水的安全性與可靠性。[2]

4 某高層建筑水消防系統設計案例

某高層建筑水消防系統中包括室外水消防系統、室內消火栓系統、閉式自動噴水滅火系統以及雨淋系統。室外消防用水量30L/s，火災延續時間3h。為保證消防管道水量、水壓的穩定性及滿足當地水費計量的要求，室外消防與給水管道分設。防火分區間以防火墻、防火門及防火卷簾分隔。室內消防用水量為40L/s，充實水柱10m，火災延續時間3h.系統采用臨時高壓并聯給水方式，分為高、中、低3 區。地下1 層至4 層為低區，主樓部分為中、高區。低區為獨立系統，中、高區之間用減壓閥減壓分區。地下1 層水泵房內設消防水池，由于市政給水管道能夠保證兩路供水，且能滿足室外消防對水量及水壓的要求，故消防水池不需存儲室外消防用水量。消防水池容積包括室內消火栓3h 用水量、自噴系統1h 的用水量及自噴系統三1h 的用水量。[3]

5 高層建筑水消防系統設計體會

5.1 消防水池容積

一般情況下，消防水池容積是指儲存室內的消防用水量，在對消防水池的消防補水進行核算時，不可以只根據市政進水管的過水量進行核算，而是需要從中去除室外消火栓的用水量。在DN200mm，v=1.5m/s 的情況下，如果Q=46L/s，則室外消火栓的用水量就是30L/s，如果火災持續時間為3h，齊用水量的計算方法為：[（46-30）×3600×3]÷1000=172.8m3，因此，我們需要更好的完成新標準。

5.2 水泵房內部吸水管

如果水泵房內部吸水管與消防水池合用，在超過500m3 的情況下，需要將其分為兩格。在這種情況下，水泵吸水的難度就會大幅度增加。根據《高規》7.5.4“一組消防水泵，吸水管不該少于兩條，當其間一條損壞或者是檢修時，其他的吸水管應當依然可以經過于悉數的水量”，可以在規劃中選擇利用水池完成連通管吸水，水池中需要設置兩條吸水管，才能夠滿足標準的要求。[4]

5.3 清潔間的設置

在高層建筑工程中，清潔間的涉及需要滿足嚴格的要求，其中給水管必須采用暗裝的方式，并且清潔間的四周必須為剪力墻，這對于管槽的預埋提出了較高的要求。由于給水管需要安裝在下一層天花板的上部，所用清潔用品的支管均需要通過樓板連接，這種安裝方式操作方便，并且能夠獲得良好的效果。

5.4 地下車庫的設計

在為地下車庫設置消火栓以及噴淋系統的過程中，由于車庫的體積較大，通常會將消火栓設置在邊墻上火柱子上。如果車庫的車位密集，一旦在設置消火栓時沒有考慮到車的位置，可能會造成消火栓被遮擋，在火災發生時，無法及時的找到消火栓，在一定程度上限制了消火栓作用的發揮。因此，在為地下車庫設置消火栓時必須參考車位情況，保證消火栓所在位置的合理性。

5.5 排水管的通氣管設置

高層建筑中的排水管需要有獨立的通氣立管，并且要保證這個立管的直徑與污水立管的直徑相同。與此同時，還要將結合通氣管安裝在每間隔兩層的位置上。立管高度一般應控制在20 層以上，而最低兩層清潔間選用單獨出戶的規劃，避免影響最低兩層清潔間的正常使用。[5]

6 結束語

總而言之，隨著建筑行業的快速發展，高層建筑已經成為目前的主流建筑形式。對于高層建筑而言，給排水及消防管道設計一直是建筑設計中的重要環節，只有保證這部分設計的合理性，才能有效的保證高層建筑的消防安全。因此，我們建筑設計人員必須重視給排水及消防管道設計工作，根據高層建筑的實際情況制定針對性的設計方案。在具體的設計工作中，設計人員需要考慮建筑工程的整體設計方案，在不影響建筑正常使用的情況下提高給排水及消防管道設計的合理性。