高層建筑消防給排水設計實踐與探討

龍海

摘 ?要：消防給排水是現代高層建筑設計中非常關鍵的組成部分，其設計有效性關系高層建筑內部正常生活用水和消防用水的便捷性、高效性與暢通性。文章以高層建筑為例，對其消防給排水設計的原則與要點進行了重點探討。

關鍵詞：高層建筑;消防;給排水;設計要點

中圖分類號：TU892 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）28-0088-02

Abstract： Fire water supply and drainage is a very important part of modern high-rise building design， and its design is effectively related to the convenience， efficiency and availability of normal domestic water and firefighting-used water in high-rise buildings. Taking the high-rise building as an example， this paper focuses on the principles and key points of its firefighting-used water supply and drainage design.

Keywords： high-rise building; fire protection; water supply and drainage; design points

高層建筑的高度決定了其建筑內部人口更加密集，給排水系統設計難度更大，并且相應的防火要求更高，否則一旦高層建筑出現火災事故，就可能會釀成重大安全事故。為了確保高層建筑的安全，必須要加強消防給排水設計，持續優化給排水系統，保證可以為建筑內部居民的正常生活用水或者突發情況下的消防用水提供充足的水資源。

1 高層建筑消防給排水設計的基本原則

任何一種項目的開展都需要遵從一些基本的原則，這是項目保質保量完工的前提與基礎。同理，為了確保高層建筑消防給排水設計工作高效開展，也需要遵從一些基本的設計原則，具體包括：其一，系統性設計原則。需要立足于統籌設計消防給排水系統、日常生活用水系統等多種與水資源供應相關的給排水系統，切不可單獨設置某一用途的水資源供應路徑與方式。其二，安全性設計原則。需要時刻立足于確保居民安全性，如要考慮防范細菌或病毒進入給排水管道當中，或者要保證給排水管道的暢通性等等。其三，經濟性設計原則。要注意增強其合理性與科學性等特性的基礎上，靈活地購置和應用各種高性價比的給排水管道等材料與設備，力求在滿足消防給排水設計的質量與安全要求基礎上，最大程度降低消防給排水系統設計的整體成本。其四，科學性。消防給排水系統設計是一項學科專業性與綜合性很強的工作，對設計人員的綜合素質具有較高要求。比如，在設計消防給排水系統期間，要緊密結合現有高層建筑高度的情況，科學、合理地配置各類消防給排水系統設施，保證整體設計的科學性，有效確保其整體設計質量。

2 高層建筑消防給排水設計的要點分析

2.1 消防供水系統設計要點

消防供水系統是高層建筑消防給排水設計的一個基礎組成部分，主要負責為建筑消防提供必要的水資源。但是不同高層建筑的高度各不相同，它們的用水量也有所不同，在設計消防供水系統期間可以相應地設定火災的延續時間為3h，同時還要科學、合理地對高層建筑室外與室內的消防用水量進行準確估算。比如，要結合室內外的實際消防用水量來合理地設置循環水泵與導流墻，保證可以在最大程度節省消防供水系統設計成本的基礎上，加強監督管理，如要確保高層建筑群的恰當位置處設置消防水池，這樣才能保證所設計消防供水系統可以為高層建筑提供充足的消防用水。

2.2 消防水泵房設計要點

在存儲高層建筑消防用水期間，當前最為常用的設計方式是設計消防水池。一旦高層建筑突發火災，那么就會消耗掉大量的水資源。此時為了避免消防供水過程中出現單一進水通道或給水管道存在分散設置情況，要科學設計消防水池與消防水泵房，具體設計要點如下：其一，結合高層建筑的規模與實際用水需求，科學選擇恰當型號與使用性能的消防水泵，盡量降低其實際的運行功率，保證水泵系統可以持久保持正常運轉狀態，這樣可以極大地節約整體消防用水供應能源，還要對水泵的實際運行速度進行科學、合理地調整。其二，如果消防水泵房本身具有比較小的面積，那么必須預留控制箱的設置空間與位置，并且在對電氣專業進行有效協調處理的基礎上，避免消防泵出管與濕式報警閥二者出現沖突問題，這樣可以顯著提升消防水泵房的整體運作效率。

2.3 消防排水系統設計要點

高層建筑消防排水系統要立足于整體視角，對消防排水系統的構成要素進行統籌考慮，確保各要素設計的科學性與合理性。比如，針對消防排水系統中的排水管，一般需要考慮它同其他管道之間的交叉布設情況，一般需要在排水管下側穿過給水管，并要保證其緊貼風管，同電氣管線之間相互纏繞布設。而在設計防水布期間，主要設計區域是地下室，要注意在排除其中的部分積水同時，有效地引進和應用污水泵。然后可以在水泵房當中科學地設置地漏、積水坑與明溝等消防排水系統構成要素。此外，還要綜合考慮集水池和基坑二者間的預埋排水管，如要保證預埋之后的排水管不會影響到基坑或者集水池使用功能的正常發揮，并且還要在此基礎上對消防電源進行合理選擇;在電梯門口部位處科學、合理地設置有關防水設施等等，保證可以全面提升消防排水系統設計的效果。

2.4 消火栓系統設計要點

在設計消防給排水期間，消火栓系統在整個給排水系統中占有非常重要的地位。消火栓系統主要包括消防水槍、消火栓箱以及水帶接口等，它們設計的合理性不僅關系消防給排水系統的作用能否有效發揮，同樣會對建筑內部空間設計合理性產生極大影響。在設計消防電梯前期間，要確保消火栓啟動之后所形成的水柱最遠距離可以達到電梯處，避免因為消火栓設置位置不合理而無法滿足高層建筑的基本消防要求與規定。

為了避免消火栓在較大進水壓力下出現破壞問題，注意科學、合理地設置減壓裝置，力求保證分區給水系統的相應功能可以得到順利發揮。可以結合消防水池等相關基礎設施的設置情況，進行計算消火栓系統工作壓力。針對相應的計算結果，可以決定是否需要在相應系統中安裝減壓裝置。比如，假定靜水壓力不超過0.5MPa，那么就要相應地在設計消火栓系統期間安裝減壓裝置。

2.5 消防給排水管道設計要點

消防給排水管道是消防給排水系統設計的重要物質基礎，其設計的合理性與科學性會給后續消防給排水系統的正常運行帶來極大影響。在管道設計期間，需要結合給排水系統設計的相關規劃和要求，有機結合現階段高層建筑給排水管網設置現況以及當地的地形特征等，準確地確定雨水管道、污水管道等不同管道的位置信息，同時還要保證各類消防給排水管道埋深以及坡度信息等的準確性。而在確定管道類型以及覆土情況的基礎上，要對管材進行科學確定，并要結合現階段的給排水管道施工條件，明確其開挖支護施工的要點與注意事項，確保整個消防給排水系統的管道設計質量。

2.6 消防串并聯給水設計要點

鑒于高層建筑本身具有比較多的避難層與樓層，對其給水系統進行設計一般主要應用串聯的方式（圖1（a））。但是當前國內建筑高度達到400m以上之后則主要采用并聯消防給水方式（圖1（b））。由于其減少了豎向供水立管，極大地減少了消防泵以及相關管件的壓力，這種設計在很大程度上增強了其整體運行的可靠性，同時分區方式下的消防給水在并聯給水模式下之間不會相互干擾，但是卻會增加整體給水系統的運行維護和管理難度，相應設計的成本也比較高。而如果高層建筑的給水系統應用串聯方式，那么消防水泵會具有相近的壓力，這種設計方式不需要額外配置高壓管和高壓泵等設備。但是該種給水模式下的水泵連接整體呈現比較突出的分散形式，相應的給水系統運維管理難度以及整體造價也相對較高。

由此可知，無論是串聯給水方式或者并聯給水方式，它們在實際的應用中既有優勢也有一定缺點。針對這種情況，在實際的高層建筑消防給排水系統設計中可以采用減壓閥這種供水方式，其具有操作與運行管理難度小，工程造價比較低且運行可靠性與安全性高等特征與優勢。

在高層建筑消防給水系統設計中，為了避免出現串聯問題，以及給水系統減壓閥與水泵不出現水閥在運行中失效的問題，必須要對相應給水系統中的減壓閥進行合理調節，并要為其設定一個閥后壓力值，使其可以保持恒定運行狀態，同時整個系統運作中僅僅需要一套水泵設備，這樣的給水方式可以大大地降低整體消防給水系統設計成本。

3 結束語

總之，消防給排水是高層建筑設計的一個重要組成部分，其關系建筑使用功能的發揮以及居住舒適性。在高層建筑消防給排水系統設計中，重點做好消防供水系統、消防水泵房、消防排水系統、消火栓系統、消防給排水管道和消防串并聯給水幾個方面的設計工作，從而全面提升消防給排水系統的整體設計效果。

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