高層建筑給排水及消防系統的設計實踐探究

鄒金秋

【摘要】本文主要簡單介紹了高層建筑給排水及消防系統的特點，通過對現階段高層建筑給排水及消防系統設計中存在的問題進行分析，來探討高層建筑給排水及消防系統設計要點，以明確高層建筑給排水及消防系統設計的重要性，優化高層建筑給排水及消防系統設計，從而保障高層建筑給排水工程質量，提高高層建筑的安全性，推動高層建筑工程的可持續發展，實現經濟效益最大化。

【關鍵詞】高層建筑;給排水;消防系統;設計;有效措施? ? ? ? ?【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.120

近年來，隨著我國社會經濟的高速發展，高層建筑工程也隨之蓬勃發展，取得了不錯的成績，受到人們的廣泛關注。高層建筑工程在某種程度上緩解了土地資源緊張，向上尋求空間可滿足更多人的住房需求，但與此同時高層建筑工程建設也面臨著較大的難度，需要從多方面進行有效把控。這并不是一項簡單的工作，尤其是在給排水及消防系統設計方面，更是需要予以高度重視，不容忽視。在設計高層建筑給排水及消防系統的時候，應當先明確高層建筑給排水工程及消防系統的特點，全面把控設計要點，采取有效措施來保障高層建筑給排水及消防系統設計方案的可行性和合理性，從而保障人們的居住質量，消除安全隱患。

一、高層建筑給排水及消防系統的特點

高層建筑給排水及消防系統的特點主要有：一是對安全性有著較高的要求。在設計高層建筑給排水及消防系統的時候，必須將安全放在首位，一旦發生火災會對高層建筑及群眾造成極大的危害，如若無法及時處理，則會帶來嚴重后果，導致火勢蔓延。基于此，需要在設計的時候，充分考慮群眾自救，并保證給排水及消防系統運行的穩定性;二是靜水壓力較大。在設計高層建筑給排水系統的時候，需要充分考慮其靜水壓力，如若按照普通建筑給排水系統的方式來進行設計，那么很容易造成水管受損;三是高層建筑排水管道有著較高的機械強度，在設計的時候不僅要保證排水系統的功能性，還要控制好排水管道內部的水壓，應當合理選擇管道材料，保證管道質量[1]。

二、現階段高層建筑給排水及消防系統設計中存在的問題

現階段，在高層建筑給排水及消防系統設計中還存在著一定的問題，有待于進一步解決，其問題主要有：一是在進行高層建筑給排水及消防系統設計的時候，并沒有針對高層建筑的特點和方式，來進行相應的設計。忽視了高層建筑材料的應用，也沒有考慮高層建筑所在區域的地形特點、氣候條件，以及相關規范標準來優化設計，只是按照一般的消防標準來進行規劃，這影響了高層建筑給排水及消防系統的運行效果，容易產生安全隱患。二是在給水管試壓設計方面還有所不足，沒能實施全面的現場勘查工作，缺乏科學數據，以致于設計方面信息不完整，沒有可靠依據的支持。三是在設計消防系統的時候，忽視了加壓泵的揚程問題，沒能從多方面來優化設計，難以保證消防系統的正常運行[2]。

三、高層建筑給排水及消防系統設計要點

1、高層建筑給水系統設計

在進行高層建筑給水系統設計的時候，應當選擇適宜的給水管道材料，需保證所選管道材料質量達到標準要求。高層建筑工程的樓層比普通建筑工程來說要高的多，其在重量上也更大，因此所使用的管道設備需要承受較大的水壓和樓層壓力，需要保證管道設備的抗壓能力，并且要具備良好的抗腐蝕性。可根據高層建筑工程的實際情況來進行材質的選擇，一般使用最多的是塑料材質的管道，其優勢在于自身重量比較輕，使用年限較長，而且有著一定的耐腐蝕性，相對于金屬管道來說成本更低[3]。

完成管道材料選擇之后，還需要確定高層建筑工程中給水系統的給水方式。常見的給水設計方式有以下幾種：第一種是減壓分區。指的是在設計給水系統的時候，應當充分利用減壓閥，來實現減壓效果，于不同的區域內安裝水箱，使用水泵，讓水進入到最高樓層的總水箱中，然后再由高層區域向下層區域供水。也可以選擇將減壓閥安裝至管道上，水流流經減壓閥之后，會進入到另外一個區域的管道系統中。這種給水方式的優勢在于一旦出現故障，容易維修，而且具有較好的可靠性，無需為減壓閥設置水箱，但不足在于高層建筑下區的水壓損失大，會增加水泵的能源消耗;第二種是高位水箱。指的是設計和安裝高壓水箱，來為高層建筑進行供水，在泵房內設計離心水泵，如若沒有火災發生，那么高位水箱中會有一定的水存量，能夠維持供水，供水水壓也較為穩定。這種方式的優勢在于所需成本不高，設計簡單，其不足在于水箱中的水質容易被污染，這是因為水箱中的水缺乏流動性。一般如若經常使用消防設備才使用這種供水方式;第三種是變頻泵無水箱。指的是在設計給水系統的時候，發揮變頻器的作用，實現給水自動化，控制電動機轉速，使水流量和水壓保持穩定運行，可先根據實際情況來預設水壓，然后基于不同時間段的水量變化，來調整電動機轉速。其優勢在于能夠起到較好的節水效果，但不足在于受外界干擾較大。

2、高層建筑排水系統設計

高層建筑排水系統設計十分重要，其直接關系著人們的日常生活質量，常見的排水類型有生活污水排放、雨水排放、廢水排放等。在選擇高層建筑排水系統設計方式的時候，需要考慮其所在城市的排放標準規定，所設計的排水方案要符合建筑自身特點。一般可采用的排水系統形式有三種：一是同層排水方式。這是當前高層建筑排水系統設計中使用較為廣泛的方式之一，其指的是在某層中安裝水封管配件，由這樓層所有的用戶共用，如若排水管道出現堵塞或是故障，則只需要于本層進行診斷即可，能夠快速識別故障進行維修。這種排水方式在操作上較為簡便，而且比較靈活，不會產生較大的噪音，需要注意的是在選擇管道材料的時候，一定要關注其密封性，并做好熱熔連接工作。二是排水通氣技術。在高層建筑排水系統設計中使用此項技術能夠確保氣流的長筒形，也可防止排水管道中的氣體進入到室內，危害人們的身體健康[4] 。三是中水系統。中水系統在工業生產中的應用比較多，其能夠通過化學和物理方式來有效處理工業生產中的廢水，使之達到排放標準規定后再進行排放，可實現水資源循環利用。高層建筑的排水系統設計中同樣也可以使用中水系統，但是整體上成本相對來水更高，而且水質也存在著一定的安全隱患，因此實際使用并不多，需謹慎考慮。

3、高層建筑消防系統設計

為保障高層建筑消防系統設計質量，應當從以下幾個方面著手：第一，要優化設計消防水泵房。消防水泵房能夠儲存消防水源，需優化設計消防水池。一旦高層建筑發生火災，則需要大量的水源來進行滅火，科學設置消防水池，有利于避免消防過程中供水不足狀況的發生，而且也能夠解決管道分散單一的問題，可為消防工作提供充足的水源，保障消防工作的順利開展，將火災事故的危害降到最低。在設計高層建筑消防系統的時候，需要基于相關規范標準，來科學計算消防用水量，然后再結合高層建筑工程的實際情況，來設計消防水池，以保證水源的穩定供應。需要注意的是設計消防水泵的時候，要選擇小功率水泵，遵循節約原則，并提高水泵系統運行的穩定性和可靠性。與此同時，還要設置消防水池吸水槽中的導流墻，需避免出現死角。若是消防泵的面積不大，那么在設計的時候，要加強和電氣專業人員的溝通，協調配合，預留好控制箱的放置位置，既要符合電氣專業的相關規定，又要避免其和濕式報警閥產生沖突。相關人員，需要處理好水泵實際運行的調速，提高水泵運行效率，并進行防超壓設計，以防水泵運行受阻。第二，要設計消火栓。高層建筑無論是寫字樓，還是居民樓，都必須設計消防栓，要設置消防水池的二次加壓。設計人員要充分考慮地域集中式消防供水系統的設計，指的是要科學設置某一處泵房，或是消防水池，使之復雜某一區域內的消防用水。在設計過程中，不僅要考慮相關規范要求，還要確保消防水池設計的科學性，需滿足消防水頭壓力需求，符合消防總用水量的要求。管網布置完成之后，還需要對水管進行強度測試，以確保防火安全。另外，在設計消防栓的時候，其間距需保證同層任何部位有兩個水槍充實水柱同時到達，高層建筑不可大于30米，裙房不可大于50米。第三，要設置電梯消防。由于高層建筑樓層比較高，均設有電梯，一旦發生火災，消防員會根據實際情況來判斷是否能夠乘載電梯來滅火，這就要求高層建筑配備專業的消防電梯，以加快消防員的救援速度。消防電梯間要設置消防栓，并保證其在發生火災之后能夠正常運行。這就需要于地下室設置集水坑，并且還需要有效控制水泵，排除多余水量，為以防萬一，還需要設置備用排水泵。第四，要優化設計自動噴水滅火系統。在設計高層建筑自動噴水滅火系統的時候，應當于走道設置噴頭。這是因為走道是發生火災之后，人們的主要逃生通道，設置噴頭有利于加快滅火，需嚴格按照相關規定來設置。噴頭和配水管需要進行有效連接，走道只限水管和走道噴頭要相匹配。與此同時，在鋪設管線的時候還要考慮暖氣管道、電力設備線路等內容。要充分發揮配水管減壓設備的作用，需基于高層建筑的高度和其水力受損狀況，來計算水泵揚程，制定適宜的減壓方案。安裝試水裝置的時候應當將其放置于滅火系統末端，需確定噴水口流量，匹配試水裝置，與此同時還要做好排水工作，防止淹水。除此之外，還應當重視信號閥和穩壓泵的設計，需要在不同防火分區干管的始端設置信號閥，以便于一旦發生火災事故的時候，能夠作出及時報警，發射信號，啟動自動噴淋泵。設置穩壓泵的時候則需要有效把控出水狀況，可適當太高水箱位置，控制供水揚程。

結語：

總而言之，在進行高層建筑給排水和消防系統設計的時候，應當做到具體問題具體分析，嚴格按照相關標準規定來執行作業，根據高層建筑工程的實際情況，來選擇適宜的給排水和消防系統設計方案，保障高層建筑給排水系統的正常運行，為消防工作提供充足的水源，提高高層建筑工程的安全性。

參考文獻：

[1]楊曦，宋超.高層建筑給排水和消防給水系統的設計探討[J].智能城市，2018：31-32.

[2]李小紅.高層建筑給排水消防系統設計要點及關鍵技術研究[J].大科技，2019：291.

[3]李茴.高層建筑給排水及消防系統設計的相關探討實踐思考[J].建筑工程技術與設計，2018：3244.

[4]劉娜.針對消防安全的高層建筑給排水系統設計探究[J].建材與裝飾，2020：99-100.