談高層建筑給排水及消防管道工程的設計構建

陳建勛

浙江省省直建筑設計院 浙江 杭州 310030

引言

如何在有限的土地資源中解決城市人口擴張的問題，超高層建筑的不斷出現，將會解決土地緊張、城市人口增多等現象的發生，超高層建筑將成為今后城市建筑業發展的主方向，作為超高層建筑配套專業，給排水消防系統的設計為保障超高層建筑正常運行，保證消防安全等方面起到關鍵性作用。

1 高層建筑給排水消防設計的作用和價值意義

高層建筑是降低城市人口居住壓力的關鍵舉措，也是城市化建設的重要標志。給排水消防設計屬于高層建筑的重要保證措施，其關乎到了城市群眾的生命財產安全，對保證群眾居住舒適度、安全性有重要的作用。由于高層建筑火災時外救難度大，設計人員應當重點加強建筑消防給排水設施的設計管理，以“自救”為主要措施，建立安全可靠的給排水消防系統，并制定消防日常自動巡檢措施排除隱患[1]。

2 高層建筑給排水和消防給水系統設計中應注意的問題

2.1 生活給水方式的科學選擇

工程實例中，高層或超高層建筑生活給水系統豎向分區通常采用水泵、減壓閥或減壓水箱等進行分區，主要存在并聯分區及串聯分區兩種基本形式。

并聯供水采用地下室變頻泵供給，地上分為多個給水分區，各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓不宜大于0.45Mpa，地下室泵房內設置多套變頻給水設備及一座水箱，各分區管網獨立。

串聯供水形式做法，多為在中間避難層內設置給水機房及給水水箱，避難層以下采用生活水箱利用重力供給，避難層及以上采用兩套變頻泵組供給，各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓不宜大于0.45MPa，地下室泵房內設置1套變頻給水設備及一座水箱。

設計時應結合建筑高度及避難層的設置合理選擇供水方式。

表1 供水表示比較

2.2 消防供水方式的科學選擇

目前，行業中常用到的高層建筑消防給水系統設計方式有很多種，常見消防分區有減壓閥分區、并聯分區及串聯分區等方式。

減壓閥分區特點：具有設置簡單，水泵機組少，占地小，造價低，管理方便等優點，但存在一旦起火，全部系統承受高壓，依靠減壓閥可靠性差的問題；一旦故障，影響整個系統安全且管道減壓閥組的壓力范圍超過常用范圍時，選材困難；基于上述局限，減壓閥分區比較適用于100米左右建筑。

并聯分區特點：各分區消防給水系統完全獨立設置，獨立運行，自成體系，可靠性高，不會因一個分區消防給水系統失效造成整個建筑消防系統運行。但當兩個分區交界的一層著火時，2組水泵均需啟動，對供電系統的容量要求更大，高區泵房附近的管網壓力過高，管網的管材及施工要求同方案一。

串聯分區特點：通過在避難層設置轉輸水箱串聯供水，對管網閥門等附件的承壓能力要求沒有并聯分區高，系統沒有超壓危險，相對安全，但增加避難層轉輸水箱間，占地增加，系統相對復雜，消防水泵數量較多。

3 高層建筑給排水和消防給水系統設計探討

3.1 自動噴水滅火系統設計

針對高層建筑消防設計要點分析，目前多采用自動噴水滅火系統。該系統設計要注意下幾點：首先，設計人員應了解高層建筑的功能布局，確定正確的保護等級；其次，合理選擇噴頭類型，確保保護面積內噴水強度達到設計要求；最后，合理設置減壓閥組，確保主管上壓力開關啟動壓力不受高位消防水箱壓力影響，提升系統的可靠性。

3.2 消防水泵房設計要點

為了滿足火災期間消防供水的可靠性，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，在火災發生期間，最為重要的就是保證消防水池的有效容積滿足一次消防用水量，一旦高層建筑突發火災，就會持續消耗貯存的水量。其二，結合高層建筑的規模與實際用水需求，選擇恰當型號與使用高性能的消防水泵，消防水泵宜根據可靠性、安裝場所、消防水源、消防給水設計流量和揚程等綜合因素確定水泵的形式，水泵驅動器宜采用電動機或柴油機直接傳動，消防水泵不應采用雙電動機或基于柴油機等組成的雙動力驅動水泵。根據GB50974-2014《消防給水及消火栓系統技術規范》規定，消防水泵零流量時的壓力不應大于設計工作壓力的140%，且宜大于設計工作壓力的120%，當管道承壓最大為2.4MPa時，市場上符合此條的消防泵組需結合實際情況選擇。其三，合理布置泵組位置，預留泵組檢修場地及拆卸泵組時的提升措施，例如，預留軌道小車及手拉葫蘆或在頂板土建預埋掛鉤以滿足吊裝需要，并應與電氣專業溝通預留出控制箱的設置空間與操作空間，避免消防泵主管及減壓閥組設置與電氣控制柜上方。

4 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，其關系到建筑使用安全以及居住舒適性。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方案選擇、消防水泵房設計、消火栓系統、自動滅火系統設計等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可靠性及安全性。