高層建筑給排水消防系統設計及注意事項探析

嚴振興

摘要：

隨著我國人口的增長，高層建筑數量也隨之攀升。中國目前擁有150米以上的高層建筑2581座，其中200米以上的有861座，300米以上的超高層建筑99座，三項指標均保持全球第一。在這樣的時代背景下，如何做好高層建筑給排水消防系統，確保住戶生命財產安全，成為有關部門亟待解決的問題。基于此，本文以N項目為例，嘗試分析高層建筑給排水消防系統的設計策略，闡述其注意事項，希望能夠起到一定的參考作用。

關鍵詞：給排水消防系統；注意事項；高層建筑；設計方式

前言

N高層建筑位于吉林省松原市，地上30層，地下2層，地下2層為車庫，地上5-30層為居民住宅，1-4層為宿舍、辦公室，建筑面積為79182.93m2，建筑高度為96.21m。本文對N高層建筑的給排水消防系統進行介紹，并分析設計注意事項。

一、高層建筑給排水消防系統的重要性

火災對人民群眾的生命財產安全造成巨大威脅。根據江南都市網提供的數據，2021年一年中，江西省消防救援隊伍累計接處警5.5萬起，營救疏散遇險群眾3.3萬人。在各類警情中，火災撲救2.32萬起。高層建筑由于高度高、人員密集和結構復雜等特點，火災風險較大。因此，設計部門應注重排水消防系統的設計工作，使其能夠提供及時有效的滅火手段，減少火災對人員和財產的損害[1]。

二、高層建筑給排水消防系統的設計要點

（一）消防給水設計要點

1.給水管道設備選用要點。過去，給水管道以熱鍍鋅鋼管為主，鋼管重量非常大，內部容易生銹，從而對水質造成影響。因此，N高層建筑使用塑料給水管，相比于熱鍍鋅鋼管，塑料給水管道具有壽命長、耐化學腐蝕、輸送流體阻力小、抗壓強度高、質量輕等優勢。

2.高位消防水箱設計要點。高位消防水箱是高層建筑給排水消防系統的核心組成部分，該設施通常會設置在建筑的最高處。火災初期，消防人員可以利用水箱中的水迅速進行滅火，控制火勢蔓延，確保住戶生命財產安全。為了保護用戶的用水質量，在設計消防水箱時，設計人員應當將其與生活用水水箱相隔離，避免對生活用水造成污染。此外，由于松原市屬于嚴寒地區，因此設計者在設計水箱時，為杜絕因水箱凍結影響給排水消防系統的正常使用，在水箱放置處設有單體空調和暖氣片。

3.消防水泵房設計。在設計消防水泵房時，應注重以下兩點。第一，在設計消防水泵房過程中，應做到實用性與節能性的雙贏。在確保消防作用不受影響的大前提下，將水泵的實際功率降低，減少能源消耗，推動建筑綠色化發展。第二，應為水泵設計合理的壓力。如果水泵壓力過高，會對閥門、管路等部件造成影響；如果水泵壓力過低，會導致水泵在消防過程中無法起到應有作用，導致火勢進一步蔓延。

4.消防栓管網設計。室外消防栓如采用一路消防供水時，可選用枝狀管網；如采用兩路消防供水時，則以環狀管網為宜；在選擇給水管道直徑時，應以壓力、流速、流量為依據，給水管道直徑不應低于DN100；在設計消防給水管道時，可用閥門將其分成若干段，室外消火栓的數量應在5個以內。

室內消防栓管網設計要點如下：室內消火栓數量在10個以內，室外消火栓設計流量小于20L/s時，應選用枝狀管網；室內10個以上，室外消火栓設計流量大于20L/s時，則應選用環狀管網；當由室外生產生活消防合用系統直接供水時，合用系統除了滿足生產和生活最大小時設計流量與室外消防給水設計流量要求外，還應滿足室內消防給水系統的設計流量和壓力要求；在選擇給水管道直徑時，所用方式同室外消防栓管網[2]。

埋地管網設計要點如下：如系統工作壓力在120MPa以下，埋地管網所用給水管道以鋼絲網骨架塑料復合管、球墨鑄鐵管為宜；如系統工作壓力在1.20MPa以上、1.60MPa以下，埋地管網所用給水管道以無縫鋼管、加厚鋼管或鋼絲網骨架塑料復合管為宜。如系統工作壓力在1.60MPa以上，埋地管網所用給水管道以無縫鋼管為宜；機動車道下管道最小管頂覆土不應低于09m。

架空管網設計要點如下：如系統工作壓力在120MPa以下，架空管網所用給水管道以熱浸鋅鍍鋅鋼管為宜；如系統工作壓力在1.60MPa以下、1.20MPa以上，架空管網所用給水管道以熱浸鍍鋅加厚鋼管為宜；如系統工作壓力在1.60MPa以上，架空管網所用給水管道以熱浸鍍鋅無縫鋼管為宜;在連接架空管道時，不應采用焊接連接，而是以卡壓、法蘭、螺紋、溝槽連接件等方式為宜。如管徑在DN50以上，應選用法蘭連接或溝槽連接件連接；如管徑在DN50以下，則應選用卡壓與螺紋連接。

室外消防栓的設計要點如下：室外消火栓的出流量以30L/s-50L/s為宜，保護半徑則應在150.0m以上；消火栓應采用同一型號規格。消火栓的栓口直徑應為65mm，水帶長度不應超過25m，水槍噴嘴口徑不應小于19mm；在地下停車場處，必須設有室外消防栓，該消防栓與最近一排汽車的距離應保持在2m以內。

室內消防栓的設計要點如下：室內消防栓應該布置在建筑物各層樓之間的走廊、通道或者樓梯間等易于發現和接近的位置，且不能被堵塞；在設計室內消防栓時，應在室內消防栓設備周圍設有明顯的標識標示，以便住戶與消防人員能夠迅速找到；消火栓的水槍充實水柱應通過水力計算確定，且建筑高度不超過100m的高層建筑不應小于10m；建筑高度超過100m的高層建筑不應小于13m；消火栓栓口的靜水壓力不應大于0.80MPa，當大于0.80MPa時，應采取分區給水系統。消火栓栓口的出水壓力大于0.50MPa時，消火栓處應設減壓裝置。[3]。

5.自動噴水滅火裝置設計。在對自動噴水滅火裝置進行設計過程中，設計人員應遵循以下幾點：在設計噴頭時，設計人員必須深入調查現場情況，并對噴頭靈敏度進行嚴格測試，如火災來臨，該裝置可以在短時間內做出反應，起到消防滅火作用。設計合理布置噴水管道，確保火災區域的全面覆蓋。同時，確保系統排水暢通，防止水滯留導致二次危險；設計合理的防誤觸發措施，避免因其他非火災原因而導致系統誤觸發，方式包括但不限于安裝恰當的屏蔽和過濾器等。設計人員應在噴頭水管入口處安裝減壓裝置，并以噴頭的高度需要覆蓋的水幕范圍為依據，計算出滅火時所需壓力，控制水泵揚程，避免壓力過大，導致噴頭損壞。在設計自動噴水滅火裝置時，該裝置應裝有報警設備，在火災發生后，該裝置能夠讓住戶及時聽到火警信息，并及時疏散、報警，避免造成生命、財產損失[4]。

6.消防水源設計。確定消防水源：根據建筑物所處地理位置、周邊環境以及當地的水文條件等因素，選擇可靠的消防水源。例如，可以利用城市給水管網、天然水源或消防水池等。保證水源充足：消防水源容量應滿足建筑物內滅火時的用水需求，確保在火災發生時能夠提供足夠水量。水質要求：對于采用天然水源作為消防水源的情況，需要確保水質滿足消防要求，避免因水質問題影響滅火效果。N項目周圍缺乏自然水源，因此選用消防水池，容量為18m3。同時，定期對水質進行檢查，確保其能夠用于消防工作。

（二）消防排水設計

高層建筑物如果發生火災，無論是消防員進行滅火行動，或自動噴水滅火系統啟動，在滅火過程當中，都導致大量水在樓層處流散、積聚。如果消防電梯受到大量水浸泡，水可能會進入電梯控制器、電路板和其他關鍵部件，造成短路、損壞或腐蝕，導致電梯設備受損甚至完全癱瘓，對消防工作造成阻礙與影響。因此，在進行排水設計時，設計人員應確保在滅火時，消防電梯不會受到水的侵蝕，在消防電梯井處，應設有擋排設施。在N建筑中，排水設施選擇了雨污分流排水系統，設計者將2臺25QW8-22-1.1型排水泵裝置于地下消防電梯的水坑內。利用集水井水位的起伏，使兩臺25QW8-22-1.1式排水泵自行啟停并加以管理。具體而言，在實際操作過程中，一旦集水井水位曲線達到了預先規定的最低水平，便開啟單泵。如果集水井水位線達到規定的雙泵開啟水位線上，那么雙泵同步開啟;如果集水井水位線超過了規定水位線，那么兩個水泵同步工作并且對工作人員發布警告[5]。

三、高層建筑給排水消防系統設計注意事項

（一）消防供水設計注意事項

在進行消防供水設計時，應注意以下事項。設計人員應秉持因地制宜的原則，對高層建筑進行實際調查，分析該建筑特點、高度與特性，并且以此為依據，選擇最為適宜的給水方式；消防設施布置是消防質量的重要保障，設計單位應對其予以充分重視。例如，在設計加壓泵房、消防水池位置時，應當優先選擇高層建筑群的中心地帶；為了確保消防隊員在滅火工作時能夠第一時間尋找、使用滅火設施，設計人員應當將消火栓設置在顯眼地方，并設有醒目標示；為了從根本上避免進出水管道出現水流短路問題，設計人員應在消防水池內設有導流墻。選擇合適的材料和設備：消防給水系統的管道、閥門、噴淋頭等應選擇耐火、抗腐蝕材料，并符合相關標準要求，確保系統的可靠性和耐用性[6]。

（二）消防排水設計注意事項

在進行消防排水設計時，應注意以下事項。消防排水系統應覆蓋建筑物內外各個區域，包括樓梯間、走廊、消防通道等，并與其他排水系統（如雨水排水系統）分開設計，以確保火災時的安全排水；管道布局應合理，盡量減少彎頭、偏轉和分支，保證水流順暢[7]。

（三）質控工作注意事項

在進行消防排水設計時，應注意以下事項。做好施工監管：嚴格按照設計方案施工，確保施工質量。建設單位應聘請具備相關經驗的施工隊伍，加強對施工全過程的監管。如果發現問題，應及時留存證據，督促施工部門進行改善，待其符合相關規定后，才能夠投入使用；選擇正確施工工藝：按照規范要求進行管道連接、支架設置、防水處理等施工工藝，在施工結束后，對施工工藝進行檢驗，確保能夠發揮其應有作用[8]。

結語

總而言之，給排水消防系統設計得當，能夠減少火災發生幾率，從而保護住戶的生命財產安全。因此，設計單位在日常工作中，應嚴格遵循國家或地方相關規定，并結合項目的實際情況，制定科學合理、系統完善的給排水消防系統設計策略，從而使高層建筑能夠更好服務于人民群眾的生產生活。

參考文獻

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[6]黃國濤.亳州某商業綜合體給排水專業設計特點分析[J].安徽建筑，2023，30（08）：68-70.

[7]王逸冬.公共建筑給排水系統設計問題探討[J].大眾標準化，2023（03）：97-99.

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