高层建筑给排水消防设计探讨

张宁

摘要：建筑消防给排水系统是建筑投入使用后安全保障的一个重要因素，尤其是高层建筑，对消防设计的要求越来越高，由此会不断产生各类新的问题，因此，高层建筑给排水系统在进行设计的时候，必须将消防的理念纳入其中，从建筑安全的角度进行设计分析，提高建筑给排水系统的消防能力。本文阐述了高层建筑给水工程设计，探讨了高层建筑给排水的消防设计方法。

关键词：高层建筑给排水工程设计消防设计方法

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高, 人们对建筑的质量提出了更细的要求, 比如象建筑的给排水与消防设计方面, 就对设计人员提出了更为具体的要求, 设计人员即要使设计出来的工程符合国家及地方的法规、规范及规程, 使工程设计更加合理、更加实际, 更加安全, 又要尽量地减少设计费用, 这就要求设计人员要很好地掌握建筑给排水设计的各项法规、规范及规程, 并严格遵守, 做到灵活运用。尤其是高层建筑, 给排水消防设计的质量关系着人民的生命和财产安全, 同时也是高层建筑质量审核中的重中之重。

一、高层建筑给水工程设计

1、给水管道设备的选用: 给水管道材料过去一般是采用热镀锌钢管, 热镀锌钢管容易锈蚀, 不能满足生活用水水质卫生标准, 建设部正大力推广应用塑料给水管。与金属管道相比, 塑料给水管具有质量轻、耐压强度高、输送液体阻力小、耐化学腐蚀性强、安装方便、使用寿命长等优点。管材的选择是技术经济比较的过程, 技术上应从压力、温度、使用环境、安装方法等方面进行考虑, 同时结合业主的要求和建筑的档次, 迸行技术经济综合比较后确定。

2、给水方式的确定: 国内外建筑常用的加压供水设备分为: 高位水箱供水、气压水箱供水以及无水箱变频泵供水。这也是国内外高层建筑给水系统中普遍采用的几种形式。对高层建筑进行供水方式选择, 也就是确定采用何种加压供水设备, 从而确定经济合理、技术先进和供水安全可靠的给水系统。高层建筑的加压和供水方式是高层建筑给水的核心, 合理地选择供水形式及加压方式对于高层建筑至关重要。

3、给水竖向分区: 给水分区是指沿建筑物的垂直方向, 依序合理地将其划分为若干个供水区, 每个供水区都有完整的给水系统。确定给水竖向分区是高层建筑整个给水系统设计中首要的和基本的环节, 竖向分区合理与否, 将直接关系到给水系统的运行、使用、维修、管理、投资和节能的情况及效果。若分区过大, 会由于下层压力过大, 给用户的使用带来许多不利之处, 而且管材易损坏, 易产生回流污染及水锤和水锤噪声。若分区过小, 将增加高层建筑供水分区数, 相应增加给水系统管道、设备和土建投资及维护管理工作。

4、管道设备的布置: 对于管道设备的布置, 应在满足用户对水量和水压的要求下, 通过合理地选择管段、管径使管网投资最少。但目前国内对管道设备布置优化的研究并不多, 其原因可能是因为与城市管网相比,建筑管网的管段短、管径小, 而且整个管网的投资较小, 优化后的经济效益没有城市管网那样显著。但随着高层建筑建设的不断发展, 建筑内部设施逐渐完善,使得建筑内管道的类型增多、数量增大, 而且由于高层建筑的特殊性, 其对管道的质量和性能等方面相对要求较高, 这就使得在这方面的投资不断增加。

二、高层建筑给排水的消防设计方法

1、地下消防水泵房给排水设计

高层建筑的供水渠道种类较多，除了消防栓系统供水、自动喷淋供水等，还应设置地下消防水泵房及消防水池，以保证足够的水量作为消防储备。地下消防水泵房给排水设计首先是消防水池的设计。如果天然水源或者市政给水管道无法满足建筑所需的消防用水量，且消防进水管道只有一条，给水管道为枝状，就应设置消防水池，这样才能够保证室内外消防用水的正常供应。

消防用水量需要根据高层建筑的具体情况进行计算。例如按照《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95（2005年版），对于一类建筑，室外消防用水量为30L/s，室内消防用水量为40L/s，火灾延续时间按3小时计；自动喷水灭火系统用水量为30L/s，火灾延续时间按1小时计。故室外消防用水量为324m3，室内消防用水量为540m3，10分钟消防储水量不应小于18m3。在对此类高层建筑在做消防给水设计时，首先要将公共生活、住宅及消防用水分开设置，宜采用区域集中室内临时高压消防给水系统，设置地下消防泵房，消防水池容积为540m3，储存3小时的室内消火栓用水量和1小时的喷淋用水量97m3，且应设置18m3的消防水箱一个，以确保火灾初期的消防用水。消防泵房的设置还应注意：

（1）应在消防水池中设置导流墙，以减少死角，同时通过循环水泵的设置保证池水的循环。

（2）选择消防水泵时，通常是在考虑水泵特性曲线的基础上，再进行管道系统特性曲线的考虑，选择水泵的时候，一是要考虑水泵组的运行综合效果，尽可能选择功率较大的水泵，提高工作效率，并且节约能源，二是水泵在并联的时候，尽可能使其接近高效段的左边界。

（3）水泵机组安装高度的调速，要结合全速运行状态，提高水泵的运行效率。再次是水泵的防超压设计，目的是在高层建筑需要分区供水的时候，通过使用多出口的消防泵进行防超压，避免水泵损坏。

2、自动喷水灭火系统设计

自动喷水灭火系统是高层建筑给排水消防系统的重点之一，此系统的设计，笔者认为应分成六个步骤进行分析。

（1）走道喷头：按照规定要求，喷头的数量在8个或者8个以下，为了解决走道内自喷配水管管径过大的问题，喷头要在配水支管接出，并结合暖通、电力等布置管线。

（2）自动喷水灭火系统配水管入口的减压设计：一方面要考虑建筑的高度和水力的损失，另一方面应在自动喷水灭火系统平面布置后，进行水泵扬程的计算校核，以此确定入口处的压力，进行减压设计。

（3）自动喷水灭火系统末端试水装置的设置：首先根据相关的设计要求，按照试水接头出水口的流量系数确定自喷末端试水装置的型号，其次在确定型号之后，将排水管设计成间接排放，避免排水漏斗的水道气体深入室内。

（4）信号阀的设置：设置的位置应为报警阀出口处，防止给排水的错误操作。

（5）消防增压泵设置：首先是保证增压泵满足1股水柱的流量，其次是将增压泵的扬程控制在适当的距离内，避免扬程过大或者过小，如果条件允许，可适当抬高水箱的位置，也可适当增加增压设施。

（6）自喷供水时报警阀的设置：在启动自动喷水泵之后，报警阀也会跟着启动，但警铃应该安装在管理处或者值班室内。

3、消火栓的设计

建筑物室内消火栓一般包括：消火栓箱、消火栓、水带接扣、消防水带、消防水枪。在消防电梯前室设置的消火栓，应保证每一层有两股水柱同时到达室内任何部位。另外，消火栓给水系统中应按照规范规定和设计要求，在需减压处设置减压孔板等减压装置，避免消火栓栓口的静水压力过大，造成消火栓的损坏。消火栓栓口的静水压力超过0.8MPa时，应采用分区给水系统，大于0.5MPa 时，则应设置减压孔板等减压装置。例如一商住综合楼设计室内消火栓消防用水量为40L/s，室外消防用水量为30L/s，火灾延续3小时，室内消防用水量由消防加压水泵和屋顶水箱联合供给。屋顶消防水箱储存18m3的消防用水量，在消防水箱间内设置2台稳压泵（一用一备）及1个气压水罐以确保室内消火栓正常供水。消火栓的数量要根据消防用水量和建筑的特点进行规定，另外，高层建筑消防电梯间前室必须设置消火栓，防烟楼梯间前室也应设置消火栓。

高层建筑消防给水系统是高层建筑消防设计的重要组成部分，正确合理地选择消防给水系统，对于保障建筑物内财产和人身安全起着至关重要的作用，同时也是高层建筑设计审核中的重中之重。

参考文献：

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[2] 陈晓凤.对建筑给排水设计中的若干问题分析[J]. 福建建筑. 2004(04)

[3] 李文庆,邵壮.建筑消防与给排水施工中的一些问题[J]. 黑龙江水利科技. 2006(04)