浅谈高层建筑消防给水系统设计

颜盛

摘要：对于建筑物的给水系统来说，影响比较大的点有多个，其中最突出的就是建筑高度。在国内城市化推进的过程中，城市用地变得十分紧张，城市出现了很多的高层建筑与超高层建筑。这些建筑的存在对给水系统的设计造成了很大难题。越来越高的要求，尤其是建筑的消防设计成为了设计人员的重要考虑项目。建筑物的消防工程和建筑物的整体安全关联密切。对此高层建筑施工必须充分考虑消防系统的可靠性设计，讨论高层建筑的设计方法。

关键词：高层建筑; 消防给水系统; 系统设计; 可靠性

1   引言

面对时代的发展，为了适应市场环境，就需要合理使用土地资源。当前市面上出现了很多的高层建筑。为了保障高层建筑的安全，就需要做好消防设施的设计。消防设施直接关系到建筑物的安全性。由于高层建筑本身有着较高的高度，所以發生火灾的时候很难扑灭，这会对人们的生命和财产安全造成很大威胁。

2   系统可靠性分析

2.1  可靠性分析

消防给水系统的构成组织包括消火栓给水和自动喷水灭火。消防水箱、消防水池、消防水泵、管道、消火栓、阀门等设备的情况直接关系到消防系统能否发挥自身的作用。在施工中要确保一组消防水泵的吸水管大于等于两条，当一条损坏或检修时，其余吸水管应仍能通过全部消防给水设计流量。

2.2  设计分析

必须说明的是消防给水系统的设计十分复杂、内容众多，明确的设计指标和参数决定着工程的自身准确率和可靠性。消防给水系统的设计一定要充分考虑M平均故障间隔时间、有效率、维修度、失效率、可靠度一系列的因素。要指派专业人士利用相关理论检测，保障系统负荷要求达到标准。高层建筑一定要充分考虑维修保养、气候以及环境条件。在实地检测以后利用专业手段设计[1]。在满足了消防给水系统可靠性设计以后，才可以根据系统、子系统各项指标甚至是失效率做具体的划分工作。对于高层建筑来说，其消防给水系统的功能有效与否很大程度上会受到其可靠性影响，关系到其使用寿命。

3   高层建筑当中的消防给水系统设计

高层建筑楼层通常都会设置消火栓和自动喷水灭火系统，简单的运行过程就能够保障灭火有效性。假设楼层遇到火灾问题，那么自动喷水灭火系统的喷头就能够自动喷淋。因为消火栓系统和自动喷水灭火系统的工作方式有很大区别，所以设计消防泵和系统管网的时候要独立设置。自动喷水灭火系统有系统时间差异，水泵管道设计环节要独立设计这两个系统，确保在发生火灾后可以迅速对供水进行阻断。现如今高层建筑除住宅外楼和不适合水灭火的特殊场所外的房间和厨房都已安装了喷头，保障室内安全。

3.1  消火栓

设计消防系统的时候一定要考虑好高层建筑的特征，为建筑物配备对应的消防设备。此外还要利用消防水池二次加压消防供水系统。基于节能需求的考虑应用集中供水办法，设置消防水泵和消防水池，二次加压区域消防供水。要保障消防水池的设计科学性、合理性。该环节要重点关注消火栓系统[2]。通常来说建筑消防系统包括很多消火栓，高层建筑消防给水的设计一定要满足小型火患水压要求，并且要保障水管强度满足消防设计的有关要求和设计标准。

3.2  自动喷水灭火系统

闭式自动喷水灭火系统的作用很多。包括干、湿、预等多种以及干湿式系统。从目前的实际情况来看，目前使用最频繁、最多的就是湿式灭火系统，有十分简单的组成结构，其包括湿式报警阀和报警装置。这种系统的灭火效果非常好，并且自身的造价也不高，没有过多的后期管理投入。正因有着如此众多的优点才会被广泛的使用在各种高层建筑[3]。其中预作用和干式系统十分相近。一般来说管网不需要准备过多的水分，在发生火灾以后，系统会自动排空管网内的空气，并将水分注入其中。此时干式系统变成了湿式系统，解决火灾问题、达成灭火目的。

3.3  消防水池

之所以要建设消防水池为的就是在消防过程中拥有足够的水源保障消防工作顺利。为了确保消防水池能够发挥最大化价值就需要合理、科学的设计消防水池。消防水池的设计关系到整栋建筑的安全。我国防火规范当中有明确的规定，提到了消防水池设计方法、施工标准。所有高度达标的高层建筑都要配备消防水池。当然如果建筑物配备了过多的消防水池同样也是不合理的问题，会浪费许多的水资源并增加大量的建筑物造价成本和建筑物面积。此外如果没有合理、及时的使用消防用水，很有可能会引起水污染问题。面对这类现象，自来水公司需要具备高度责任心，保障城市供水可靠与安全，要做好高层建筑给排水水管管径的研究和调整，要确保能够满足室内外的用水需求，及时填充消防水池和为室外消防提供足够的水资源。科学的设计可以保障成本的有效管制。当然还要尽可能获得来自政府部门和市政部门的支持，要充分利用消防水池，打造邻近高层建筑的消防水池共享系统，进一步控制和节约高层建筑的作业成本。

3.4  消防给水管网

设计消防给水系统的过程中一定要最大化发挥给水管网作用，科学设计，保障消防系统拥有完整、安全的给水能力。一般来说大多数高层建筑在设计室外消防给水管网的时候都会采用环状形式，为了保障给水能力，管网一般有两条甚至更多。此外还要从不同的管道中引入进水管，以免这些管道同一时间段一同故障，影响到给水效果。这种设计方式能够确保即便在某一个管道发生故障的时候，另外一条管道也能够被消防人员用来灭火。此外管道的选择要确认管道用水量情况。要根据实际需求科学选择、科学处理管道的直径大小，要全面保障消防系统能够得到确切的满足。室外给水管道的直径需要结合系统设计的流量确定，一般为DN150。此外设计管网的时候要独立分段。独立段的划分需要使用多个设备，每段室外消火栓的数量不宜超过5个。给水管网的设计一定要严格参照有关规范，充分保障管道安全，发挥管道应有作用。

3.5  给水压力

从事实结果来看，高层建筑的消防给水系统在设计环节最常遇到的问题就是给水系统出现了超压和泄压这种现象。在给水超压的时候，系统水压超过了工作过程中所能承受的最大数值，此时的器材、设备以及管道都有可能会在高压下受损，使得给水系统此时做不到均匀给水。之所以会出现这一现象，和系统流量小、竖向分区不合理、接合器超压有直接联系。为了解决超压问题，保障系统稳定性，在设计过程中就需要充分考虑泄压要求。在设计过程中消防水泵出水管处应设置超压泄压阀，超压泄压阀的泄压值不应小于设计扬程的120%，同时高层建筑、厂房和室内净空高度超过8米的民用建筑，消火栓栓口动压不应小于0.35MPa，且消防水枪充实水柱应达到13米;其它场所的消火栓栓口动压不应小于0.25MPa，且消防水枪充实水柱应达到10米;自动喷水灭火系统最不利点处的末端试水装置动压不应小于0.05MPa。找到合适的泄压办法提升系统承压水平，让系统能够稳定、安全运行，发挥应有作用。

4   结语

虽然普通建筑业需要配备消防给水系统，但和高层建筑相比较，普通建筑的消防给水系统要简单的多。高层建筑在设计消防给水系统的时候一定要充分考虑自己的各种条件，尤其是高度和建筑面积问题。设计消防给水系统会用到很多的消防设备，所以经济方面也是需要考虑的问题。高层建筑消防系统工作量十分庞大，且负荷量较高。设计高层建筑消防给水系统的过程中一定要参照一切需要考虑的条件，保障系统可靠性，从而满足各种实际需求。

参考文献：

[1]    姚永会.建筑消防给水系统设计的思考[J].工程技术研究，2019，（16）：178-179.

[2]    李宇腾，邱仓虎，赵利宏，戴  力.超高层建筑施工期消防给水技术研究[J].消防科学与技术，2019，（08）：1099-1101.

[3]    刘彦海.高层建筑增设独立式灭火救援消防供水竖管系统必要性研究[J].消防界（电子版），2019，（15）：64-66.