谈高层建筑给排水及消防管道工程的设计构建

（山西省商业设计院，山西 太原 030006）

0 引言

随着我国城市发展速度的不断加快，城市建设中出现了更多的高层建筑，对于这些高层建筑而言，如果发生火灾，消防救援的难度在很大程度上高于多层建筑。高层建筑给排水及消防管道设计是影响建筑消防安全的关键因素，因此，我们需要做好给排水及消防管道设计工作，提高设计方案的科学性与适用性，建立完善的消防系统，保证高层建筑的消防安全，为人们提供安全、舒适的生活与工作环境，促进建筑行业的健康发展。

1 高层建筑给排水及消防管道设计要求

1.1 高层建筑给水设计要求

对于建筑工程的消防工作而言，水是最重要的灭活工具，虽然在灭火中也会应用到其他工具，但水仍然是最重要的工具。与此同时，高层建筑的消防难度要高于多层建筑，为了对高层建筑火灾进行有效的控制，必须保证水源的充足供应，因此，水在高层建筑消防工作中的作用尤为重要。在高层建筑的设计中，为了保证水源的充足供应，对于给水设计的要求如下：第一，根据高层建筑的结构特点选择合适的给水方式，保证建筑运行过程中有充足的水源供应。第二，为消防用设置专门的给水通道，避免出现消防用水不足的现象。

1.2 高层建筑排水设计要求

如果高层建筑发生火灾，消防救援工作需要大量用水，筒式应保证完成灭火工作后这些水能够顺利排出，避免造成大量的积水，在一定程度上降低火灾带来的财产损失。因此，在高层建筑的排水设计中，需要明确消防给水量的具体情况，保证排水系统的排水量能够与给水量相匹配。与此同时，还要对雨水排水通道进行充分的利用，有效的减少消防排水管道的建设成本。对于高层建筑中的消防重点区域，需要为其设置专门的通道。此外，还要保证不同楼层中的水体具有良好的渗透性，防止出现水体倒溢的问题。对于建筑中的供电线路，需要采取完善的安全维护措施，一旦发生火灾，需要保证电力供应可以维持排水设备的正常运行。

1.3 保证给水分区的合理性

由于高层建筑的高度要远高于传统的多层建筑，外围管网的供水压力无法满足建筑的用水要求，同时无法满足消防用水的需求。因此，在进行高层建筑给水设计时，需要根据实际情况选择增加设备，提升供水压力。一般情况下，在高层建筑中，需要每间隔6-7 层设置一个给水分区，其中给水支管的压力应控制在0.2MPa 以下，如果超过0.2MPa，为了有效的降低水压，可以采取安装减压阀的措施。为了选择合适的给水设备，一般需要考虑无负压变频给水设备，与此同时，还可以通过以一个加压设备为两个供水分区加压，这样可有有效的降低损耗。在给水系统中无法形成竖向分区的情况下，下层的卫生设备将不能正常运行，导致水阀门流水或上层给水法门过量出水。因此，对于高层建筑而言，做好给水分区设置是一项重要的工作内容。

2 高层建筑给排水消防设计存在的问题

在目前的高层建筑给排水消防设计中，存在的问题主要包括以下几个方面：

2.1 设计人员观念落后

目前大部分给排水消防设计人员观念落后，重视一般建筑设计理念，导致给排水消防设计无法满足现代高层建筑消防火需求。

一旦出现这种情况，就会造成排水消防系统的安全性降低，在高层建筑发生火灾时，给排水消防系统无法正常运转，会造成火情的快速发展，带来严重的安全隐患。

2.2 消防给水管网试压问题

在进行消防给水管网试压时，需要严格执行相关安全规范，试压过程中需要对给水管网进行全面的检查，确保不存在漏水现象，并且保证管网强度满足要求。但是，在目前的高层建筑给排水消防设计中，可能会忽略对管网的检查，这样会对存在一定的安全隐患。在这种情况下，消防给水管网有可能在火灾发生时无法发挥作用。

2.3 自动喷水灭火系统问题

在设计自动喷水灭火系统时，设计人员没有安装吊顶的建筑使用具有吊顶建筑的设计方式，导致喷淋头的距离较远，自动感应火情系统没有充分发挥作用，因此出现火灾安全隐患。与此同时，在实际的设计中，一般会将自动喷水灭火系统报警装置安装在建筑的公共区域，造成其发出的火灾警报不容易被人察觉，

2.4 消火栓减压阀设计问题

在高层建筑的给排水消防系统中，消火栓减压阀发挥这重要作用，因此，消火栓减压阀的设计是影响系统应用效果的关键因素。消火栓减压阀能够使供水能够集中，可以有效的提高消防栓的供水压力，这样可以确保将消防管道中的水将输送到需要灭火的位置。在设置消防栓系统减压阀时，设计人员不重视消防栓减压阀的选择，缺少相应的型号标准规范，导致管道出现渗水或者漏气的问题。[1]

3 高层建筑给排水及消防管道设计策略

3.1 消防水泵房设计策略

在高层建筑发生火灾时，需要大量的水用于灭火，对建筑的给水系统提出了更高的要求，必须保证充足的水源供应。为了满足这一要求，需要在给排水及消防管道设计中采用消防水泵房设计。对于高层建筑而言，消防水泵房是储备消防用水的重要设施，消防水泵房中一般设有消防水池，这样可以提供充足的消防用水。在计算高层建筑的消防用水量时，必须进行详细而严格的计算。因此，消防水池的储水量需要根据高层建筑的消防用水量来设计，保证蓄水量可以满足建筑用水量的需求。在具体的消防水泵房设计中，需要把握以下要点：第一，消防水池中需要设置导流墙，避免出现死角，并且采取必要的循环措施，存进水池中水的循环。第二，在为消防水泵房选择水泵时，在保证工作效率的前提下，应尽量选择大功率水泵，实现消防水泵房的高效运行，降低能源消耗。在将水泵与泵房并联的过程中，需要保证良好的工作效率。第三，根据水泵的实际运行状态调整运行速度，促进水泵运行效率的提升。此外，还要采用防超压设计，保证水泵能够正常运行，避免水泵出现超压运行的情况。

3.2 自动喷水灭火系统设计要点

自动喷水灭火系统是高层建筑给排水以及消防管道工程中的重要组成部分，是在火灾发生时最直接的消防措施。在对该系统进行设计时，需要把握以下设计要点：第一，走廊喷头的设计。在走廊喷头设计中，需要对喷头数量进行严格的控制，一般应控制在8 个以下。与此同时，喷头可以通过配水支管连接在一起，布线时需要考虑到建筑中的电力与暖通布线，避免出现喷水喷水管直径达，占据大量空间的问题。第二，配水管的减压设计。在对自动喷水系统中的配水管进行减压设计时，需要根据建筑的高度确定相应的设计方案，还要参考运水过程中造成的损失，并计算自动喷水灭火之后水泵扬程，保证配水管压力的合理性，再做好自动喷水灭火系统的减压设计。第三，在报警阀的出口位置安装信号阀，通过这种方式防止在操作给排水系统时出现错误。第四，在系统的末端位置安装试水装置。在安装试水装置时，信号的选择需要根据试水接口的出水流量来确定，间接从配水管排出，有效的避免有空气通过水管流入室内。第五，报警阀的设置。在喷水泵启动时，报警阀会随之启动，但仍需要在值班室中设置报警铃。第六，增压泵的安装。在安装增压泵后，需要保证水柱流量满足相关要求，设置时需要参考增压泵的扬程，保证设置的合理性，防止出现压力不合适的现象。必要时应升高水箱，也可以使用增压设备。

3.3 消防栓设计要点

消防栓的的和设计同样是给排水及消防管道工程设计的重要内容，在这部分工作中，设计人员需要进行消防蓄水池、消防泵、分配管、环形管以及环状管网等方面的设计。一般情况下，高层建筑的消防栓设计需要采用环状管网，在建筑面积较大的情况下，需要在不同方向设置消火栓与消防立管，确保建筑顶层的消防管管道可以与建筑底层的消防管道相互连接。而立面则需要使用立管进行连接，形成竖直环路，进而保证消防供水的安全性与可靠性。[2]

4 某高层建筑水消防系统设计案例

某高层建筑水消防系统中包括室外水消防系统、室内消火栓系统、闭式自动喷水灭火系统以及雨淋系统。室外消防用水量30L/s，火灾延续时间3h。为保证消防管道水量、水压的稳定性及满足当地水费计量的要求，室外消防与给水管道分设。防火分区间以防火墙、防火门及防火卷帘分隔。室内消防用水量为40L/s，充实水柱10m，火灾延续时间3h.系统采用临时高压并联给水方式，分为高、中、低3 区。地下1 层至4 层为低区，主楼部分为中、高区。低区为独立系统，中、高区之间用减压阀减压分区。地下1 层水泵房内设消防水池，由于市政给水管道能够保证两路供水，且能满足室外消防对水量及水压的要求，故消防水池不需存储室外消防用水量。消防水池容积包括室内消火栓3h 用水量、自喷系统1h 的用水量及自喷系统三1h 的用水量。[3]

5 高层建筑水消防系统设计体会

5.1 消防水池容积

一般情况下，消防水池容积是指储存室内的消防用水量，在对消防水池的消防补水进行核算时，不可以只根据市政进水管的过水量进行核算，而是需要从中去除室外消火栓的用水量。在DN200mm，v=1.5m/s 的情况下，如果Q=46L/s，则室外消火栓的用水量就是30L/s，如果火灾持续时间为3h，齐用水量的计算方法为：[（46-30）×3600×3]÷1000=172.8m3，因此，我们需要更好的完成新标准。

5.2 水泵房内部吸水管

如果水泵房内部吸水管与消防水池合用，在超过500m3 的情况下，需要将其分为两格。在这种情况下，水泵吸水的难度就会大幅度增加。根据《高规》7.5.4“一组消防水泵，吸水管不该少于两条，当其间一条损坏或者是检修时，其他的吸水管应当依然可以经过于悉数的水量”，可以在规划中选择利用水池完成连通管吸水，水池中需要设置两条吸水管，才能够满足标准的要求。[4]

5.3 清洁间的设置

在高层建筑工程中，清洁间的涉及需要满足严格的要求，其中给水管必须采用暗装的方式，并且清洁间的四周必须为剪力墙，这对于管槽的预埋提出了较高的要求。由于给水管需要安装在下一层天花板的上部，所用清洁用品的支管均需要通过楼板连接，这种安装方式操作方便，并且能够获得良好的效果。

5.4 地下车库的设计

在为地下车库设置消火栓以及喷淋系统的过程中，由于车库的体积较大，通常会将消火栓设置在边墙上火柱子上。如果车库的车位密集，一旦在设置消火栓时没有考虑到车的位置，可能会造成消火栓被遮挡，在火灾发生时，无法及时的找到消火栓，在一定程度上限制了消火栓作用的发挥。因此，在为地下车库设置消火栓时必须参考车位情况，保证消火栓所在位置的合理性。

5.5 排水管的通气管设置

高层建筑中的排水管需要有独立的通气立管，并且要保证这个立管的直径与污水立管的直径相同。与此同时，还要将结合通气管安装在每间隔两层的位置上。立管高度一般应控制在20 层以上，而最低两层清洁间选用单独出户的规划，避免影响最低两层清洁间的正常使用。[5]

6 结束语

总而言之，随着建筑行业的快速发展，高层建筑已经成为目前的主流建筑形式。对于高层建筑而言，给排水及消防管道设计一直是建筑设计中的重要环节，只有保证这部分设计的合理性，才能有效的保证高层建筑的消防安全。因此，我们建筑设计人员必须重视给排水及消防管道设计工作，根据高层建筑的实际情况制定针对性的设计方案。在具体的设计工作中，设计人员需要考虑建筑工程的整体设计方案，在不影响建筑正常使用的情况下提高给排水及消防管道设计的合理性。