高层建筑给排水消防系统设计及注意事项探析

严振兴

摘要：

随着我国人口的增长，高层建筑数量也随之攀升。中国目前拥有150米以上的高层建筑2581座，其中200米以上的有861座，300米以上的超高层建筑99座，三项指标均保持全球第一。在这样的时代背景下，如何做好高层建筑给排水消防系统，确保住户生命财产安全，成为有关部门亟待解决的问题。基于此，本文以N项目为例，尝试分析高层建筑给排水消防系统的设计策略，阐述其注意事项，希望能够起到一定的参考作用。

关键词：给排水消防系统；注意事项；高层建筑；设计方式

前言

N高层建筑位于吉林省松原市，地上30层，地下2层，地下2层为车库，地上5-30层为居民住宅，1-4层为宿舍、办公室，建筑面积为79182.93m2，建筑高度为96.21m。本文对N高层建筑的给排水消防系统进行介绍，并分析设计注意事项。

一、高层建筑给排水消防系统的重要性

火灾对人民群众的生命财产安全造成巨大威胁。根据江南都市网提供的数据，2021年一年中，江西省消防救援队伍累计接处警5.5万起，营救疏散遇险群众3.3万人。在各类警情中，火灾扑救2.32萬起。高层建筑由于高度高、人员密集和结构复杂等特点，火灾风险较大。因此，设计部门应注重排水消防系统的设计工作，使其能够提供及时有效的灭火手段，减少火灾对人员和财产的损害[1]。

二、高层建筑给排水消防系统的设计要点

（一）消防给水设计要点

1.给水管道设备选用要点。过去，给水管道以热镀锌钢管为主，钢管重量非常大，内部容易生锈，从而对水质造成影响。因此，N高层建筑使用塑料给水管，相比于热镀锌钢管，塑料给水管道具有寿命长、耐化学腐蚀、输送流体阻力小、抗压强度高、质量轻等优势。

2.高位消防水箱设计要点。高位消防水箱是高层建筑给排水消防系统的核心组成部分，该设施通常会设置在建筑的最高处。火灾初期，消防人员可以利用水箱中的水迅速进行灭火，控制火势蔓延，确保住户生命财产安全。为了保护用户的用水质量，在设计消防水箱时，设计人员应当将其与生活用水水箱相隔离，避免对生活用水造成污染。此外，由于松原市属于严寒地区，因此设计者在设计水箱时，为杜绝因水箱冻结影响给排水消防系统的正常使用，在水箱放置处设有单体空调和暖气片。

3.消防水泵房设计。在设计消防水泵房时，应注重以下两点。第一，在设计消防水泵房过程中，应做到实用性与节能性的双赢。在确保消防作用不受影响的大前提下，将水泵的实际功率降低，减少能源消耗，推动建筑绿色化发展。第二，应为水泵设计合理的压力。如果水泵压力过高，会对阀门、管路等部件造成影响；如果水泵压力过低，会导致水泵在消防过程中无法起到应有作用，导致火势进一步蔓延。

4.消防栓管网设计。室外消防栓如采用一路消防供水时，可选用枝状管网；如采用两路消防供水时，则以环状管网为宜；在选择给水管道直径时，应以压力、流速、流量为依据，给水管道直径不应低于DN100；在设计消防给水管道时，可用阀门将其分成若干段，室外消火栓的数量应在5个以内。

室内消防栓管网设计要点如下：室内消火栓数量在10个以内，室外消火栓设计流量小于20L/s时，应选用枝状管网；室内10个以上，室外消火栓设计流量大于20L/s时，则应选用环状管网；当由室外生产生活消防合用系统直接供水时，合用系统除了满足生产和生活最大小时设计流量与室外消防给水设计流量要求外，还应满足室内消防给水系统的设计流量和压力要求；在选择给水管道直径时，所用方式同室外消防栓管网[2]。

埋地管网设计要点如下：如系统工作压力在120MPa以下，埋地管网所用给水管道以钢丝网骨架塑料复合管、球墨铸铁管为宜；如系统工作压力在1.20MPa以上、1.60MPa以下，埋地管网所用给水管道以无缝钢管、加厚钢管或钢丝网骨架塑料复合管为宜。如系统工作压力在1.60MPa以上，埋地管网所用给水管道以无缝钢管为宜；机动车道下管道最小管顶覆土不应低于09m。

架空管网设计要点如下：如系统工作压力在120MPa以下，架空管网所用给水管道以热浸锌镀锌钢管为宜；如系统工作压力在1.60MPa以下、1.20MPa以上，架空管网所用给水管道以热浸镀锌加厚钢管为宜；如系统工作压力在1.60MPa以上，架空管网所用给水管道以热浸镀锌无缝钢管为宜;在连接架空管道时，不应采用焊接连接，而是以卡压、法兰、螺纹、沟槽连接件等方式为宜。如管径在DN50以上，应选用法兰连接或沟槽连接件连接；如管径在DN50以下，则应选用卡压与螺纹连接。

室外消防栓的设计要点如下：室外消火栓的出流量以30L/s-50L/s为宜，保护半径则应在150.0m以上；消火栓应采用同一型号规格。消火栓的栓口直径应为65mm，水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm；在地下停车场处，必须设有室外消防栓，该消防栓与最近一排汽车的距离应保持在2m以内。

室内消防栓的设计要点如下：室内消防栓应该布置在建筑物各层楼之间的走廊、通道或者楼梯间等易于发现和接近的位置，且不能被堵塞；在设计室内消防栓时，应在室内消防栓设备周围设有明显的标识标示，以便住户与消防人员能够迅速找到；消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m；建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m；消火栓栓口的静水压力不应大于0.80MPa，当大于0.80MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，消火栓处应设减压装置。[3]。

5.自动喷水灭火装置设计。在对自动喷水灭火装置进行设计过程中，设计人员应遵循以下几点：在设计喷头时，设计人员必须深入调查现场情况，并对喷头灵敏度进行严格测试，如火灾来临，该装置可以在短时间内做出反应，起到消防灭火作用。设计合理布置喷水管道，确保火灾区域的全面覆盖。同时，确保系统排水畅通，防止水滞留导致二次危险；设计合理的防误触发措施，避免因其他非火灾原因而导致系统误触发，方式包括但不限于安装恰当的屏蔽和过滤器等。设计人员应在喷头水管入口处安装减压装置，并以喷头的高度需要覆盖的水幕范围为依据，计算出灭火时所需压力，控制水泵扬程，避免压力过大，导致喷头损坏。在设计自动喷水灭火装置时，该装置应装有报警设备，在火灾发生后，该装置能够让住户及时听到火警信息，并及时疏散、报警，避免造成生命、财产损失[4]。

6.消防水源设计。确定消防水源：根据建筑物所处地理位置、周边环境以及当地的水文條件等因素，选择可靠的消防水源。例如，可以利用城市给水管网、天然水源或消防水池等。保证水源充足：消防水源容量应满足建筑物内灭火时的用水需求，确保在火灾发生时能够提供足够水量。水质要求：对于采用天然水源作为消防水源的情况，需要确保水质满足消防要求，避免因水质问题影响灭火效果。N项目周围缺乏自然水源，因此选用消防水池，容量为18m3。同时，定期对水质进行检查，确保其能够用于消防工作。

（二）消防排水设计

高层建筑物如果发生火灾，无论是消防员进行灭火行动，或自动喷水灭火系统启动，在灭火过程当中，都导致大量水在楼层处流散、积聚。如果消防电梯受到大量水浸泡，水可能会进入电梯控制器、电路板和其他关键部件，造成短路、损坏或腐蚀，导致电梯设备受损甚至完全瘫痪，对消防工作造成阻碍与影响。因此，在进行排水设计时，设计人员应确保在灭火时，消防电梯不会受到水的侵蚀，在消防电梯井处，应设有挡排设施。在N建筑中，排水设施选择了雨污分流排水系统，设计者将2台25QW8-22-1.1型排水泵装置于地下消防电梯的水坑内。利用集水井水位的起伏，使两台25QW8-22-1.1式排水泵自行启停并加以管理。具体而言，在实际操作过程中，一旦集水井水位曲线达到了预先规定的最低水平，便开启单泵。如果集水井水位线达到规定的双泵开启水位线上，那么双泵同步开启;如果集水井水位线超过了规定水位线，那么两个水泵同步工作并且对工作人员发布警告[5]。

三、高层建筑给排水消防系统设计注意事项

（一）消防供水设计注意事项

在进行消防供水设计时，应注意以下事项。设计人员应秉持因地制宜的原则，对高层建筑进行实际调查，分析该建筑特点、高度与特性，并且以此为依据，选择最为适宜的给水方式；消防设施布置是消防质量的重要保障，设计单位应对其予以充分重视。例如，在设计加压泵房、消防水池位置时，应当优先选择高层建筑群的中心地带；为了确保消防队员在灭火工作时能够第一时间寻找、使用灭火设施，设计人员应当将消火栓设置在显眼地方，并设有醒目标示；为了从根本上避免进出水管道出现水流短路问题，设计人员应在消防水池内设有导流墙。选择合适的材料和设备：消防给水系统的管道、阀门、喷淋头等应选择耐火、抗腐蚀材料，并符合相关标准要求，确保系统的可靠性和耐用性[6]。

（二）消防排水设计注意事项

在进行消防排水设计时，应注意以下事项。消防排水系统应覆盖建筑物内外各个区域，包括楼梯间、走廊、消防通道等，并与其他排水系统（如雨水排水系统）分开设计，以确保火灾时的安全排水；管道布局应合理，尽量减少弯头、偏转和分支，保证水流顺畅[7]。

（三）质控工作注意事项

在进行消防排水设计时，应注意以下事项。做好施工监管：严格按照设计方案施工，确保施工质量。建设单位应聘请具备相关经验的施工队伍，加强对施工全过程的监管。如果发现问题，应及时留存证据，督促施工部门进行改善，待其符合相关规定后，才能够投入使用；选择正确施工工艺：按照规范要求进行管道连接、支架设置、防水处理等施工工艺，在施工结束后，对施工工艺进行检验，确保能够发挥其应有作用[8]。

结语

总而言之，给排水消防系统设计得当，能够减少火灾发生几率，从而保护住户的生命财产安全。因此，设计单位在日常工作中，应严格遵循国家或地方相关规定，并结合项目的实际情况，制定科学合理、系统完善的给排水消防系统设计策略，从而使高层建筑能够更好服务于人民群众的生产生活。

参考文献

[1]王珅，黎洁，龚仕伟，等.基于层次分析法的建筑给排水安全评估研究——以消防系统为例[J].给水排水，2022，48（04）：98-101，131.

[2]王瑞珍.探析建筑给排水消防系统设计--以某市给排水消防设计为例[J].建材发展导向（下），2016，14（05）：400.

[3]刘庆，邹鲁，江琴.石家庄地下轨道交通2号线给排水及消防案例优化设计[J].给水排水，2023，49（05）：116-121，126.

[4]祁龙年.隔离中心给排水及消防给水系统设计[J].建材发展导向，2023，21（04）：94-96.

[5]樊运超.公共建筑给排水消防设计重点问题分析[J].建材与装饰，2023，19（11）：69-71.

[6]黄国涛.亳州某商业综合体给排水专业设计特点分析[J].安徽建筑，2023，30（08）：68-70.

[7]王逸冬.公共建筑给排水系统设计问题探讨[J].大众标准化，2023（03）：97-99.

[8]徐文婷.民用住宅建筑给排水设计探讨[J].建材发展导向，2023，21（08）：71-73.