高層建筑消防給排水設(shè)計(jì)探究

孫少加

（福建華合現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)有限公司）

0 引言

高層建筑工程施工設(shè)計(jì)復(fù)雜，給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)給排水設(shè)計(jì)的優(yōu)化，通過水壓管理保證水資源可以正常供給到高層建筑中，進(jìn)而滿足消防用水的需求，減少消防安全隱患。本工程位于湖北省公安縣梅園大道，建筑占地面積約為10673.02m2，總建筑面積約50095.56m2，建筑高度為49.80m，建筑層數(shù)為地下一層地上十二層，本工程地下一層為設(shè)備房汽車庫，一層為商鋪、精品百貨、專業(yè)用品商鋪、酒店大堂，二層為超市、商鋪、娛樂區(qū)，三層為電影院、設(shè)備用房、酒店娛樂區(qū)，四層影院設(shè)備層、酒店娛樂區(qū)，五至十二層為酒店客房，本工程最高消防等級(jí)按一類高層公共建筑進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，通過對(duì)建筑用水排水情況的計(jì)算，最高日用水量為600m3/d，最大小時(shí)生活用水量為98m3/h，最高日污水量為540m3/d，雨水設(shè)計(jì)秒流量為619.2L/S（不包括室外雨水設(shè)計(jì)流量），結(jié)合工程的相關(guān)數(shù)據(jù)要求以及建筑特點(diǎn)，在給排水系統(tǒng)的消防設(shè)計(jì)中需要合理應(yīng)用技術(shù)工藝，完善消防給排水系統(tǒng)。

1 概述

高層建筑中給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)降低消防安全隱患至關(guān)重要，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)初期需要根據(jù)消防設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定，明確給排水系統(tǒng)的消防設(shè)計(jì)要求，同時(shí)明確給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意義，從而完善給排水系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。

1.1 高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)要求

高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)的要求主要可以分成給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩部分。其中給水系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是為高層建筑提供充足的水源，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)可以及時(shí)撲滅或控制火災(zāi)的蔓延速度，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需要注重自救方式的設(shè)計(jì)，相比于其他建筑工程，高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)后所造成的生命財(cái)產(chǎn)損失更為嚴(yán)重，主要原因是樓層較高、救援難度大，因此在設(shè)計(jì)過程中，需要從自救方式的角度出發(fā)，完善給排水設(shè)計(jì)，給排水的消防設(shè)計(jì)還需要配合其他消防滅火工具，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮到建筑中包含的消防器械類型，綜合考量最大限度上提升滅火效率。關(guān)于高層建筑消防排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以主要以雨水管道排水為主，如果消防排水量突然增大，還需要考慮的問題，在設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)時(shí)，需要做好排水泵以及相關(guān)線路的設(shè)計(jì)工作，保證排水系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是針對(duì)高層建筑的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)通過合理規(guī)劃布局，減少堵塞的情況發(fā)生，與此同時(shí)，對(duì)于高層的建筑，還需要考慮上層滲漏問題，需要在排水管道布置的區(qū)域，做好防水處理，避免管道出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，對(duì)建筑主體造成影響[1]。

1.2 高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)的意義

高層建筑的出現(xiàn)可以有效提升土地資源的利用效率，從而滿足城市居民居住的基本需求，同時(shí)高層建筑中的各類型的設(shè)備也可以提升居民的生活質(zhì)量，但是由于高層建筑中人員密集，樓層較高，一旦出現(xiàn)火情，救援難度大。因此，在高層建筑施工設(shè)計(jì)階段就需要針對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，減少建筑內(nèi)部的火災(zāi)安全隱患。此外，高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)多數(shù)是由于明火或電氣設(shè)備使用不當(dāng)，科學(xué)的給排水消防設(shè)計(jì)可有效提升居住安全性，在現(xiàn)代化城市不斷發(fā)展中，給排水消防設(shè)計(jì)已經(jīng)成為高層建筑建設(shè)的主要環(huán)節(jié)之一。

2 高層建筑主給排水消防設(shè)計(jì)存在的問題

結(jié)合目前給排水系統(tǒng)消防設(shè)計(jì)的實(shí)際情況來看，在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、設(shè)計(jì)工作理念、排水管的布置施工以及消防栓的位置數(shù)量等方面還存在一定的不足，導(dǎo)致給排水系統(tǒng)未能充分發(fā)揮其作用。

2.1 自動(dòng)化噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)不科學(xué)

針對(duì)高層建筑消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，部分涉及人員會(huì)選擇在無吊頂區(qū)域安裝直立噴頭，各種設(shè)計(jì)模式可以有效提升消防系統(tǒng)的操作便捷性，但在實(shí)際落實(shí)階段，并沒有針對(duì)高層建筑中的吊頂部位進(jìn)行合理的區(qū)分。此外，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)自動(dòng)化噴水滅火系統(tǒng)時(shí)，主要是對(duì)施工圖紙進(jìn)行規(guī)劃，未能深入施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地考察，導(dǎo)致該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺乏一定的可行性，實(shí)際使用中，可能因?yàn)槭┕がF(xiàn)場環(huán)境等因素?zé)o法正常施工。例如，如果設(shè)計(jì)人員未能針對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行勘查，可能會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的噴水距離變短，無法達(dá)到自動(dòng)滅火的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于建筑中一些突發(fā)性的火災(zāi)，并不具有良好的控制作用[2]。警鈴設(shè)計(jì)也是自動(dòng)化噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容，部分高層建筑中的警鈴設(shè)計(jì)位置以及外觀不夠醒目，在發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)無法第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)。

2.2 設(shè)計(jì)理念問題

高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念直接關(guān)系到設(shè)計(jì)效果?，F(xiàn)階段，部分設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念存在落后的問題，會(huì)按照建筑的設(shè)計(jì)習(xí)慣對(duì)給排水工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，無法結(jié)合高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致給排水系統(tǒng)的適配性不足，達(dá)不到預(yù)期的消防效果，此外，給排水消防設(shè)計(jì)人員的專業(yè)化知識(shí)水平也有待提升，需要不斷更新知識(shí)儲(chǔ)備，融入現(xiàn)代化的消防設(shè)計(jì)理念。

2.3 排水管布置不合理

對(duì)于給排水系統(tǒng)而言，排水管設(shè)計(jì)尤為重要，高層建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮周圍的因素，如果管道布置不合理，會(huì)導(dǎo)致存水量不足，不僅無法滿足排水系統(tǒng)要求，同時(shí)還會(huì)影響建筑消防的整體設(shè)計(jì)。

2.4 消防栓位置和數(shù)量設(shè)計(jì)缺陷

消防栓的位置以及數(shù)量的設(shè)計(jì)存在不合理之處是給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中的主要問題之一，由于高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、整體設(shè)計(jì)等問題的影響，導(dǎo)致消防栓的位置缺乏合理的設(shè)計(jì)，會(huì)嚴(yán)重影響消防栓設(shè)備的使用功能，使得整體的給排水系統(tǒng)的實(shí)用性降低[3]。

3 高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)技術(shù)分析

作為高層建筑消防設(shè)計(jì)的重要組成部分，給排水系統(tǒng)的消防設(shè)計(jì)需要從實(shí)用性、科學(xué)性的角度入手，針對(duì)給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)以及消防栓系統(tǒng)等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)可以實(shí)現(xiàn)有效的供水和排水，使火災(zāi)安全隱患大大降低。

3.1 消防供水技術(shù)

高層建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是降低火災(zāi)安全隱患的有效途徑，給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要從管道設(shè)置的完善、給水方向的設(shè)計(jì)以及給水方式的選擇入手。在高層建筑的消防系統(tǒng)中，給水管網(wǎng)絡(luò)在正常的工作狀態(tài)中，本身的壓力和水流量并不能滿足各種消防設(shè)備的要求，如果發(fā)生火災(zāi)事故，需要開啟消防水泵，加大給水管道中的水流量以及壓力，從而達(dá)到滅火救援的需求，控制火勢(shì)的蔓延。因此，如果給水管網(wǎng)中的壓力充足，可以滿足消防設(shè)計(jì)對(duì)水壓和水流量的需求，在火災(zāi)放生時(shí)可不使用消防泵，通過直接加壓的方式供水，在該種設(shè)計(jì)模式之下，消防設(shè)施的使用會(huì)更加便利，使得火災(zāi)的控制水平提升。為此，在設(shè)計(jì)階段 設(shè)計(jì)人員需要綜合評(píng)估給水管網(wǎng)中的壓力值等參數(shù)，并結(jié)合管道的基本使用特點(diǎn)和所處環(huán)境，關(guān)于管道材質(zhì)的選擇應(yīng)優(yōu)先選擇高品質(zhì)的給水管道材料，保證供水系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，延長系統(tǒng)的使用壽命，關(guān)于給水方式的選擇，需要基于維持給水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行原則，避免系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)給水事故，設(shè)計(jì)人員需要深入了解高層建筑的用水需求，根據(jù)用水量的計(jì)算確定給水的形式。同時(shí)，在保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，還需要針對(duì)給水管道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?，從而控制給水的實(shí)際成本，減輕給水系統(tǒng)建設(shè)的工作量[4]。由于高層建筑的樓層多，只依靠室外的管網(wǎng)給水系統(tǒng)無法滿足建筑整體的給水需求，因此，需要使用輔助給水設(shè)備，針對(duì)給水設(shè)計(jì)以及管道施加一定的壓力，同時(shí)對(duì)給水管道的豎向分區(qū)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，當(dāng)高層建筑投入使用之后，管理人員需要針對(duì)管道系統(tǒng)中的閥件定期進(jìn)行更換，避免使用磨損嚴(yán)重的閥件，并加強(qiáng)對(duì)給水管道的檢查，在管道出現(xiàn)滲漏時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，從而保證高層建筑給水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2 消防栓布置技術(shù)

針對(duì)高層建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要以消防供水為設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)，其中包括消防栓的布置設(shè)計(jì)，消防栓主要是由管網(wǎng)、加壓泵等設(shè)備組成，在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需要保證管網(wǎng)的立面和平面布置呈現(xiàn)出環(huán)狀的特點(diǎn)，可以在閥門的作用下，將管網(wǎng)分成不同的獨(dú)立區(qū)域，豎管的數(shù)量應(yīng)不少于4 根，同時(shí)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中需要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的整體布局對(duì)消防栓進(jìn)行分區(qū)，消火栓的靜水壓力應(yīng)小于1MPa，系統(tǒng)的工作壓力應(yīng)小于2.4MPa，設(shè)計(jì)階段需要根據(jù)高層建筑的設(shè)計(jì)要求，制定分區(qū)的方式，可以使兩個(gè)分區(qū)使用同一個(gè)消火栓加壓泵，在給排水系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，還需要針對(duì)消火栓的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，如果消火栓的出口區(qū)域壓力超過0.5MPa，此時(shí)就需要使用減壓設(shè)備[5]。

3.3 消防排水技術(shù)

消防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心目的是保障建筑消防排水更加順暢，保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)更具合理性，在正式進(jìn)行排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作之前，設(shè)計(jì)人員需要提前針對(duì)建筑建構(gòu)以及施工區(qū)域進(jìn)行勘察，確定排水管道走向，為后續(xù)管線埋設(shè)工作奠定基礎(chǔ)，需要保證排水管道設(shè)計(jì)的合理性，如果管道中出現(xiàn)排水不暢的情況，可能會(huì)導(dǎo)致排水堵塞，影響建筑中的正常排水，針對(duì)這種情況，可以使用分壓、分流的方法進(jìn)行處理。此外，設(shè)計(jì)人員需要深入研究有關(guān)高層建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，合理選擇排水的方式，保證排水管道設(shè)計(jì)的合理性，相比于給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，排水管道在設(shè)計(jì)建設(shè)過程中，不需要考慮豎向分區(qū)，可以設(shè)計(jì)通氣立管，整體的設(shè)計(jì)過程較為簡單。

3.4 自動(dòng)滅火技術(shù)

自動(dòng)滅火技術(shù)包括自動(dòng)警報(bào)、自動(dòng)噴水滅火、手動(dòng)噴控等設(shè)備，是目前高層建筑中普遍安裝的消防滅火設(shè)備。其中手動(dòng)噴射消防控制系統(tǒng)主要應(yīng)用在常規(guī)火災(zāi)事故中，而在遇水爆炸或出現(xiàn)燃燒以及遇水產(chǎn)生反應(yīng)生成有毒有害的物質(zhì)發(fā)生火情時(shí)不宜使用。因此，給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段，不僅需要針對(duì)各種裝備體系進(jìn)行分析，還需要對(duì)其構(gòu)成分析[6]。自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)可以有效檢測(cè)建筑中的火災(zāi)情況，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)形成過程進(jìn)行檢測(cè)，并將信息傳遞到消防控制中心，實(shí)現(xiàn)報(bào)警，并使用噴射系統(tǒng)對(duì)起火點(diǎn)進(jìn)行滅火。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，需要注意噴嘴裝置的選擇，例如，在沒有吊頂?shù)膮^(qū)域安裝自動(dòng)噴水滅火裝置時(shí)，可優(yōu)先選擇垂直式的噴嘴，如果有吊頂，可以選擇傾斜式噴嘴或吊頂式噴嘴。在自動(dòng)噴水的消防控制系統(tǒng)中需要按照?qǐng)?bào)警閥，安裝位置盡量選擇安全且易于操作的區(qū)域，報(bào)警閥距地面的距離需要控制在1.2m 左右，具體的位置應(yīng)在公共空間道路的外側(cè)墻壁上。現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，可以將智能化、信息化的電子設(shè)備、電氣設(shè)備等用于高層建筑的消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，目前，自動(dòng)滅火控制系統(tǒng)的智能性不斷提升，可以自動(dòng)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)容是否存在火災(zāi)異常情況，并將具體的位置以及相關(guān)信息傳遞到指揮系統(tǒng)中，在火勢(shì)擴(kuò)散之前進(jìn)行自動(dòng)滅火，可以為消防救援工作爭取更多的時(shí)間[7]。設(shè)計(jì)人員需要重點(diǎn)控制自動(dòng)滅火系統(tǒng)的可靠性以及工作及時(shí)性，在進(jìn)行消防系統(tǒng)建設(shè)方案的過程中，需要考慮高層建筑物的特點(diǎn)，可以將手動(dòng)控制的噴水噴頭設(shè)置在通道的兩側(cè)，結(jié)合建筑樓層的具體高度，計(jì)算供水從管道中流出需要壓力值，進(jìn)而保證給排水系統(tǒng)可以滿足自動(dòng)滅火系統(tǒng)的運(yùn)行需求[8]。

4 結(jié)語

高層建筑現(xiàn)已成為城市發(fā)展建設(shè)的主要趨勢(shì)，為進(jìn)一步提升建筑內(nèi)容的消防安全，降低火災(zāi)安全威脅，需要針對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從整體建設(shè)的設(shè)計(jì)角度出發(fā)，針對(duì)消防系統(tǒng)以及給排水系統(tǒng)進(jìn)行完善和改進(jìn)，結(jié)合目前給排水系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題，合理應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，為建筑中的各種消防設(shè)施提供充足的水源，融入現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念和先進(jìn)技術(shù)，在設(shè)計(jì)階段詳細(xì)分析給排水消防的各種安全指標(biāo)，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及使用需求實(shí)現(xiàn)消防的設(shè)計(jì)與管控，從而全面提升高層建筑的消防安全水平，推動(dòng)我國消防事業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。