淺談高層建筑給排水消防設計策略

程鵬

（黃山市建筑設計研究院 安徽黃山 245000）

淺談高層建筑給排水消防設計策略

程鵬

（黃山市建筑設計研究院 安徽黃山 245000）

自古以來，安全問題就是一個大問題，尤其在世界變化日新月異的今天，我們更加不能忽視，而提到安全，高層建筑消防就是我們無法避開的一個環節，高層建筑消防給排水設計更是備受關注，雖然經濟技術在不斷地發展，但是目前的高層建筑消防給排水技術還并不完善，它仍然存在著一些問題，因此我們必須提高高層建筑消防設計的合理性，以此來最大限度地控制在可能發生的火災中的人員傷亡和財產損失，使我國建筑工程行業進入一個健康而穩定的成長狀態。本文便是以此為目的而展開的一些對高層建筑消防給排水設計的常見問題的思考以及一些改進措施。

高層建筑；消防措施；給排水設計

1 高層建筑消防給排水設計中的常見問題

1.1 自動噴水滅火系統走道噴頭布置不合理

在目前的高層建筑設計中，美觀常常是設計者主要考慮的問題，而為了美觀往往設有吊頂，以此來隱藏結構梁及各專業管道。而各種管道通常集中在走道，尤其是分層布置的給排水管道、電力管線，吊頂的存在使得走道凈空降低，若其吊頂形式為悶頂，則其悶頂的凈空高度極有可能大于800mm。而《自噴規范》規定：“凈空高度大于800mm的悶頂和技術夾層內有可燃物時，應設置噴頭?！倍覀冊谠O計中很容易忽視這一點，由于走道內管道眾多，設計中往往會出現直接在自噴配水管上、下接噴頭的這種接法不符合配水支管允許設置噴頭數量不大于八個的規定。其次走道內的自噴配水管缺少接小管徑噴頭的管件，管徑過大使得在噴頭安裝上也有弊病。

1.2 水槍充實水柱長度不合規范

由于高層建筑設計時的經濟因素，高層建筑標準樓層凈高一般不會超過 4m，按照公式 Sk＝（H1-H2）/sinα，當層高取 4m，α=45°時，計算所得水槍充實水柱長度Sk為4.24m，遠遠達不到《高規》規定各種高層建筑水槍的充實水柱下限值，充實水柱的長度被層高所限制。這也會影響消火栓的合理布置，二者疊加所帶來的則是消防的效果大大降低。

圖1 傾斜射流的Sk

1.3 消防給排水管網設計問題

火災發生時，其中一大補救措施就是自動噴水滅火系統，它可以在消防人員到來之前對火勢進行有效的控制，以實現對火災發生損失的最大補救。自動噴水滅火系統中最重要的一環便是消防給排水管網。然而目前自動噴水滅火系統仍存在一些問題，其管網內部的水壓并沒有得到有效控制，這都是設計過程中沒有充分考慮和分析消防給排水管網的設計所致，水壓過小會影響到自動噴水滅火系統的工作效率，無法有效地控制火勢，挽救災情；過大則可能導致管道出現破裂的情況，容易使系統受到損壞，整個消火栓系統也會由此癱瘓。諸如此類的問題皆會導致災情無法得到有效控制，極大地損害人們的生命財產安全。

1.4 消防水池以及消防管道的設計問題

除去上文中列舉的問題，生活用水水池與消防水池并用也存在著極大的安全隱患，在目前整體用水緊張的情況下，市政供水量一般不能使消防用水得到充分滿足，而消防水池并沒有得到嚴謹地設計與實施，消防儲水量得不到保證，所謂巧婦難為無米之炊，火災一旦發生，消防用水無法得到滿足，那么一切消防皆成為空談。建筑內部供水系統的不完善使得水量不充足，火勢也就無法得到控制，消防水池與消防管道的設計問題也由此而使人們的財產安全受到嚴重的威脅，甚而最終導致人員傷亡。

1.5 消防水泵保護措施不足

由于消防水量并不能被很好的控制，一般情況下，水泵的消防流量達不到預計的選定流量值。這就會導致水泵揚程遠大于設計值，此時，在水泵保護措施不足的情況下，會導致消防管網壓力過大，事故也可能因此而生。

2 建筑消防給排水設計問題的解決對策

2.1 合理設計走道噴頭

高層建筑設計美觀必不可少，但是同時也應全面考慮消防問題，當悶頂和技術夾層凈空大于800mm且含有可燃物時，應在其中設置噴頭，走道噴頭的設置可使建筑的安全性大大提高。另外，走道噴頭設置還應合理，嚴格避免直接在自噴配水管上、下接噴頭的做法，走道內的噴頭應該從配水支管上接出為宜，還需嚴格控制配水支管上噴頭設置的數量；還可以在自噴配水管上設置一些可接小管徑噴頭的管件，以便于安裝，走道噴頭設計的改善可使自動噴水滅火系統更順利的運行。

2.2 正確計算消火栓充實水柱長度，合理布置消火栓

我們可以先通過水力計算確定消火栓的水槍充實水柱，按照水槍充實水柱長度，進而計算出消火栓保護半徑，同時又由于高層建筑平面中各種環境因素的影響，消火栓的使用也會受限，因此在設計中我們可以用水龍帶長度、充實水柱的水平投影去校核消火栓保護半徑最遠點來代替簡單的用保護半徑畫圓來布置消火栓，以此使設計及其使用更合理。另外，雖然層高限制了充實水柱的長度，但規范及有關手冊并未規定水槍上傾角下限角度值，因此我們還可以通過調整水槍上傾角來達到提高充實水柱長度的目的，通過計算，當層高仍舊取4m，Sk=11.3m時，水槍上傾角α=14.87°。當火場煙霧大，輻射熱高時，充實水柱長度不足或者達不到《高規》規定各種高層建筑水槍的充實水柱下限值都會使撲救火災受到一定的阻礙，這也是水槍的充實水柱長度首先應該計算的另一原因。

圖2 合理設置消防栓保證消防水量

2.3 水壓檢測設備的安裝和使用

從消防給排水管道的設計問題，我們可以知道其主要問題在于其內部的水壓沒有得到有效控制，水壓過大或者過小而導致的自動噴水滅火系統失靈的情況會產生巨大的安全隱患，為此，可以在管道網中添加一套類似并行電路控壓裝置，其主要包含監控和調整兩個功能，在監控裝置中設置一個有效壓力范圍，若水壓在此范圍內，則監控裝置保持連通并正常運行，此時調整裝置斷開；當水壓不在此正常范圍內，則監控裝置斷開，其運行指示燈因斷路熄滅，調整裝置連通并開始工作，調整水壓直至其達到正常范圍，之后便自行斷開，監控裝置連通，如此便可有效解決水壓控制問題，從而使自動噴水滅火系統一直處于正常地運行狀態。

2.4 合理設計防水水箱

由于并不能保證市政供水充足，因此必須在有效地設計消防水池，同時將消防水池與生活用水水池嚴格分離，以此來保證高層建筑整體的消防能力。建筑內部供水系統得以完善之后，給排水管道的設計也至關重要，從消防水池到水泵，從消防水泵到消防管道網，每個環節供水管道必須保證兩路，兩路供水能更好地保證高層建筑整體的消防水平和消防能力。

2.5 消防水泵出口處的放水閥和穩壓回流措施

由于實際使用過程中出現的消防水量小于水泵選定流量值的情況，在設計時，可以在消防水泵的供水管上設置DN65的放水閥門，以便于水泵檢查試驗時排水。防水閥門可直接將水排至泵房集水池或排回消防水池以防止消防水量過小或過大導致消防管網壓力過大而出現事故。同時，消防水泵出口還需要考慮一定的穩壓回流措施。簡單的做法是在供水管上裝設安全穩壓閥，在管網超壓時，可以通過回流管泄壓，將回流水排至消防水池；在管網壓力不穩定時，亦可穩壓。

3 結束語

高層建筑消防給排水設計對于保證人們的生命財產安全有著非同尋常的意義，本文對高層建筑消防給排水設計的常見問題思考，總結了目前建筑消防系統存在的一些問題及其解決方法，希望以此來警醒建筑設計人士，從而保證消防內容和消防結構的完整性，提高建筑的消防能力，降低可能發生的火災給人們帶來的損失，同時也要求設計實施時嚴格按照國家規定，從而最大限度地保障人們的生命財產安全。

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2016-4-29