淺析高層建筑給排水和消防系統的設計問題

吳治剛

摘 要： 近些年來，高層建筑在我國建筑市場中所占的比例越來越大，相對于多層建筑而言，高層建筑層數多、高度大、功能多，所以對給水排水以及消防系統的設計提出了更高的要求。高層建筑的給水排水以及消防系統設計不僅要符合國家、地方法規的相關標準要求，還要保證設計方案的可行性、可靠性、實用性和經濟性。給排水及消防系統設計是高層建筑的重要組成部分，要結合建筑本身的結構特點、使用性質等各方面，綜合考慮設計方案，保證高層建筑給排水及消防系統運行的安全性和可靠性。

關鍵詞： 高層建筑；給水系統；排水系統；消防系統

給排水及消防系統是高層建筑的重要組成部分，其設計的合理性直接關系到用戶的使用質量以及高層建筑的安全性。因為高層建筑的結構比較復雜、振動源多，用水要求較高等特點，所以在給排水以及消防系統設計方面存在一定的難度。應該根據高層建筑的特點，有針對性的制定設計方案，保證高層建筑給水、排水以及消防用水的可靠運行，充分考慮給水壓力、排水容量、管道布置形式等各種因素，確保高層建筑給排水及消防系統的高效運行。

1給水系統設計

1.1給水管道材質的選用

由于高層建筑的高度較大，所以給水管道需要承受的壓力較大，管道設備在材質選擇時不僅要考慮到水質的衛生標準，還應該具有較強的抗壓性能、抗腐蝕性。結合高層建筑的特點，給水管材大多選用塑料管，具有質量較輕，施工方便、使用壽命長等特點。并且從使用環境以及經濟性等方面考慮也具有較高的使用價值。

1.2給水設計中的給水方式

現階段，我國高層建筑給水方式主要有高位水箱、減壓分區、水泵氣壓罐、變頻泵無水箱、無負壓等，在實際使用中，應該結合高層建筑的具體情況而有針對性的選用。

高位水箱給水方式主要包括水泵和水箱，通過泵房內的離心水泵供給，因為可以提前在高位水箱中存儲一定的水量，所以可以保證供水的穩定性，維持供水水壓。此種給水方式的設備費和運營維護費較低，但是也存在一定的缺陷，由于水箱內的水為死水，所以可能會造成水質污染，在實際應用中可結合現狀具體使用；減壓分區給水主要是依靠減壓閥或者在各區設置水箱進行減壓，在各個區分別設置水箱，利用水泵將水抽入最上層的水箱中，然后上區水箱中的水向下區水箱供水，利用水箱進行減壓。也可以利用減壓閥給水，在干管上設置減壓閥，減壓后進入下一區管網。這種方式比較可靠，投資少，維修方便，雖然減壓閥不需要設置水箱，提高建筑面積利用率，但是下區供水壓力損失較大，會增加水泵的能耗；變頻泵無水箱主要是應用變頻器自動化的功能進行給水，通過變頻器可以控制電動機的轉速，實現水壓與流量的平衡運行，在設定壓力的基礎上，根據用水量的變化，變頻器調整電機轉速，從而保證給水的可靠性，這種方式的最大優勢就是節能和保證水質。因為變頻器價格較高，并且運行時會受到外界磁場干擾，所以在使用時應該做好各項防范措施；水泵氣壓罐也是一種節能給水方式，通過氣壓罐中壓縮空氣來調節給水量，這種方式水質不易受到污染，費用較低，但是利用壓縮氣體的方式供水壓力不穩定，頻繁啟動水泵會增加設備的運行費用，降低水泵的使用壽命。所以在實際使用時，應該根據實際情況選擇適宜的給水方式。

2排水系統設計

在高層建筑中的排水系統主要包括生活污水、生活廢水、雨水等，在排水方式的選擇方面，應該根據所在城市的排放標準以及建筑的特點而定。目前比較常見的排水系統主要有中水系統、同層排水方式、排水通氣技術。

中水系統一般都應用于工業生產中，將工業生產廢水經過物理、化學、生物等手段進行處理，達到工藝使用標準后再應用到工業生產中，是水資源循環利用的典型表現。但是在高層建筑排水系統設計中，使用中水系統在水質標準方面還存在一定的影響，對人體健康還會有潛在的威脅，同時中水系統的運行和維護成本較高，在實際使用中還應該謹慎選用；同層排水在近些年來使用范圍逐漸增加，在高層建筑的本層中使用一個共用的水封管配件，一旦管道出現堵塞現象，在本層即可進行疏通清理，便于維護。同層排水設計方式為用戶提供了較大的便利，潔具位置選擇比較靈活，噪聲較小。采用同層排水方式需要選擇密封性較好的管材，使用熱熔連接；在高層建筑排水系統設計時，為了保證排水的順暢運行，避免排水過程中出現水封負壓虹吸以及正壓噴濺等現象，一般都會采用排水通氣技術，保證排水系統中空氣的正常循環，在保證補氣的同時又能夠防止管道氣體進入室內。目前主要的通氣技術主要有伸頂通氣管、不伸頂通氣管、專業通氣立管、環行通氣管和器具通氣管等。

3消防系統設計

消防系統設計直接關系到高層建筑的安全性，由于層數多，高度大，用戶數量多，所以發生火災的安全隱患大，火災救援面臨較高的難度。高層建筑的消防系統設計應該能夠保證消防用水的需求量以及消防用水供應的可靠性。主要消防系統設計包括普通的消火栓系統和自動噴水系統。

消防系統是高層建筑設計的要點之一，高層建筑一旦發生火災，將會造成嚴重的經濟損失和人員傷亡，所以要做好消防系統設計。區域集中消防供水系統比較可靠，在區域內設置一個消防水池和加壓泵房，但是要合理確定具體的位置。消火栓是高層建筑內消防系統的重要組成部分，也是火災發生時最及時最便捷的滅火救援設施。在現場的消火栓箱內可安裝緊急啟動消防泵按鈕，按鈕一合，消防水泵就立即啟動。考慮到減小消防泵的啟動負荷，應在出水管路上設計多功能控制閥。水泵起動時能自動打開閥門，停止時能自動關閉閥門，并能有效地防止水錘的危害。應注意高層建筑消火栓壓力超壓后，要采用減壓穩壓消火栓。

自動噴水系統在火災發生初期的作用比較明顯，隨著科學技術的進步，自動噴水系統在技術上也不斷的改進，逐漸由原來的大水量噴淋向細水霧系統過渡。這種設計方式可減少存水量，設備所占面積減小，在火災發生時對電器設備所造成的損壞也會減小。在火災探測技術上也進行了革新，由紅外技術代替煙感和感溫元件，邏輯判斷能力提高，提高滅火效率，降低誤判幾率。

4結束語

隨著高層建筑的快速發展，給排水及消防系統設計水平也得到了快速的提升，逐漸向人性化、智能化、環保化方向發展，設計方式更加科學合理，能夠充分保證高層建筑給排水及消防系統的用水、排水需求。但是由于受到各種因素的限制，在實際設計過程中還存在各種各樣的問題，所以建筑給排水及消防系統設計工作人員要不斷的創新理念和思路，充分利用新技術、新工藝、新材料，大膽嘗試，勇于創新，不斷提升高層建筑給排水及消防系統設計水平。

參考文獻

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