高層建筑消防給排水設計探討

夏俊

【摘 要】隨著我國社會經濟高速健康發展，城市化建設進程也越來越快，在這樣的發展形勢下，建筑規模愈發趨于大型化、集群化，在有限的占地面積上，不斷在高度上挖掘潛力，向上發展才能滿足今后的使用需求。這在相當程度上推動了建筑行業技術水平的發展。但是，隨著建筑規模的擴大，安全問題也日益突出，挑戰也越來越嚴峻。只有加強高層建筑物的消防安全系統設計和施工管理工作，才能夠保證其安全可靠，滿足使用者的實際需求。

【關鍵詞】高層建筑;給排水;消防設計

引言：

消防系統建設與現代人們的日常生活息息相關。高層建筑需要采取合理周全有針對性的安全防護措施，防止火災事故的發生，而一旦發生火災，也需要確保能進行及時有效的處理。消防給排水系統是確保建筑消防功能正常發揮的基本保證。針對消防給排水系統的設計特點，制定出科學合理的方案是目前的重中之重。

一、高層建筑消防給排水設計的現狀

1、消防安全認知度不足

過去的建設工作中，建設單位缺乏遠期規劃，加上監管工作力度不足，往往忽視建筑的消防安全問題，亦或是出于成本考慮，因陋就簡，盡可能縮減消防建設投入;另一方面，設計單位的消防設計專業水平也存在短板，比較依賴經驗能力，或者沿用老舊規范，對新規的認知解讀不夠深入全面。這些都是導致建筑的消防安全建設得不到妥善落實的重要因素。

2、給水條件轉變

由于過去的建筑規模相對不大，在進行消防設計和消防建設時，往往首先考慮使用市政消防給水管網來進行供水。隨著建筑規模的擴大、建筑高度的提高，安全隱患和危害程度也在不斷增大，同時對消防給水的要求也在不斷提高。高層建筑消防給水系統的供水壓力、消防用水量和設計流量要求，遠遠超過市政消防給水的供給能力。因此，獨立自備消防供水尤為重要。

3、消防給水管網隱患

不同于新建或待建高層建筑，更多已建成的高層建筑，往往面臨著原消防工程不達標，需要進行消防改造的尷尬局面。此類的高層建筑中，多數存在著管網系統問題，比如管網覆蓋、服務面積不足，以及管道進水單一等問題。[1]

二、高層建筑消防給排水設計方法

1、消防水源設計

高層建筑周邊很少具備天然水源，因此，在高層建筑的消防設施中，獨立自備消防水源的存在是必不可少的。應當設計專用消防水池，必要時甚至可以對室外消防用水進行補充。盡量減少對市政消防給水的依賴，僅用于市政消火栓及部分室外消火栓系統供水。

消防水池的設計應考慮其使用范圍，根據消火栓系統、自動噴水滅火系統的使用情況，確定其有效容積范圍，并根據設計流量等各項參數進行準確計算，使之能滿足其所服務的滅火設施所需的工作壓力和流量，以及火災延續時間內所需消防用水量。

2、消防供水系統設計

除了獨立自備的消防水源，消防管網系統的可靠性也是消防系統的一個重要問題。僅采用一路消防進水，不能形成良好的環網體系，一旦管網某處發生泄漏或堵塞，影響到消防給水系統的工作壓力，整個消防系統將面臨無法正常使用的不利狀況。對于高層建筑這一點的影響尤為嚴重。針對這一問題，在進行消防給排水設計時應當嚴格按照規范，采用兩路進水方案，并且在建筑底層平面、頂層平面以及縱向立管體系分別形成閉合回路，減少各條單獨的主管線路對管網的制約，共同保障消防給水管網安全可靠。

當消防給水系統中，系統工作壓力過大或消火栓栓口、自動水滅火系統報警閥、噴頭等關鍵節點處工作壓力過大時，應根據系統壓力、建筑特征、技術經濟和安全可靠性等綜合因素，選用消防水泵并行或串聯、減壓水箱和減壓閥減壓等合適形式進行分區供水。

3、消防供水設施設計

1）為滿足消防系統的工作壓力要求，宜根據可靠性、安裝場所、消防水源、設計流量和揚程等綜合因素選用適配的消防水泵。一組消防水泵可由同一消防給水系統的工作泵和備用泵組成。

2）對于高層建筑而言，當室內采用常高壓消防給水系統時，不需要設置高位消防水箱;但當采用高位消防水池的常高壓消防給水系統無法滿足上部樓層所需的壓力和流量時，上部樓層仍應采用臨時高壓消防給水系統。在臨時高壓消防給水系統中，需要設置高位消防水箱。

高位消防水箱的設計，應能夠滿足初期火災消防用水量的要求。其有效容積的確定應當按照建筑類型、高度、面積以及消防設計流量來確定。且有效容積、出水、排水和水位等，應符合相應規范要求。

3）為保證自動噴水滅火系統和消火栓給水系統的壓力穩定，使系統水壓始終處于要求壓力狀態，一旦噴頭或消火栓出水即能流出滿足消防用水所需的水量和水壓，應當設計配套的穩壓泵系統。穩壓泵的設計流量不應小于消防給水系統管網的正常泄漏量和系統自動啟動流量，當沒有管網泄漏量數據時，穩壓泵的設計流量宜按消防給水設計流量的1%～3%計，且不宜小于1L/s;穩壓泵的設計壓力應滿足系統自動啟動和管網充滿水的要求;當采用氣壓水罐時，調節容積應根據穩壓泵啟泵次數不大于15次/h計算確定，但有效儲水容積不宜小于150L。

4、高層建筑消防滅火系統設計

1）消火栓系統

我國大多數地區室內環境溫度不低于4℃，且不高于70℃，適宜采用濕式室內消火栓系統;少部分北方城市，屬于嚴寒、寒冷等冬季結冰地區，寒時溫度會降至遠低于4℃的狀態，宜采用干式消火栓系統和干式室外消火栓，并應采取妥善的防凍保護措施。

室外消火栓宜沿建筑周圍均勻交錯布置，不宜集中布置在一側，建筑消防撲救面一側的數量不宜少于2個;其保護半徑不應大于150.0m，每個室外消火栓的出流量宜按10L/s～15L/s計算。

室內消火栓系統應采用DN65室內消火栓，并可與消防軟管卷盤或輕便水龍設置在同一箱體內。消火栓連接的消防水帶長度不宜超過25.0m，消防軟管和輕便水龍連接的消防水帶長度宜為30.0m。

2）自動水滅火系統

除了少部分特殊場所，如配電室、機房、檔案館等之外，絕大多數場所都適宜采用自動噴水滅火系統，且出于可靠性、經濟性考慮，多采用濕式系統。系統主要由灑水噴頭、報警閥組、水流報警裝置、控制閥組、末端試水裝置、管道和供水設施等組成。

5、高層建筑消防排水系統設計

高層建筑設有消防給水系統時，為了滿足財產和消防設施安全，以及系統調試和日常維護管理等安全和功能的需要，應當設計消防排水。需要設計排水措施的場所主要包括消防水泵房、設有消防給水系統的地下室、消防電梯的井底等。室內消防排水宜排入室外雨水管道，并應采取防止倒灌的技術措施;當存有少量可燃液體時，排水管道應設置水封，并宜間接排入室外污水管道，防止發生泄漏引起火災和污染;地下室的消防排水設施宜與地下室其他地面廢水排水設施共用;消防電梯井底，設置有效容量不小于2.00m?的集水井，使用排水泵進行排水。

結語：

綜上，高層建筑由于體積龐大，人員密集，設備繁多，容易發生重大火災。高層建筑的消防安全問題面臨著眾多嚴峻挑戰。為了妥善解決這一重大問題，保障建筑的安全使用，完善消防安全系統設計和建設，無疑是一項重大戰略決策。唯有與時俱進，不斷革新設計思路，將規范要求落實到消防設計的各個環節，才能推動設計工作的深入，提高時下消防給排水系統設計的技術水平，為高層建筑的安全建設提供有力技術保障。

參考文獻：

[1]楊斐. 高層民用建筑的消防給排水設計要點研究[J]. 城市建筑，2020，v.17;No.344（03）：71-72.

[2]李慧. 高層民用建筑給水排水設計及消防安全分析[J]. 散裝水泥，2020，No.205（02）：96-97.

[3]消防給水及消火栓系統技術規范 GB50974-2014.

（作者單位：江蘇迪森建筑設計有限公司泰州分公司）