談高層建筑給排水及消防管道工程的設(shè)計(jì)構(gòu)建

陳建勛

浙江省省直建筑設(shè)計(jì)院 浙江 杭州 310030

引言

如何在有限的土地資源中解決城市人口擴(kuò)張的問(wèn)題，超高層建筑的不斷出現(xiàn)，將會(huì)解決土地緊張、城市人口增多等現(xiàn)象的發(fā)生，超高層建筑將成為今后城市建筑業(yè)發(fā)展的主方向，作為超高層建筑配套專業(yè)，給排水消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為保障超高層建筑正常運(yùn)行，保證消防安全等方面起到關(guān)鍵性作用。

1 高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)的作用和價(jià)值意義

高層建筑是降低城市人口居住壓力的關(guān)鍵舉措，也是城市化建設(shè)的重要標(biāo)志。給排水消防設(shè)計(jì)屬于高層建筑的重要保證措施，其關(guān)乎到了城市群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)保證群眾居住舒適度、安全性有重要的作用。由于高層建筑火災(zāi)時(shí)外救難度大，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)加強(qiáng)建筑消防給排水設(shè)施的設(shè)計(jì)管理，以“自救”為主要措施，建立安全可靠的給排水消防系統(tǒng)，并制定消防日常自動(dòng)巡檢措施排除隱患[1]。

2 高層建筑給排水和消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

2.1 生活給水方式的科學(xué)選擇

工程實(shí)例中，高層或超高層建筑生活給水系統(tǒng)豎向分區(qū)通常采用水泵、減壓閥或減壓水箱等進(jìn)行分區(qū)，主要存在并聯(lián)分區(qū)及串聯(lián)分區(qū)兩種基本形式。

并聯(lián)供水采用地下室變頻泵供給，地上分為多個(gè)給水分區(qū)，各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓不宜大于0.45Mpa，地下室泵房?jī)?nèi)設(shè)置多套變頻給水設(shè)備及一座水箱，各分區(qū)管網(wǎng)獨(dú)立。

串聯(lián)供水形式做法，多為在中間避難層內(nèi)設(shè)置給水機(jī)房及給水水箱，避難層以下采用生活水箱利用重力供給，避難層及以上采用兩套變頻泵組供給，各分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓不宜大于0.45MPa，地下室泵房?jī)?nèi)設(shè)置1套變頻給水設(shè)備及一座水箱。

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合建筑高度及避難層的設(shè)置合理選擇供水方式。

表1 供水表示比較

2.2 消防供水方式的科學(xué)選擇

目前，行業(yè)中常用到的高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式有很多種，常見(jiàn)消防分區(qū)有減壓閥分區(qū)、并聯(lián)分區(qū)及串聯(lián)分區(qū)等方式。

減壓閥分區(qū)特點(diǎn)：具有設(shè)置簡(jiǎn)單，水泵機(jī)組少，占地小，造價(jià)低，管理方便等優(yōu)點(diǎn)，但存在一旦起火，全部系統(tǒng)承受高壓，依靠減壓閥可靠性差的問(wèn)題；一旦故障，影響整個(gè)系統(tǒng)安全且管道減壓閥組的壓力范圍超過(guò)常用范圍時(shí)，選材困難；基于上述局限，減壓閥分區(qū)比較適用于100米左右建筑。

并聯(lián)分區(qū)特點(diǎn)：各分區(qū)消防給水系統(tǒng)完全獨(dú)立設(shè)置，獨(dú)立運(yùn)行，自成體系，可靠性高，不會(huì)因一個(gè)分區(qū)消防給水系統(tǒng)失效造成整個(gè)建筑消防系統(tǒng)運(yùn)行。但當(dāng)兩個(gè)分區(qū)交界的一層著火時(shí)，2組水泵均需啟動(dòng)，對(duì)供電系統(tǒng)的容量要求更大，高區(qū)泵房附近的管網(wǎng)壓力過(guò)高，管網(wǎng)的管材及施工要求同方案一。

串聯(lián)分區(qū)特點(diǎn)：通過(guò)在避難層設(shè)置轉(zhuǎn)輸水箱串聯(lián)供水，對(duì)管網(wǎng)閥門(mén)等附件的承壓能力要求沒(méi)有并聯(lián)分區(qū)高，系統(tǒng)沒(méi)有超壓危險(xiǎn)，相對(duì)安全，但增加避難層轉(zhuǎn)輸水箱間，占地增加，系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，消防水泵數(shù)量較多。

3 高層建筑給排水和消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

3.1 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)高層建筑消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析，目前多采用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)要注意下幾點(diǎn)：首先，設(shè)計(jì)人員應(yīng)了解高層建筑的功能布局，確定正確的保護(hù)等級(jí)；其次，合理選擇噴頭類型，確保保護(hù)面積內(nèi)噴水強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求；最后，合理設(shè)置減壓閥組，確保主管上壓力開(kāi)關(guān)啟動(dòng)壓力不受高位消防水箱壓力影響，提升系統(tǒng)的可靠性。

3.2 消防水泵房設(shè)計(jì)要點(diǎn)

為了滿足火災(zāi)期間消防供水的可靠性，要科學(xué)設(shè)計(jì)消防水池與消防水泵房，具體設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：其一，在火災(zāi)發(fā)生期間，最為重要的就是保證消防水池的有效容積滿足一次消防用水量，一旦高層建筑突發(fā)火災(zāi)，就會(huì)持續(xù)消耗貯存的水量。其二，結(jié)合高層建筑的規(guī)模與實(shí)際用水需求，選擇恰當(dāng)型號(hào)與使用高性能的消防水泵，消防水泵宜根據(jù)可靠性、安裝場(chǎng)所、消防水源、消防給水設(shè)計(jì)流量和揚(yáng)程等綜合因素確定水泵的形式，水泵驅(qū)動(dòng)器宜采用電動(dòng)機(jī)或柴油機(jī)直接傳動(dòng)，消防水泵不應(yīng)采用雙電動(dòng)機(jī)或基于柴油機(jī)等組成的雙動(dòng)力驅(qū)動(dòng)水泵。根據(jù)GB50974-2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，消防水泵零流量時(shí)的壓力不應(yīng)大于設(shè)計(jì)工作壓力的140%，且宜大于設(shè)計(jì)工作壓力的120%，當(dāng)管道承壓最大為2.4MPa時(shí)，市場(chǎng)上符合此條的消防泵組需結(jié)合實(shí)際情況選擇。其三，合理布置泵組位置，預(yù)留泵組檢修場(chǎng)地及拆卸泵組時(shí)的提升措施，例如，預(yù)留軌道小車及手拉葫蘆或在頂板土建預(yù)埋掛鉤以滿足吊裝需要，并應(yīng)與電氣專業(yè)溝通預(yù)留出控制箱的設(shè)置空間與操作空間，避免消防泵主管及減壓閥組設(shè)置與電氣控制柜上方。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，消防給排水是高層建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，其關(guān)系到建筑使用安全以及居住舒適性。在高層建筑消防給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)做好消防供水系統(tǒng)方案選擇、消防水泵房設(shè)計(jì)、消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)工作，從而全面提升消防給排水系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)可靠性及安全性。