高層建筑給排水消防設計關鍵技術分析

燕濤

摘 要：隨著我國人口數(shù)量的增多，人們對高層建筑的需求量也在逐漸增大，現(xiàn)階段的高層建筑已經(jīng)成為城市建設的主體，與多層建筑相比，高層建筑的消防安全問題更為突出。大部分高層建筑均存在容納人數(shù)多，樓層基數(shù)大的特性，這為人員疏散帶來了較大的難度，在發(fā)生火災時，如果沒有較為完善的消費設施則會造成較大的事故影響。因此，對高層建筑中給排水消防設計的問題展開研究具有重要意義。

關鍵詞：高層建筑給排水;消防設計;關鍵技術

1火災的起因

火災是由燃燒引起的災變。火災發(fā)生必須具備三個條件（即燃燒三要素）。①有火源或達到燃點的熱源;②有可燃物質(zhì);③有助燃的空氣（或氯、溴等強氧化劑）。三者若按定比例有機會結合便會發(fā)生燃燒，當燃燒失去控制時，便會發(fā)生火災。一般的建筑物中都存在著可燃物質(zhì)，而火源比比皆是。對于現(xiàn)代建筑物，特別是高層建筑，主體結構雖不可燃，但由于功能日趨復雜，故火災時有發(fā)生造成巨大損失的因素概括如下。①人為因素。如未熄煙頭、玩火、煙花爆竹、垃圾、縱火等。②設備原因。如設備高熱、產(chǎn)生電火花、燃爐引燃電焊等。③自然原因。如雷擊放電、地震、自燃等。

2高層建筑給排水消防設計需要滿足的幾點要求

2.1安全性要求

高層建筑的樓層數(shù)以及規(guī)模相對較大，在進行給排水消防設計時首先需要考慮的便是讓消防栓覆蓋整個建筑空間，不得留有消防死角，從根本上提升高層建筑的整體安全性。除此之外，還需考慮給排水工程的使用性能，使其能夠滿足不同階段人們的用水需要以及排水需求。尤其需要加強對消防設計的關注，從安全角度和適用性角度考慮，保障消防系統(tǒng)的運行可靠性，為高層建筑的安全使用保駕護航。

2.2供水水壓要求

為了滿足城市人口的居住需求，高層建筑物的建筑層高也有所提升，其中部分建筑物甚至達到上百米，這也意味著進行給排水工程施工時，需要考慮到供水壓力的問題。目前來看，高層建筑有賴于市政管網(wǎng)供水，但為了減少水資源浪費，國家針對供水壓力做出了明確的規(guī)范限制。而市政供水的壓力難以滿足高層建筑的供水需求，在針對高層建筑的給排水工程進行施工時，首先需要解決的便是供水壓力問題，尤其是消防設施的使用也對供水壓力提出了更高的要求。一般來講，需要在高層建筑中加設單獨的泵水設施方能保障供水質(zhì)量，且為消防工作提供充足的水量支持。但同時供水壓力也不宜過大，需在滿足消防用水需求的基礎上，盡量控制水壓，以免造成不必要的水資源浪費。

2.3管道材質(zhì)與性能要求

給排水施工中，常用的管材以塑料材質(zhì)為主，考慮到高層建筑對給排管道的高壓需求，所選擇的管材材料必須滿足高壓需求，即具備較好的強度和耐高壓能力。尤其是與消防栓連接的給排水管道需要具備更強的抗壓能力，確保在發(fā)生火情時，水的壓力能夠滿足救援要求。

3建筑室內(nèi)給排水消防設計現(xiàn)狀

在當前我國消防的設計過程中，大多數(shù)的消防設計并不能符合相關的要求和標準，存在諸多的安全隱患和問題，嚴重影響著人民群眾在生活中的安全。其重點是在一些農(nóng)村、小城市的一些單位以及其他供給場所中，所設計并執(zhí)行的消防方案中，主要的消防方式是一些滅火器、消防栓系統(tǒng)等，如果發(fā)生了一些火災，它們并不能產(chǎn)生較大的作用，進而造成嚴重的影響。當前，為了進一步加大在消防方面的力度，國家制定了一系列措施和政策強化了在室內(nèi)消防方面的要求和標準。在室內(nèi)消防中，以消防栓作為基礎，并設計周邊的自動噴淋的滅火系統(tǒng)，進而在發(fā)生了緊急的消防事故時，可以最大化減小火勢，為人們增加更多的逃離時間。

在一些高層的建筑室內(nèi)給排水的設計中存在較多的問題，消防栓和自動噴淋滅火系統(tǒng)中，相關的設計人員對于建筑設計中全局意識較為淡薄，使得在進行室內(nèi)給排水的設計過程中，無法準確設計出全面綜合的消防設計方案。而且在具體設計的過程中，消防栓的位置、數(shù)量等設置得不合理，在設計中更多的是依靠之前積累的經(jīng)驗來進行設計，而不是根據(jù)相關的國家標準要求、室內(nèi)的具體布局等進行設計，導致設計出的消防系統(tǒng)并不能起到最佳的作用。相關的設計人員對于周邊的水源并不了解，進而在具體的施工過程中，無法按照準確的規(guī)范和要求設置輸水箱、消防池以及對應的水泵接合器，導致在遇到一些火災時，無法正確地進行運轉，無法減小火勢的大小。相關的給排水管的設計布局不合理，在具體的設計中，排水管并沒有與消防排水設計相結合。從當前我國室內(nèi)建設設計中，已經(jīng)明確禁止設置鐘罩式地漏，但是在實際的過程中依舊有著家庭裝修以及個別項目中使用地漏的情況發(fā)生。這主要是因為鐘罩式地漏是一種水封式地漏，這便導致它的地面不能積水，而因為地漏的設計又往往低于地面，使得一些灰塵和垃圾十分容易進入地漏中，使得地漏出現(xiàn)堵塞以及水封的蒸發(fā)而失去排水以及阻隔下水道功能。

4高層建筑給排水消防設計關鍵技術分析

4.1布置系統(tǒng)管網(wǎng)

高層建筑給排水消防設計的首要重點研究內(nèi)容就是管網(wǎng)布置。管網(wǎng)作為最基礎的設施，關系著整體設計能否取得實際成效，是保障整個設計成敗的關鍵，對于高層建筑給排水消防設計能否發(fā)揮作用起著決定性的作用。在設計階段，要充分考慮整個工程的主體，結合高層建筑的現(xiàn)場環(huán)境條件設置合理的給排水消防系統(tǒng)，既布置豎向環(huán)狀管網(wǎng)，同時適當布置水平環(huán)狀網(wǎng)，確保給排水消防設計能夠滿足使用需要，在發(fā)生火災安全隱患時能夠準確地將水通過管網(wǎng)輸送并撲滅火災。因此，必須設計好系統(tǒng)管網(wǎng)，并按照規(guī)定的標準實施建設，確保管網(wǎng)的質(zhì)量和功能滿足要求，這樣才能確保日后高層建筑發(fā)生火災時，系統(tǒng)能夠及時采取行之有效的措施進行救助行動。由于高層建筑在施工過程中涉及很多行業(yè)，針對不同的行業(yè)設計的管網(wǎng)也不相同，即使是同行業(yè)之間的系統(tǒng)管網(wǎng)也是不同的，但無論什么行業(yè)，都要深入現(xiàn)場調(diào)查，充分了解管網(wǎng)的實施應用情況，結合現(xiàn)場設計出合理的方案，確保設計有效。系統(tǒng)管網(wǎng)一定要按照行業(yè)管網(wǎng)設計來進行排列，根據(jù)行業(yè)的有關標準進行檢查和驗收，這樣才可以確保關鍵技術中最基礎的管網(wǎng)設計的安全性。

4.2自動滅火設計

當前，自動滅火技術可以對室內(nèi)建筑中出現(xiàn)的火災等進行有效的控制，進而減少火災地火災帶來的經(jīng)濟損失等。在自動滅火技術中，主要的組成結構是一些溫控報警器、探測器、通信器以及滅火裝置等其他組成零部件。在對自動滅火技術進行設計的過程中，重點是要控制該技術與自動噴淋系統(tǒng)之間的結合力度，其中溫控器和探測器的使用性能是受其自身的控制的。因而，在對室內(nèi)建筑給排水消防設計的過程中，要對自動噴淋系統(tǒng)在的警鈴裝置進行科學合理的設置，即要保證可以使相關人員聽到警鈴的聲音，還要確保該系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行。一般在進行對噴淋系統(tǒng)中的噴頭的設置中，常見的類型是吊頂?shù)暮蜔o吊頂?shù)膬煞N類型。在具體的設計中，根據(jù)具體要求選擇適合的噴頭類型，一定要科學合理化地控制噴頭與梁之間的距離。而在一些高層的建筑物的地下層或者是車庫中，噴淋滅火系統(tǒng)是根據(jù)可能發(fā)生的最大火災的趨勢所需要的水流量進行設計，從而能夠在發(fā)生火災時，可以最大化地減小火勢，保證滅火的有效性。

4.3消防排水技術

通過對排水量的合理評估，選擇合適的排水管規(guī)格，若是排水管布設與其他管道交叉，則需按照有壓管避讓無壓管，給水管與風管緊貼并在排水管下方，在電氣管道下方繞行的原則。一般來說，地下室是高層建筑消防排水設計的重點位置，盡量采用獨立設置的方式，將地下室中的積水有效的排出。把低于基坑的排水集水池設置在消防電梯井基坑附近，做好基坑和集水池間的排水管預埋設計。在消防排水系統(tǒng)中配備備用泵，在電梯門口設計擋水設施，并對消防電源進行防水保護，對消防排水泵進行安全保護設計，預防電機短路而使排水系統(tǒng)癱瘓，確保電梯系統(tǒng)較高排水效率以及運行的安全性。除此之外，地上消防排水應注意對于消防重點區(qū)域應設計專用排水管道，并確保其運行有較好的獨立性。同時，按照消防分區(qū)設計獨立排水系統(tǒng)，避免排水互流而引起樓層滲水等問題。做好地下室與地上層樓層的排水預防措施，以免建筑結構遭到破壞。

4.4水泵房和消防水池設計

高層建筑給排水消防設計中重點考慮的是水資源的運行情況，其中，水泵房設計是關鍵環(huán)節(jié)，水泵房作為整個消防給水系統(tǒng)的關鍵，決定著高層建筑消防設計能否取得實際成效。水泵房要保證消防給水的水壓和水量，應確保水泵房設計中的水資源足夠充分，即消防水池儲水量充足，有效容積要滿足火災延續(xù)時間內(nèi)室內(nèi)外消防用水量要求。在高層建筑給排水消防設計中，水泵房是高層建筑中發(fā)生火災時的關鍵設施，只要水泵房可以正常工作，那么高層建筑中人們的安全就可以暫時得到保障。因為水泵房是最關鍵的部分，所以在高層建筑中安裝水泵房，首先，要選擇非常安全的地方，一定要確保火災發(fā)生時，水泵房能夠正常工作，防止自動噴水等滅火設施動作后的水積聚導致泵房內(nèi)消防水泵等設備被淹;其次，要保證水泵房水的供給和水壓的平穩(wěn);最后，應該對水泵房進行定期檢查，安排專人定期進行維護，監(jiān)測消防水泵性能，減少水泵房故障情況，避免出現(xiàn)火災時水泵房不能有效工作。

4.5消火栓設計

平時生活中消火栓是十分常見的，各個大樓的旁邊都會設計消火栓，包括高層建筑給排水消防設計也不例外，必須根據(jù)現(xiàn)場的建筑情況，合理設計安裝消火栓。消火栓設計作為高層建筑給排水消防設計的一部分，為了保證消火栓可以正常使用，就要控制好水壓，這樣水才可以順利地噴灑，有效實施滅火。《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》（GB50974—2014）規(guī)定高層建筑消火栓栓口動壓不得低于0.35MPa，但壓力過高也不行。實踐表明，室內(nèi)消火栓配置直流水槍，操作直流水槍射水時水槍反作用力若超過200N，一名消防隊員將難以掌控其進行滅火撲救。DN65消火栓口水壓如大于0.50MPa，水槍反作用力將超過220N;如果栓口壓力大于0.70MPa，水槍反作用力將大于350N，兩名消防隊員也難以掌控進行滅火。因此，設計人員在高層建筑消火栓設計中，需將消火栓系統(tǒng)各樓層的水壓計算準確后再進行布設，對消火栓進行減壓設計。否則，消火栓栓口壓力過低則達不到水槍滅火充實水柱要求，過高則消防員無法掌控其進行滅火。

結束語：

綜上所述，高層建筑物當中的給排水及消防設計具有特殊、復雜的特點，因此，相關設計人員在進行設計前期，要對眾多的因素進行充分的考慮，并真正地認識到給排水系統(tǒng)設計的重要性和意義，同時還要不斷地對于其關鍵技術進行仔細的研究。一旦高層建筑當中發(fā)生了火災，確保排水系統(tǒng)能夠正常地運用，幫助消防人員和相關工作人員可以第一時間將火災進行撲滅，降低人員與財產(chǎn)等方面的損失。

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