高層建筑給排水和消防給水系統的設計探討

宋美清

【摘要】隨著中國經濟建設的快速進步和人民生活水平的不斷提高，也促進了城市化的深化，城市的土地資源日益緊張，促使中國高層建筑的規模和數量不斷上升。與普通建筑相比，高層建筑的空間利用率更高，功能更全面，非常符合城市化的發展需要。但與此同時，高層建筑中各種系統所面臨的問題卻遠高于普通建筑，其中給排水和消防給水系統就是其中的重要領域之一。

【關鍵詞】高層建筑;給排水系統;消防給水系統

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.040

1、高層建筑給排水及消防給水系統設計原則

1.1高層建筑消防給水系統設計原則

高層建筑供水系統的目的是為消防提供水資源，保證高層建筑用戶和居民的人身和財產安全。在設計高層建筑消防給水系統時，應充分考慮建筑本身的結構特點和建筑內用戶用水需求的變化，從而科學有效地進行設計。一、設計原則要注意自救方式。高層建筑所在區域發生火災，救援難度極大。樓層越高，救援人員第一時間趕到現場會比較困難，外部消防設施也很難發揮效用。因此，居民必須避免火災造成的損害。其中，自救功能主要通過在廚房安裝自動噴水滅火系統，在地下車庫安裝垂直噴水滅火系統，在辦公室安裝吊頂式噴水滅火系統來實現。當這些消防設施有效時，可以幫助人們快速逃離火災，贏得更多的救援時間;二是設計原則上還需要配備更多的其他消防工具，綜合考慮高層建筑可能出現的各種火災類型，并配合相應的消防設施。例如，安裝室內消防栓、自動噴水滅火系統、便攜式滅火器等。，進一步確保用戶的生命和財產安全;第三，高層建筑消防給水系統的設計原則還應包括其他消防工具的使用。在系統設計時，增加滅火工具可以進一步提高消防給水系統設計的科學有效性，如設置火災自動報警系統、火災跟蹤系統、建筑防排煙系統、手動報警系統或防火門等。

1.2高層建筑消防排水系統設計原則

高層建筑消防排水系統的目的是有效消除滅火過程中使用的水，防止水大量積聚，在火災發生時阻礙逃生，同時避免高層建筑內的財產因浸泡時間長而受損。為了提高消防排水系統的功能，高層建筑消防排水系統的設計不能僅僅依靠雨水排水管道，這主要是因為雨水排水管道的排水量有限，消防用水集中且大，同時會有大量雜物。單獨的雨水排水管道不能滿足排水量的需求，但容易堵塞。因此，有必要為高層建筑設計一套獨立的消防排水系統。設計原則既要考慮排水通暢性的提升，又要考慮溢流現象，避免雨水侵入。此外，消防排水系統也將使用電力系統。只有保持供電穩定，排水系統的功能才能得到提升。

2、高層建筑給排水及消防給水系統設計應注意的問題

2.1室外消火栓系統的安全問題

高層建筑室外消火栓主要依靠當地市政供水系統，在設計中與市政和水務部門溝通，可以充分保證室外消火栓系統的安全穩定。

2.2室內消火栓系統的安全問題

根據高層建筑的特點，室內消火栓系統一般分為兩個區域，低區1-16層，高區17層以上。不同地區的供水分別按照供水方式來保證。在設計時，高層建筑的水箱應至少為20立方米，高度設計應滿足6米以上消火栓的靜水壓力。

2.3自動噴水滅火設備的選擇

根據我國的建筑特點，民用建筑的火災等級一般為中等危險等級，因此在安裝和設計噴淋泵時，應按噴淋壓力最不利的原則進行計算和設計。在計算噴水范圍時，不僅要考慮高層建筑的高度水平，還要充分考慮火災發生時工作過程中可能出現的水分損失。根據我國目前的水平和設計特點，高層建筑中配水管入口處的水壓不應低于400 kPa。在設計過程中，還需要充分考慮消防設備末端的試水裝置、相關壓力表或噴嘴是否有效連接。只有經過測量和計算，才能確定系統運行時能承受的工作壓力。

2.4管道和增壓泵設計問題

為了保證消防系統用水的可靠性和安全性，必須對管道和增壓泵進行充分的設計和布置。在設計過程中，要充分注意室內消防管網之間的有效連接，選擇安全可靠的環形管網材料。不僅在本設計中，還應考慮在消火栓和水壓處于最不利點的情況下，選擇使用小型增壓泵，以保證在發生緊急火災時，增壓泵能夠快速啟動。

3、高層建筑給排水及消防給水系統設計探討

3.1選擇使用優質供水管道材料

高層建筑樓層高、空間距離大、建筑重量大，導致供水管道不僅需要承受強大的靜水壓力，還需要承受較大的建筑樓層壓力。在選擇供水管道設備的材料時，必須充分考慮這些條件。材料不僅要有良好的耐腐蝕性，還要有很強的物理強度，以達到很高的抗壓強度。目前大部分的供水管都是塑料的。雖然質量輕，但它們的使用壽命和耐腐蝕性都很強，比金屬管更經濟有效。

3.2科學選擇供水方式

目前業界常用的高層建筑給水設計方法有很多，包括高位水箱、減壓隔斷、無水箱變頻泵等。不同的方法各有利弊，需要根據建筑的實際特點來選擇使用。其中高位水箱的供水方式需要泵房內的離心泵供水，在火災發生前高位水箱內要儲存一定量的水，以保證火災發生時能立即投入使用。這種方法的優點是簡單，成本低。但是由于水箱中水的流動性差，時間長了會產生污染，所以這種方法更適合經常使用消防設備的環境。減壓分區是指使用減壓設備進行減壓治療。水箱安裝在高層建筑的不同區域。水泵將水倒入高層建筑的主水箱，實現水從高層水箱流向低層水箱。管道風機安裝減壓閥，水通過減壓閥后流入不同區域的管道系統。該方法的優點是維護方便，性能可靠。變頻泵主要利用變頻器的自動化功能，在沒有水箱的情況下運行，變頻器通過控制電機的轉速來控制水量。這種方法最大的優點是節約水資源，但成本高，易受外界干擾。

3.3排水系統的科學設計

一般情況下，建筑物的排水系統主要用于排放生活污水、生產廢水、雨水等。目前常見的主排水系統是中水系統，可以處理工業廢水，實現排放和回用。但在高層建筑中，中水系統成本極高，水質難以保證。目前，業界更重視同層排水系統的使用。在高層建筑的某一樓層安裝居民共用的水封管件，既能保證操作維護的方便，又能為居民提供最好的供水。它還具有操作方便、使用時噪音污染小的優點。同層排水方式的使用，需要選擇密封性能好的管道材料，以保證整個系統排水順暢。在系統設計中，建議采用排水通風的設計方法。

結束語：

高層建筑在我國城市建設中得到了廣泛的應用，這也促進了我國相關建筑技術的不斷進步。特別是高層建筑的給排水和消防系統設計，必須逐步實現環保、智能化、多功能、人性化，滿足更多的功能要求和安全保障，才能進一步推動我國高層建筑工程行業的發展和進步。

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