高層建筑給排水消防設計關鍵技術分析

劉智巖 王婷涵

水作為生命源泉，與人們日常生活以及各個行業的發展密不可分，尤其是建筑消防用水對水資源的穩定供應要求較高。城市化促進了大量高層建筑涌現，其消防安全事故發生概率較普通建筑進一步增加，嚴重威脅住戶的生命財產安全。在此背景下，需要在高層建筑設計施工中提高對給排水消防設計的認知和重視，并選擇合理有效的技術來提升給排水消防系統的可靠性和穩定性。

但在實際投入使用過程中，若未能科學設計給排水消防系統，不僅會影響高層建筑各項功能的正常使用，還會威脅居民的人身安全。因此，建筑企業需要高度重視給排水消防設計，選擇合理、可靠的技術，提升給排水消防的設計質量，提供一個舒適安全的居住環境。

1 高層建筑給排水消防設計的重要性

高層建筑給排水消防設計是一項專業性較強的工作，直接關乎高層建筑物整體的使用安全。由于高層建筑的垂直高度大，一旦失火則后續救援難度較大，設計中通常選擇自救方式，便于快速疏散高層住戶，也可以快速撲滅火災。高層建筑的靜水壓力較大，如果建筑內部不采用分區供水，則會導致供水壓力過高進而造成管道破裂，影響整個給水系統的穩定運行。

鑒于此，為了保證給排水消防系統穩定、安全，應合理化設計供水豎向分區?？紤]到建筑內部電氣設備分布范圍較廣，一旦失火便會快速蔓延，故需要合理設置消防用水，滿足滅火需求的同時規避干擾。另外，高層建筑單位面積人口遠比多層建筑要多，給排水量也較大，但同一時間給排水量過大也會增加系統運行負擔，若管道堵塞則會影響火災救援工作的順利進行，因此做好高層建筑給排水消防設計至關重要[1]。

2 高層建筑給排水消防設計的要求

2.1 給排水消防設備設計

給排水設備設計作為給排水消防設計中的一項重要內容，在設計過程中要做好給排水管道的承壓設計，盡可能以光滑管道為主，避免污垢沉積，并選擇導熱系數較小、抗腐蝕性較強的材質，延長設備使用壽命[2]。同時，給排水管道布置過程中要全面考慮高層建筑的整體建設布局，確保各個給排水設備布設不會影響建筑結構的穩定性，并滿足建筑給排水需求。

2.2 給水系統消防設計

高層建筑給水系統設計極為重要，設計時不僅要充分滿足居民生活用水要求，還必須符合高層建筑消防設計要求[3]。由于高層建筑樓層較高，若出現火災事故，則將大大增加消防救援難度，因此在設計過程中應主要圍繞居民自救方面優化設計[4]。另外，還需要結合高層建筑具體情況，合理布設各種滅火工具，以此來提高建筑安全性。

2.3 排水系統消防設計

設計消防排水系統時要注意以下3點：（1）處理建筑內部火災時，待火勢徹底撲滅后要利用快速排水系統盡快排出滅火水源，以避免損壞高層建筑的主體結構；（2）設計排水系統期間還要融入雨水管道設計，并要求加強排水泵安全保護設計，防止電機短路影響排水系統運行 ；（3）對于高層建筑消防重點區域，要求設計專用排水管道并分區設計消防區域，防止排水過程中相互影響，降低排水效率[5]。

3 高層建筑給排水消防設計存在的問題

3.1 消防設計審查重視度不足

高層建筑設計過程中應提高對給排水消防設計方面的重視程度，確保給排水與消防系統融為一體，從而有效提高高層建筑的消防性能。在實際設計階段，科學細化排水系統與消防安全系統，不僅可以實現分離化設計，還可以整合給排水消防系統[6]。例如，給排水消防系統設計完成后需及時進行消防審查工作并將各個審查結果內容添加至設計方案。但是在實際工作過程中，很多企業并未重視該工作，導致高層建筑設施遺留很多安全隱患，這些均可能嚴重影響建筑的投入使用。

3.2 消防給水管網設計不合理

消防給水管網設計不合理會導致給排水消防系統滲漏、輸水錯誤等問題，進而影響消防給水系統運行，因此必須保證其布置合理性并定期開展實驗檢測，若檢測不合格則禁止投入使用。另外，還要防止發生偷工減料的情況[7]。但是，由于高層建筑企業過于重視利益而未能科學設計消防給水管網，最終可能給高層建筑給排水帶來不利影響。

需要注意的是，高層建筑消防給水管道設計需要經過多方計算確定相應參數，但有些參數是設計人員依據自身經驗確定，與實際情況存在一定偏差，這將為后續消防給水管網的運行埋下安全隱患。另外，部分高層建筑中消火栓系統的減壓閥設計也存在問題，主要是減壓閥型號選擇方面的偏差。為了避免消防給水系統過于復雜，在設計階段通常采取分區設置減壓型消火栓的方式，如果型號選擇不符合要求，那么也會在不同程度上威脅后續給排水消防系統的正常運行。

3.3 自動噴水滅火系統設計不足

消防系統設計期間，自動噴水滅火設計極為重要，因此在高層建筑消防設計工作中，要重視自動噴水滅火系統與感應裝置設計，以達到消防自動滅火的目的。目前，常用的自動噴水滅火系統可分有吊頂滅火系統與無吊頂滅火系統，因此需要開展分類式設計安排。若火災發生時火源點距離噴水口位置較遠，難以發揮滅火功效，且如果自動噴水口未感應到火勢，也無法起到滅火效果，因此在自動噴水系統設計時需要加強研究，以便設計出更加合理的滅火系統[8]。

3.4 給水系統常見問題

我國水資源短缺，市政給水系統中水資源不足的問題一直存在，導致高層建筑給水系統供水不穩定。如果間歇性供水情況時常出現，那么就可能是水系統中水資源不足造成的，嚴重影響了城市居民的生活質量及工業與企業的生產工作。市政給水系統水資源不足的原因有很多，有可能是地理原因造成的供水不足，也有可能是給水系統存在問題造成壓力不足，導致無法收集足量的水資源。因此，為了保證高層建筑給排水消防系統正常運行，且實現水資源的合理利用，必須要加強給排水消防系統設計[9]。另外，給排水工程主要可以分成給水設計和排水設計，若排水設計特別是排水管道設計不滿足相關規定，一旦發生故障不但會影響居民生活質量，還會間接導致水污染的情況發生。

4 高層建筑給排水消防設計關鍵技術

4.1 消防水泵房設計

消防水泵房作為消防用水儲備的一個重要途徑，通常涉及消防水池設計。由于高層建筑的特殊性，發生火情后往往需要較大用水量，為了避免出現消防系統給水不足造成無法及時滅火的情況，科學設計消防水池的意義重大，能夠為消防滅火提供充足的水源[10]。因此，需要科學計算出高層建筑消防用水量，并結合計算結果設計消防水泵房，確?？梢詽M足火情發生初期的消防用水需求。

在消防水泵房設計過程中，需要注意以下4 點。第一，注意消防水泵的選擇。確保水泵系統正常運行的基礎上首選小功率水泵，保證供水需求的同時達到節約能源的目的。第二，注意導流墻設置。在消防水池吸水槽中要合理設計導流墻，避免吸水槽出現死角。第三，注意消防泵面積。如果消防泵面積相對較小，那么在布局時應做好電氣方面的協調，預留控制箱擺放位置且滿足電氣專業要求，并避免和報警閥、消防泵發生沖突。第四，注意水泵運行效率設計。工作人員必須結合水泵運行效率合理調節水泵速度，同時還需要進行防超壓設計，保證水泵可以穩定運行[11]。

4.2 配水管設置合理設計

高層建筑施工過程中，為了追求建筑的美觀性，通常采用隱蔽管道或者建筑梁等方式，因此可能會出現管道集中的現象，導致配水管設計難度增加。根據現階段高層建筑的特點，在設計配水管時需要確保各個噴頭位置不同，同時若想提高配水管設計的合理性，則要在管線布置設計工作中全面考慮電力與暖通等管線情況[12]。另外，為了保證能夠充分發揮高層建筑配水管的作用，必須加強有關方面的設計，結合國家規范標準正確計算管道水力并合理協調進水口與出水口的壓力，以提高消防效果。

4.3 高層建筑給排水消防材質設計

在進行高層建筑給排水消防設計時，需要重點設計工程施工材質，保證可以有效發揮排水管網的作用，對此需要注意以下幾點。

設計時必須保證混凝土管道的質量。目前，高層建筑工程大多選用預應力混凝土管道，實際施工建設中為了符合排水的客觀需要，混凝土管道直徑通常要超過200 mm，設計期間還要充分考慮混凝土管道的性能、價格，并在主干道設計中合理運用混凝土管道，以充分發揮混凝土的優勢。

第二，設計高層建筑結構材料時多選取聚乙烯管材。通常情況下，聚乙烯管材主要可以分成高密度、低密度與中密度3 類，屬于高分子材料，具有柔性好、延展性優良及抗沖擊性強的特點，將其用在建筑建設中可以更好地滿足城市給排水需要。另外，聚乙烯管材具有較高的結構穩定性與抗腐蝕性，這些都能為高層建筑施工建設提供幫助。

第三，設計時可以合理選擇鋁塑復合管。鋁塑復合管屬于一種新型材料，抗腐蝕性較強且具有可加工性，可用于個別特殊給排水設計部位。此外，實際設計期間還要重視各管道的功能，如孔網鋼帶塑料復合管不但具有聚乙烯的結構特點還兼具鋼結構的優點，因此在強度與功能上具有明顯的優勢。

4.4 自動噴水滅火系統設計

自動滅火系統應嚴格按照國家建筑標準進行設計。噴淋頭結構設計需要考慮高層建筑高度與給水管損失情況，合理調整入水壓力，設計完成后需檢查噴淋效果，保證設計合理。同時，高層建筑需要根據吊頂情況選擇噴淋頭，對于無吊頂建筑選擇直立狀噴淋頭。此外，設計者也要考慮高層建筑中電力設備和暖氣管道的安全設置，噴頭設置要遠離這些設備。而且警鈴不能設置在樓道里，以免影響鈴聲的傳播效果，報警閥應連接管道且管道長度為20 m 以上。

4.5 給排水污水管網設計

設計給排水系統污水管網時應考慮實際排放需求，合理設置管網。在分析單體出戶管標高和下水道預埋深度對設計的影響后，設計人員還需要考慮下游支管的接入問題。根據國家有關規定，設計人員在設計污水管網時可令下水道與道路、建筑物平行。同時，在設計管網系統基礎要素時還應關注設計流速、最小管徑等問題。

4.6 生活用水管網設計

高層建筑生活用水管網設計中水量與水壓的設計要求較高，樓層較高且生活用水需求較大的居民可能會存在斷水問題。因此，可以采用分層加壓供水方式確保水能夠正常輸送到較高的位置，但還是難以滿足低樓層住戶的用水需求，故該給排水設計僅適用于地勢高或者建筑樓層高的住戶。因此，可以根據各個樓層的需求進行給排水設計，充分利用不同的揚程水泵，在保障生活用水供水穩定性的基礎上有效減少管網中的損耗問題，這樣既可以提升生活用水管網的供水效率，還可以強化供水系統的節能效果。

5 結語

隨著城市建設規模的不斷擴大，對建筑給排水消防設計的要求也越來越高。當前的高層建筑給排水消防設計過程中，給水系統與自動滅火系統等方面仍存在一些問題，因此必須及時分析設計問題并明確設計要點，以滿足城市居民的生活用水需求，大力推動城市化建設發展，為社會經濟發展提供動力。