高層建筑給排水消防設計關鍵技術研究

作者簡介：

王偉和（1991- ），男，漢族，甘肅武威人，本科，中級工程師，研究方向：房建施工。

摘要：

隨著城市化進程的加快，高層建筑如雨后春筍般在世界各地拔地而起，它們不僅是現代都市的標志性建筑，更是城市發展的重要里程碑。然而，高層建筑在給人們帶來便捷和舒適的同時，也因其特殊的建筑結構和高度，給消防安全帶來了極大的挑戰，特別是在給排水消防設計方面，其關鍵技術研究和應用顯得尤為重要。基于此，本文旨在深入探討高層建筑給排水消防設計的關鍵技術，以期為提升高層建筑的消防安全水平提供理論支持和實踐指導。

關鍵詞：高層建筑；給排水消防設計；關鍵技術

引言

高層建筑由于其垂直高度高、人員密集、功能復雜等特點，一旦發生火災，撲救難度大，人員傷亡和財產損失的風險也相應增加，所以科學合理的給排水消防設計是確保高層建筑安全的重要保障。給排水消防設計不僅涉及消防水源選取、水泵配置、管道布局，還包括噴水滅火系統等多個方面，這些設計環節的關鍵技術研究和應用，直接關系到高層建筑消防安全的有效性。因此，研究高層建筑給排水消防設計關鍵技術顯得尤為重要。

一、高層建筑給排水消防設計存在的問題

（一）消防設計審查重視度不足

在追求建筑外觀獨特、內部空間利用率最大化以及施工周期縮短等多重目標的同時，部分項目在規劃設計階段對消防給排水設施的嚴謹性、科學性和合規性審核往往未能給予足夠重視。這主要體現在以下幾個方面：第一，一些項目在初步設計階段，過于側重于建筑功能和經濟效益的考量，而忽視了消防給排水系統的全面規劃和合理布局。例如，消防水池容量的計算可能并未嚴格按照相關規范執行或者消防水泵房的位置選擇未能充分考慮緊急情況下消防設備的快速響應需求，這些都可能直接影響到火災發生時消防水源的有效供給。第二，設計單位和施工單位在圖紙會審及施工過程中，對于消防給排水設計方案的技術審查和質量把關不夠嚴格，可能導致設計細節存在疏漏，如消防管網壓力設定不合理、噴淋系統布置不符合標準要求等問題。這些問題在日常運營階段可能難以察覺，但在關鍵時刻卻可能嚴重影響消防救援效果。第三，第三方評審機構在對高層建筑設計方案進行審批時，也可能出現對消防給排水設計內容審查力度不夠的現象，缺乏專業、深入的技術審查，使部分設計缺陷未能得到及時糾正，埋下了安全隱患。

（二）消防管網布局不合理

第一，消防管網布局不合理可能會表現為管徑選擇不當，即未按照建筑物的使用性質、層數、建筑面積等因素綜合確定消防管道的直徑，導致實際供水能力無法滿足火災撲救需求。過小的管徑不僅影響供水效率，更可能在大流量、長時間的滅火作業中造成水壓下降，甚至出現斷流情況，嚴重阻礙滅火進程。第二，消防管網布置問題頻發。理想的消防管網應采取環狀或枝狀加連通管的方式，以確保任一處發生火災時，其他部位的水源仍可源源不斷支援。在實際操作中，有時因為建筑結構復雜、施工難度大、成本控制等原因，消防管網設計可能存在“死胡同”或分支過多過少的情況，一旦關鍵位置的管道受損，可能切斷整棟建筑的消防水源，極大降低了消防系統的可靠性和安全性。第三，消防管網與生活給水系統混接或隔離措施不到位也是一個不容忽視的問題。在這種狀況下，一旦發生火災，可能會由于誤操作或管網壓力波動，使生活用水與消防用水互相干擾，影響正常的生活服務和消防滅火效果[1]。

（三）消防設施選型與配置不當

第一，消防設施選型方面存在問題。不同類型的高層建筑因其使用功能、樓層高度、建筑規模等特點差異較大，對應的消防設施需求也不盡相同。然而，在實際設計中，部分項目未充分考慮這些因素，選用的消防設施型號規格并不完全符合實際需求。例如，自動噴水滅火系統的噴頭類型和動作溫度可能未針對建筑內部的具體環境條件進行精確匹配；消防水泵揚程和流量可能沒有根據建筑高度和所需保護面積準確計算，進而導致滅火效能降低，延誤最佳撲救時機。第二，消防設施配置問題突出。合理的消防設施配置應做到全覆蓋、無死角，確保任何可能的火源點都能得到有效防護，但在某些高層建筑中，消防設施配置可能存在盲區，如消防栓設置數量不足、位置不合理或者氣體滅火系統覆蓋范圍未涵蓋重要設備機房等關鍵區域。同時，消防器材配備可能不足，如滅火器數量和種類不能滿足各類火源撲救需求或消防報警及聯動控制系統未達到應有的智能化水平。第三，消防設施維護保養與更新換代機制缺失。消防設施在安裝后并非一勞永逸，需定期檢測、維護和更新，若未建立完善的后期管理機制，即使初期選型配置合理，也可能隨著時間推移，因設施老化、損壞而導致整體消防效能下降[2]。

二、高層建筑給排水消防設計關鍵技術分析

（一）消防水泵房設計

在高層建筑中，消防水泵房設計不僅要滿足基本的消防給水需求，還要考慮其特殊的空間位置、設備配置、運行安全以及與其他建筑系統的協同配合等方面，從而確保在火災發生時，消防水泵能迅速啟動，提供充足的消防用水。首先，消防水泵房的選址極為關鍵。應遵循便于操作、維護和管理的原則，盡可能靠近消防水源，減少供水距離，降低水頭損失，同時也要考慮到噪音、振動等因素對周邊環境的影響。在地下層或獨立的設備用房設置消防水泵房較為常見，這樣既可以節省地面以上寶貴的空間資源，又利于保持良好的隔音、減振效果。其次，消防水泵房內設備選型與配置應嚴謹細致。消防水泵的性能參數應根據建筑的消防設計流量和壓力要求精心計算確定，通常采用一用一備或多用一備的方式，確保在主泵發生故障時，備用泵能立即投入運行。同時，要配備先進的控制系統，包括液位監測、壓力傳感、自動啟停等功能，實現消防水泵的智能化管理[3]。再次，注重消防水泵房的電氣系統設計。應設置專用的消防電源線路，并配備應急備用電源，確保在市電中斷的情況下，消防水泵仍能正常運轉，并且還需考慮防潮、防水、防火等措施，確保電氣設備在惡劣環境下的穩定運行。最后，消防水泵房的通風、排水和檢修通道同樣需要合理設計。確保房間內部具備良好的通風散熱條件，防止設備過熱；設立有效的排水設施，防止滲漏水引發設備短路或其他安全事故；預留足夠的檢修空間和通道，方便日后設備維護與更換。

（二）自動噴水滅火系統設計

自動噴水滅火系統的合理、高效運作對于抑制和撲滅初期火災具有重要意義。在設計過程中，需要兼顧系統選擇、布置、調試與維護等多個環節，確保其在火災發生時能夠迅速、準確響應并實施滅火[4]。首先，自動噴水滅火系統的選型應基于建筑的使用功能、火災危險等級以及特定空間的特殊需求。濕式系統、干式系統、預作用系統以及雨淋系統等各有適用場合，設計師需綜合評估各種可能性，選取最適宜的噴水滅火系統類型。同時，噴頭分布和類型選擇亦需精準，確保覆蓋所有潛在火源區域，根據不同場所可能發生的火災類型選擇快速響應、標準響應或特殊應用噴頭。其次，注重自動噴水滅火系統的布置設計。除了要確保噴頭間距合理，能夠形成有效覆蓋外，還需結合建筑內部結構特點，合理布置管道走向，避免影響建筑正常使用和美觀，減少水力損失。同時，還需配置必要的報警閥組、水流指示器、壓力開關等元件，構建完整的感應與反饋系統，實現火災早期自動報警滅火啟動。再次，自動噴水滅火系統調試與維護是確保其在關鍵時刻發揮作用的重要保障。設計階段就需預留足夠的測試接口和檢修空間，以便系統安裝后調試驗證和日后定期檢查維修。同時，系統應接入建筑的消防聯動控制系統，實現火災自動報警與噴水滅火系統的無縫對接。最后，還需要關注自動噴水滅火系統的水質處理和防凍保暖措施。應合理設計排水裝置、保溫設施，保證系統在各種環境下均能可靠運行。

（三）消防給水管網系統設計

消防給水管網系統是高層建筑給排水消防設計的核心組成部分，其設計的合理性直接關系到火災時的滅火效率和建筑安全。在進行消防給水管網系統設計時，需要綜合考慮多個因素，確保系統的可靠性、穩定性和高效性。首先，消防給水管網布置應遵循科學合理的原則。常見的做法是采用環狀管網設計，確保任何一點發生火災時，均有兩條或以上的供水路徑，以防因某段管道破損造成的供水中斷。同時，管網布局需與建筑結構緊密結合，盡量避免穿越重要承重結構和人員密集區域，減少潛在的安全隱患。其次，注重管材和連接方式的選擇。消防給水管網所使用的管材應具有良好的耐高溫、耐腐蝕性能，以確保在火災時能夠維持較長時間的正常工作，常見的管材有不銹鋼管、鍍鋅鋼管等，它們都具有較好的耐火性和耐久性；在連接方式方面，應選擇可靠的連接方式，如焊接、法蘭連接等，以確保管網的密封性和穩定性。最后，消防給水管網的后期維護管理是確保系統長久有效運行的必要條件。在設計階段就要充分考慮管網的清洗、試壓、檢測、更換等維護需求，明確標識管道走向，留足檢修空間，制定詳實的操作規程和管理制度，以期在日常運維中及時發現問題，消除隱患，確保消防給水系統始終保持良好狀態，隨時準備應對可能出現的火災事故。

（四）高層建筑給排水消防材質設計

在高層建筑給排水消防設計中，材質選擇和設計不僅關系到消防系統的正常運行，還直接影響著建筑的安全性以及人們的生命財產安全。因此，給排水消防材質設計必須嚴謹、科學，確保在各種極端情況下都能保持穩定性和可靠性。

首先，對于消防管材的選擇，需要考慮到其耐高溫和耐腐蝕性能。在火災發生時，高溫是不可避免的，消防管材需要能夠承受高溫的考驗，不發生形變或破損，保證水流順暢。同時，由于消防系統中經常含有各種化學物質，如果管材不具備良好的耐腐蝕性，就容易導致管道損壞，進而影響消防系統的正常運行。其次，除了管材，閥門、接頭等配件的材質也同樣重要。這些配件在消防系統中起著連接、控制和調節水流的關鍵作用，它們的材質必須經得起長時間的使用和各種環境的考驗，確保在關鍵時刻能夠正常工作。因此，應選擇質量上乘、經過嚴格檢測的配件，以保證整個消防系統的穩定性和可靠性。此外，給排水消防材質設計還需要考慮到環保和可持續性。例如，可以選擇使用可再生材料或者低環境影響材料來制造消防管材和配件，以減少對環境的影響。

（五）智能消防監控與管理系統設計

智能消防監控與管理系統的核心目標在于通過信息化、自動化手段實現對消防設備狀態的實時監控、火災預警與快速響應，從而提升消防管理水平，確保建筑安全。首先，傳感器網絡部署與集成是智能消防監控的基礎。通過對建筑內各消防設施如煙感、溫感、火焰探測器、手動報警按鈕等進行精密布點，構建全面的火災探測網絡，確保在火災發生第一時間發出警報。同時，智能消防系統應與建筑的給排水系統深度集成，實時監測消防水池水位、消防泵運行狀態、管網壓力等關鍵數據，確保消防水源充足和有效輸送。其次，中央監控平臺設計與搭建是智能消防系統的核心。該平臺集成了大數據處理、云計算、人工智能等多種先進技術，能夠實時接收并解析來自各傳感器的數據信息，實現對火災風險的精準預測和快速定位。當火災發生時，平臺能夠迅速啟動應急預案，指令相關消防設備進入備戰狀態，并向管理人員發送報警信息，指導其進行現場處置或引導人員疏散。此外，智能聯動控制是提升消防效能的關鍵所在。系統應實現與消防給排水設備、疏散指示系統、電梯控制系統等的聯動，當火災報警觸發時，能自動啟動消防水泵、打開相應區域的消防噴淋系統，調整電梯運行模式，確保消防救援通道暢通無阻，最大程度上減少火災帶來的損失。

結語

綜上所述，高層建筑給排水消防設計是確保建筑安全的重要環節。本文通過對高層建筑給排水消防設計的關鍵技術進行深入研究，探討了消防水泵房設計、自動噴水滅火系統設計、消防給水管網系統設計、高層建筑給排水消防材質設計及智能消防監控與管理系統設計等方面的技術要點。這些關鍵技術的合理應用，將有效提升高層建筑的消防安全水平，保障人民群眾的生命財產安全。未來，應繼續深化這些關鍵技術的研究與應用，為高層建筑的安全保駕護航。

參考文獻

[1]

劉聰.探究高層建筑給排水消防設計關鍵技術[J].中國住宅設施，2023（05）：37-39.

[2]劉智巖，王婷涵.高層建筑給排水消防設計關鍵技術分析[J].中國建筑裝飾裝修，2022（17）：110-112.

[3]虞曉敏.淺談高層建筑給排水與消防設計技術[J].四川水泥，2022（06）：137-138+141.

[4]馬龍.高層建筑給排水消防設計的關鍵技術[J].中國建筑裝飾裝修，2022（05）：102-104.