高層建筑給排水消防設計關鍵技術研究

摘要：高層建筑給排水消防設計影響其用水安全，需要給予必要重視。以高層建筑給排水消防設計要求為切入點，在此基礎上分析其關鍵技術，就基本技術框架、感知技術系統設計等內容進行論述，以智能技術為中心設計能夠改善高層建筑給排水消防能力的作業系統，有效保證給排水系統安全。最后從共性角度出發，就高層建筑給排水消防設計技術進行簡單展望。

關鍵詞：高層建筑給排水系統消防設計智能技術

中圖分類號：TL35

ResearchonKeyTechnologiesfortheFireProtectionDesignofWaterSupplyandDrainageinHigh-RiseBuildings

KUANGTao

EnergyandEnvironmentalProtectionDepartmentofXinyuIronandSteelCo.，Ltd，Xinyu，JiangxiProvince，338001China

Abstract：Thefireprotectiondesignofwatersupplyanddrainageinhigh-risebuildingsaffectstheirwatersafetyandrequiresnecessaryattention.Startingfromtherequirementsofthefireprotectiondesignofwatersupplyanddrainageinhigh-risebuildings，thispaperanalyzesitskeytechnologiesanddiscussesthebasictechnicalframework，thedesignoftheperceptiontechnologysystemandotheraspects.Withintelligenttechnologyasthecenter，itdesignsanoperationalsystemthatcanimprovethefireprotectioncapabilityofwatersupplyanddrainageinhigh-risebuildings，soastoeffectivelyensurethesafetyofthewatersupplyanddrainagesystem.Finally，fromacommonperspective，itsimplyprospectsthetechnologyofthefireprotectiondesignofwatersupplyanddrainageinhigh-risebuildings.

KeyWords：High-risebuilding;Watersupplyanddrainagesystem;Fireprotectiondesign;Intelligenttechnology

給排水消防系統是以保證建筑用水安全性、穩定性為目標，設計的工作系統。高層建筑用水量較大，其給排水系統設計比較復雜，需要加強消防管控，這也對該系統設計的關鍵技術提出了較高要求[1]。從共性角度出發，需要在組織高層建筑給排水消防設計時，遵行國家、行業和地區出具的硬性標準，以此為基礎聯用信息技術、線下工作技術，確定高層建筑給排水消防設計的具體參數、關鍵工作模塊，確保其能夠發揮預期作用，控制消防隱患。就高層建筑給排水消防設計要求、關鍵技術等進行分析，具有一定的現實意義。

1高層建筑給排水消防設計要求

1.1全覆蓋

高層建筑給排水消防設計的基本要求為全覆蓋，全覆蓋是指給排水消防系統能夠覆蓋高層建筑各個區域，確保各區域出現消防問題時均能得到解決。同時也指該排水系統出現的各類問題，應能夠被消防系統感知和處理，以通過必要的早期干預避免隱患爆發、問題擴大。如排水系統管道裂縫、供水系統壓力不足、動力泵功能異常等[2]。

1.2靈敏性

高層建筑給排水消防設計也應保證靈敏性。靈敏性是指該系統應能夠以現代化的方式方法完成作業，以精準感知本建筑給排水系統出現的消防問題或有關隱患，及時加以處理、提醒人員進行干預[3]。如現代感應技術、智能分析技術、實時處理技術等，可以比較精準地感知該排水系統中的異常，包括漏水、短路以及其他常見問題等。

1.3可控性

可控性是高層建筑給排水消防設計的基本要求之一，是指消防設計應能夠滿足一般控制需要，可以通過系統自適應方式控制消防問題，也可以通過人工操作的方式消除安全隱患[4]。前者如感應消防設施，當給排水系統出現漏水、管道破裂等風險時，系統可以臨時關閉水閥，避免出現更嚴重的事故。后者如人工使用的常規消防斧、消防栓、人工閥門等，可根據消防工作實際需要，對給排水系統進行必要干預和管控。

51fe81ccf6c802d634a509c54006b8e6714eb61638dc64841ed56f48337583b52高層建筑給排水消防設計關鍵技術

2.1基本技術框架

從技術角度出發，高層建筑給排水消防設計可在保留一般工作模塊、功能模式的基礎上，引入信息技術作業系統，并獨立提供給排水消防方面的支持。該系統主要以傳感器、智能分析模塊、應急處理模塊、通信模塊、遠程控制模塊以及其他輔助模塊共同組成。

根據圖1所示的消防設計框架，來自高層建筑給排水系統的各類實時信息，通過傳感器進行收集，為保證系統“覆蓋性”要求，應在給排水系統不同區域、不同工作環節分別設置若干傳感器，并根據其工作需要選取接觸式、非接觸式傳感器類別。傳感器收集信息通過有線通信系統提供給智能終端，智能終端根據默認程序和數據庫信息，對給排水系統實時信息進行對照分析，評估是否存在消防方面的問題或隱患，對于已經出現、可能出現的問題，及時進行處理，并發出警報提示人員干預，無異常的情況下繼續進行上述工作。該框架不影響常規高層建筑給排水消防作業，但利用信息技術提供了靈敏性、可控性和穩定方面的服務，有利于提升系統工作質量。

2.2感知技術系統

按圖1所示模式，感知技術系統是其是否能夠發揮作用的關鍵，該系統的核心技術為智能技術，主要輔助技術為傳感器技術、數據庫技術、通信技術、決策樹技術等。作業原理為，對實時信息進行感知和對照，借助數據庫信息判斷其是否異常。為實現該技術，要求做好大數據分析、挖掘，形成高質量的原始信息和結構化信息，用以構建智能工作系統。以給排水系統中的濕度為例，濕度過高表明管道存在泄漏、滲水問題，可能導致建筑圍護結構、內部結構出現水蝕破壞，產生安全風險。默認高層建筑給排水系統的濕度參數標準值為I，實際工作中受到周邊環境、供水壓力、管道老化等因素影響，可能出現一定波動，形成一個帶有模糊線性特點的數集：

[Imin；I-2；I-1；I；I1；I2；Imax]（1）

數集（1）中：I為高層建筑給排水系統的濕度參數標準值；Imin、Imax分別代表該系統內濕度參數的最小允許值和最大允許值，理論值為0%、100%，實際工作中必然處于0%、100%之間，其他參數均為隨機參數。可通過大數據方法，對Imin、Imax數值進行具體收集，原始信息越豐富，所獲參數的準確性越高。如果高層建筑給排水系統濕度值低于Imin，表明系統出現給水能力不足或排水系統不佳隱患；反之，如果高層建筑給排水系統濕度值高于Imax，表明系統存在管道破裂、漏水隱患。借助大數據確定Imin、Imax的可靠參數值后，將其代入計算機中，通過數據庫轉移技術將參數匹配到高層建筑給排水系統智能模塊，同步在智能模塊引入決策樹技術，初步建立信息智能感知分析系統。

2.3技術參數分析

在感知技術系統建設的同時，也應關注高層建筑給排水消防設計的一般技術要求，通過技術參數分析、控制的方式，進一步改善系統工作能力，應對高層建筑給排水消防隱患。具體包括防滲漏控制、防火控制、防管道爆裂等。

以防火控制為例，高層建筑給排水消防設計需要關注消防水池設計、用水量分析、管道管控等技術細節。通常室外部分應保證能夠快速控制高層建筑給排水系統出現的各類災害、問題，包括電力火災在內，原則上用于滅火的設施應能夠單次提供至少150m3滅火用水，其流量參數應在15～20L/s左右?？紤]到高層建筑給排水系統可能出現隱蔽的電力火災、蔓延到變電設施區域、居民家中，還應設計便捷易用的消防栓、消防滅火器，一般兩具消防栓的距離不應超過150m，保護半徑也應達到此水平。所有消防設施應保證具有一定防火能力，采用金屬類管材進行供水，各閥門的工作壓力應在1.6MPa或以上。高層建筑給排水系統的防滲參數等也按照明確標準進行設計，確保其能夠應對各類常見消防隱患。

2.4模擬與調整

初步完成高層建筑給排水消防設計后，還應根據重點技術的應用特點、場景等，進行必要模擬，以了解相關設計是否滿足國家、行業規定，是否滿足建設方要求，是否能夠有效應對各類消防問題。目前一般可以采用BIM模擬法，首先對高層建筑給排水消防工作需要、常見問題進行分析，采集建筑基礎信息，完成上述信息采集后代入BIM軟件中，形成一個原始模型，利用動態、靜態模擬技術進行分析[5]。

靜態模擬方式比較簡單，根據早期收集所獲的一般參數，代入技術設計參數，評估后者是否滿足高層建筑給排水消防的靜態要求，根據評估結果進行后續調整（如有必要）。動態模擬的作用更突出，在建立模型后，動態模擬大量給排水、系統長時間使用等情況下，現有設計是否仍可以滿足高層建筑給排水消防要求，根據評估結果進行后續調整（如有必要）。BIM模擬的特點在于比較強的時間跨越性，可以根據高層建筑的設計使用年限、給排水系統設計年限等進行模擬研究，為高層建筑給排水消防設計提供更多技術層面的支持。

3高層建筑給排水消防設計技術展望

3.1通用化和個性化兼顧

未來高層建筑給排水消防設計技術應進一步尋求優化，根據不同建筑的個性特點以及高層建筑的共性需要，出具更完善、內容更豐富的技術方案，提供高質量的設計支持。例如：部分地區高層建筑用水量較大，需要向商戶和居民同步提供供水和排水服務，其出現給排水系統消防隱患的問題也更突出；部分地區停止了商民兩用建筑審批，當地進行高層建筑給排水消防設計時，主要考慮居民用水可能存在的威脅。實際工作中應兼顧共性、個性要求，對不同高層建筑給排水消防系統進行設計研究，提供具有實用價值的技術方案和設計建議。

3.2遠程處理技術

高層建筑給排水消防設計關注處理的消防問題，也重視對隱患的排查和預處理，這要求未來的高層建筑給排水消防設計引入遠程處理技術。遠程處理技術主要借助一鍵管控、智能控制、遠程執行等技術的聯用，如給排水系統出現管道爆裂隱患，系統內供水壓力、排水壓力越大，其爆裂風險越突出，可在發現此類隱患時，遠程一鍵管控給排水系統，降低系統最大作業參數，下調泵站的輸水壓力水平作為應急措施，或直接遠程關閉各類給排水閥門，直到管道問題得到處理，減少高層建筑給排水消防問題的發生率和破壞性。

3.3可視化技術

可視化技術并非高層建筑給排水消防設計的核心技術，但該技術的運用有助于提升系統控制水平，便于工作人員了解高層建筑內給排水系統工作情況，評估消防隱患和問題的處理進度。如已經出現的給排水系統滲漏問題，在對其進行處理的過程中，借助可視化技術可跟蹤其進度，遠程與現場工作人員進行交流和溝通，及時提供意見。也便于利用信息技術提升對異常、隱患的分析定位能力。

4結語

綜上所述，高層建筑給排水消防設計影響建筑使用安全，也關聯到給排水系統控制，應做好技術研究、應用。從要求上看，高層建筑給排水消防設計要求保證覆蓋效應、可控性、靈敏性和作業穩定性，其關鍵技術包括傳感器技術、智能技術、通信技術等，要求做好參數分析和模擬調整。未來隨著高層建筑給排水消防要求提升，更多現代化技術會應用于該系統設計，包括遠程處理技術、可視化技術等，尋求技術通用化和個性化的兼顧，有效保證高層建筑給排水系統安全。

參考文獻

[1] 陳秋濤.建筑消防給排水工程中室內無吊頂噴頭位置設計研究[J].四川建材，2023，49（12）：232-234.

[2] 聶小平.高層建筑給排水消防設計的價值意義及關鍵技術[J].石材，2023（11）：98-100.

[3] 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（5）：37-39.

[4] 朱元飛.基于BIM的建筑給排水設計施工優化及二次開發[D].南昌：南昌大學，2023.

[5] 李玉成.基于BIM技術的建筑給排水參數化建模及二次開發應用研究[D].合肥：安徽建筑大學，2021.