探析高层建筑消防给排水设计中的若干问题

刘 伟

(西安市公安消防支队新城区大队，陕西 西安 710003)

探析高层建筑消防给排水设计中的若干问题

刘 伟

(西安市公安消防支队新城区大队，陕西 西安 710003)

介绍了高层公共建筑及住宅建筑的定义，阐述了高层建筑消防给水排水系统的组成要素，着重对高层建筑消防用水的给排水系统设计方法进行了分析探讨，并归纳了高层给排水工程建设的特点，为类似工程的设计提供参考。

高层建筑，消防，给排水，设计

0 引言

随着城市人口生活水平的不断提高，越来越多的人们住进了高层建筑。而建筑业也不断地向层次更多、标准更高的方面努力发展。虽然，设计的高层建筑都很美观漂亮，但是，如果没有好的消防给排水的设计，还是会影响设计和施工，给人民的日常生活带来麻烦。因此，建筑业对于高层建筑的消防设计、给排水设计的施工和维护都进行了更高标准的要求，不断地进行完善。

1 高层建筑的定义及分类

1)高层公共建筑及住宅建筑的定义。

根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定，高层民用建筑的高度范围为24 m～100 m，跨度比较大。从使用功能来说，有的是普通的办公楼，有的是国家四星级、五星级高级宾馆。因此，同样规模的高层民用建筑，其要求不一样。为了便于针对不同建筑物在耐火等级、防火间距、防火分区、安全疏散、消防给水、防烟排烟、电气防火等方面分别提出不同的要求，以达到既保障各类高层建筑的消防安全，又能节约投资的目的，因此很有必要对高层民用建筑进行分类。

2)一类、二类高层建筑的区别。

第一类高层建筑：9层～16层(高度到50 m)；第二类高层建筑：17层～25层(高度到75 m)；第三类高层建筑：26层～40层(最高到100 m)；超高层建筑：40层以上(高度100 m以上)。在我国，按照《高层民用建筑设计防火规范》的规定，建筑总高度超过24 m的非单层民用建筑和10层及10层以上的住宅建筑(包括底层设置商业服务网点的住宅楼)称为高层建筑。根据高层建筑使用性质，火灾危险性，疏散和扑救难度进行分类。小高层是指楼层在8层～11层间，配备电梯的住宅。在建设部有关规定中，没有小高层这个概念。小高层有以下特点：小高层通过电梯的配置，使原有意义的多层住宅具有了高层的优点。 《民用建筑设计通则》根据楼房的层数、高度不同分：1层～3层称低层、4层～6层为多层、7层～9层为中高层、10层及以上为高层、建筑高度大于100 m为超高层。

3)高层建筑消防给排水系统组成要素概述。

高层建筑的消防给水系统由消火栓系统与喷淋系统两大部分组成。消火栓系统由消防水池、高位消防水池、消防泵、稳压系统、管道系统、消火栓等组成。喷淋系统由消防水池、高位消防水池(与消火栓系统合用)、消防泵、稳压系统、报警阀组、压力开关、水力警铃、信号阀、水流指示器、管道系统、喷淋头、末端试水装置、压力流量控制部分等组成。

根据《高层建筑设计的防火规范》的第7.3.6条文规定，“高层建筑室外消防栓的数量可以按照规范中的第7.2.2条文进行计算和确定。每个消防栓经过计算的水量都应在10 L/s～15 L/s。但是，在工程建筑设计规范的条文规定中，有人认为：室外消防栓的数量是保证建筑物失火时，可以有足够的水量，其中这包括两个部分：室内和室外。然而，根据条文规定的解释，我认为有些超过了，因为室外的消防栓是失火时，室外的消防用水的取水口，应该按照室外的情况和区域来理解和考虑。如果室外的管道区域的水流量一旦被确定，就算在高层建筑中设置再多的消防栓，总的管道区域的水流量也是一定的。如果在对高层建筑进行室内消防用水的设计时，把室内的消防用水存到室外的消防水池，这时一般的水量计算方法就按照室外消防用水量来确定。因此，对消防用水量的计算就应该按照室内外总的用水量来计算，并且，在高层建筑设计防火规范条例7.4.5.3的条文中规定，消防的水泵要设计在室外，方便消防车进行使用的地点。并且它与室外的消防水池、消防栓的距离最好在15 m～45 m之间，根据它规定的设计距离，我们也能知道水泵的接合器一定是安排在室外的。因此，在布置消防栓的接合器时，一定要考虑它们之间的集中性，以便计算室外设计消防栓的数量。一旦在设计中出现的室内消防系统过多时，就要多接一些水泵接合器，并进行分散布置，如有需要就额外的加一些室外的消防栓。

2 消防给排水的系统设计

对于高层建筑消防用水的给排水系统的设计形式和选择，一定要保证系统的安全性和可靠性，并且我们所选择的供水形式也要经济合理。

2.1 给排水设计的分类

首先，我们可以将它分成服务范围的：可以有独立的给水系统和区域内集中的给水设计两个部分。在这两个方面，最常用的就是区域内集中的给水方式，就是在临近的一些高层建筑中，它们共用一个消防用的水池，但这种方法的推广性做得不好。主要的原因就是各个楼房的开发商不能好好地进行协调，有关部门牵头牵线不到位，不能解决管理和使用的费用问题。其次，可以按照高度来分类，也就是分区水和不分区水。一般的消防栓的栓口的压力都不大于0.08 MPa，这时所采用的给水方式是不分区的。消防栓的栓口压力都是大于0.08 MPa时，采用的给水方式也就变成分区式的，这种分区的给水又可分为串联给水和减压阀给水两种方式。

2.2 消防的串联、并联给水设计

高层建筑的特点有楼层高、避难层多，所以，一般它们均采用串联的给水系统。而在我国当前楼层高400 m以上的，采用的消防给水形式都是串联给水设计。但是，因为它减少了竖向的立管，消防泵的压力和管件的压力就都减少了，从而增加了它的可靠性。并且，分区的消防给水运用这种方法都可以达到互不干扰的模式，但是，它的维护和管理还是比较困难的，造价也是比较高的。

使用串联的给水方法，消防水泵的压力会相近，这种设计就不需要高压泵和高压管了。但是，它的水泵连接还是比较分散的，同样的，维护和管理也比较困难，造价也比较高。

减压阀的供水方式：这套给水的方式造价低，操作简单，管理上也比较方便，可以说它是可以保证经济，又安全可靠的。在高层的建筑中，为了防止出现串联问题，系统的减压阀和水泵不出现出水阀失效的问题，就要调节减压阀。并为它设定一个阀后的压力，使它保证恒定，并且，它只需要一套水泵、一套水泵的接合器、一座大水箱和一套电器的相应设备，这就使得造价大大的降低了。

2.3 高层建筑的消防排水设计

如果要按照压力制来分划的话，高层建筑的消防给水可分为高压制和临时高压制两种，并且它是分反串联和并联的。由压力式和重力式两种设备组成，将这些系统进行组合，有十多种形式，我国现在的高层就运用这种方法。

1)高压制和临时高压制。

由于消防车的供用是有限的，而消防建筑对高层建筑来说又比较重要，所以，为了楼层的安全性和可靠性给高层建筑提供自救的消防给排水系统也是必须的。所以，就分有高压制和临时高压制两种方法。其中，高压制的消防系统在遇到火灾时，是不用水泵进行给水的，它的工作状态是处于重力状态下，安全可靠。而临时的高压系统往往是受建筑物限制的，它常用于一些机房和少量的工房里，它的布局一定要有安全性，从各个方面有效地保护人员活动密集的场所。临时高压消防给水系统是指在给水管道内平时水压不高，其水压和流量不能满足最不利点的灭火需要，在水泵站(房)内设有消防水泵，当接到火警时，启动消防水泵使管网内的压力达到高压给水系统水压要求的给水系统。采用屋顶消防水池、消防水泵和稳压设施等组成的给水系统以及气压给水装置，采用变频调速水泵恒压供水的生活(生产)和消防合用给水系统均为临时高压消防给水系统。

2)水箱和水泵。

高层的设计中，水箱和水泵也是设计的重点，对于高层的重力系统而言，消防所用的水都放在高压水箱里，为消防工作提供足够的建筑用水。从而，使得水泵在水灾来临时能及时的派上用场，使高层消防安全可靠。从现行的规范及所见到的资料里都没有明确消防水箱中的消防储水量是一个18 m3还是两个18 m3。即一般的将GB 50045-95中的18 m3理解为消火栓系统室内10 min消防用水(故近日有将高位水箱中之10 min消防储水量定为24 m3，因室内消火栓用水量为40 L/s)；将GBJ 84-85中的18 m3理解为自动喷水灭火系统10 min消防储量(与原GBJ 45-82第6.2.3建筑物内自动喷水灭火设备的用水量，按30 L/s计算巧合)。因此设计消防栓与自动喷水灭火系统同时存在时出现高位水箱中的消防储量为36 m3。

3 高层给排水工程建筑的特点

3.1 工程建筑的特点

高层建筑的占地面积大，层数多，有地下层和设备层。因此，在对高层建筑物进行施工建设时，排水的设计和预埋工作都是要特别重视的，如果这一工作有所忽略，就会造成排水系统的预埋、预留地点不准确或出现漏埋、漏留的现象。

3.2 高层建筑排水重点部位特点

标准层的特点：因为转换层的标准是首层建筑的结构复杂，有密集的梁柱，管道的埋设比较困难。留线也要有一致的位置，同时施工的质量影响着建筑在使用上的美观问题。在建筑的工程中，给排水的过程是非常重要的。所以，它一定要有一个合理的方案，从而保证施工的质量安全，及时的完成建筑的工作量。在建筑物给排水的过程中，它的难点就在于施工条件的差异，从而去制定符合其条件的方案。再根据工程的实际情况，进行方案的调整，避免引起不必要的冲突。

高层建筑其他问题的考虑：对于高层建筑而言，给排水的水锤问题也是需要重点考虑的。在高层建筑物中，水泵的扬程一般都较高，所以气压罐稳压泵、泄压阀的选择和设置都会对水锤产生影响，从而造成泵关闭不严等情况。试验排水在高层的建筑中，消防的报警阀一般都是分层设置的，所以，要做报警阀的排水试验，从而了解它的使用和安全性。

4 结语

对于高层建筑的给排水是需要建筑人员多加注意的，工程设计人员要本着安全、经济的原则，在实践中力求创新，不断的设计出更加有效的消防给排水系统，从事设计工作的人员更应该为此做出努力，借鉴国外逐步发展、研究、实践的经验，进行符合我国老百姓的居住环境的设计。按服务范围分：有独立的消防给水系统和区域集中的消防给水系统，并建议尽量采用区域集中的消防给水系统，使之得到推广，保证设计安全性的同时提高居民的满意度。

[1] 李景文.浅谈如何合理设置高层民用建筑消防给排水设施[J].学理论，2010(9)：31-33.

[2] 木 易.专项治理高层民用建筑消防安全[N].宜兴日报，2011-04-03.

[3] 程 林，李贤君.西双版纳高层民用建筑专项治理取得成效[N].中华建筑报，2011-01-02.

[4] 葛利明，叶伟军，董军波.高层民用建筑消防设计常见问题解析[N].建筑时报，2011-05-01.

[5] 焦 翔.高层民用建筑火灾监控新规即将出台[N].中国建设报，2009-02-01.

On some issues of fire-fighting water supply and drainage design in high-rise buildings

LIU Wei

(New City District Brigade, Xi’an Public Fire-Fighting Unit, Xi’an 710003, China)

The paper introduces the definitions of high-rise public buildings and residential buildings, illustrates the components of the fire-fighting water supply and drainage in high-rise buildings, analyzes and sums up the design methods for the water-supply system of high-rise buildings, and summarizes the features of water-supply and drainage construction at high-rise buildings, so as to provide some reference for similar projects.

high-rise building, fire-fighting, water-supply and drainage, design

1009-6825(2014)31-0147-02

2014-08-20

刘 伟(1980- )，男，助理工程师

TU972

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