浅谈高层建筑给排水和消防设计体会

李耀帮 王立波

摘要：

随着人民生活水平的提高和居住条件的不断改良，人们对于高层建筑中的给排水系统要求越来越高。尤其对于关乎他们生命安全的消防设计，要求给位细致。种种因素要求建筑设计人员对于高层建筑给排水系统中的消防设计，应该将建筑给排水系统中消防系统设计的更具人性，更具有安全性和方便性，还要容易操作。本文详细阐述了高层建筑给排水系统的设计方法，并探讨了高层建筑给排水中消防设计要点。

关键词：高层建筑；给排水；设计

中图分类号：TU97文献标识码： A

1 生活给水系统

生活给水，一般指卫生间盥洗，冲洗卫生器具，沐浴，洗衣，厨房洗涤，烹调用水和浇洒道路、广场，清扫，冲洗汽车及绿化等用水。生活用水的水质，应符合国家规定的饮用水水质标准。生活用水按水温，水质的不同又分为：

1.1 冷水系统

一般将直接用城市自来水或其他自备水源作为生活用水的给水系统时，叫作冷水系统。

1.2 饮水系统

当人们有喝生水的习惯,需要提高饮用水水质标准时,在旅馆的卫生间，厨房或高级公寓，高级住宅的厨房，常需设置单独的“饮用水”管道系统。其用水经过深度处理和再消毒后供应，以确保饮水卫生。经深度处理的饮用水成本较高，因此,为了降低成本和节约用水，可采用分质供水的办法，而独立设“饮用水”系统。饮用水系统又分为开水和冷饮水系统等。

2 辅助给水系统

高层建筑的用水设备很多，有些设备的用水因本身的特点，要求独立的给水系统，并区别于生活给水系统和消防给水系统。主要有以下几种：

2.1 循环冷却水系统

高层建筑空调制冷设备的冷却水用量很大，为节约用水，一般应采用冷却塔降低水温后循环使用。

2.2 软化水系统

洗衣房，锅炉房和热水系统用水，要求水的硬度较低。当冷水水质不能满足要求时，需设置软化水处理系统。有时，某些生活用水、饮用水和设备用水也需要进行软化处理。

2.3 游泳池循环水处理系统

游泳池的池水，由于游泳者的污染，池水的蒸发，散热等，需要对池水进行过滤，消毒等处理，同时补充散失的热量，一般需设置单独的循环水处理系统。

2.4 水景给水系统

除用水量很少，并且又有天然水源可以利用而采用直流水方式外，一般建筑水景用水均采用循环供水方式。水景给水的循环系统与游泳池循环水系统相似。

2.5 复用水系统

有些使用后的冷水，冷却水，水质变化不大，将其收集不经处理而再次做其他用水使用，为此而设置的给水系统，称为复用水系统。它区别于中水系统的是不经任何水质处理，一般只需收集和输送。

2.6 中水系统

是以建筑物的排水作为原水，经过水质处理后，再回用于建筑物作杂用水的给水系统。

3 高层建筑排水系统

污水在排水立管中的流动,与一般的重力流和压力流不同,是一种极不稳定的气─水两相流。在高层建筑中,由于排水立管长、水量大、流速高，往往引起管道内的气压极大波动，并可能形成水塞，造成卫生器具溢水或水封被破坏。从而使下水道中的臭气侵入室内，污染环境。实践和理论都说明：高层建筑排水系统功能的优劣，在很大程度上取决于排水管道通气系统是否合理。因此，在高层建筑中通气系统在排水系统中占有重要地位。一个完善的排水系统，应满足以下各点要求：

3.1 所有高出地面的卫生器具和排水设备的排水，应重力排入室外下水道。

3.2 所有低于地面的卫生器具和排水设备的排水，应重力排入集水坑，然后提升排到重力流排水管中。

3.3 超过10层的建筑物，底层的卫生器具，应单独设置排出管或排入提升系统。

3.4 超过20层的建筑物，宜将地面以上最底下的2～3层的卫生器具设立管单独排出。

3.5 对于建筑物的上部和下部房间平面布置不同，要求排水立管数量也完全不同时，可将排水系统分成两个区。一个区为上部房间服务，并在本区的下一层顶棚内设排水管，再向下单独排出室外。另一区为下部房间服务，并在顶棚内连接通气管，通气管可通到附近屋顶或与上部排水系统通气管连接。

3.6 高层建筑的雨水系统和生活污水系统应分流排出。

3.7 地下车库应设带有格栅的地沟和连接地沟的排水管，以便排除冲洗地面水、洗车水、喷淋装置和其他消防排水。并设置泵房或泵坑，排水泵的排水能力宜≥10L/s。

3.8 汽车库的排水在接入排水干管之前，应先接至油水分离器或隔油池和沉砂池（井）的单独系统中。

4 高层建筑消防系统设计

4.1 保证建筑主体结构有足够的耐火稳定性

4.1.1 耐火等级和材料选择。中国按建筑常用结构类型的耐火能力划分为四个耐火等级(高层建筑必须为一或二级)。建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的耐火极限主要是指构件从受火的作用起,到被破坏(如失去支承能力等)为止的这段时间(按小时计)。构件的材料依燃烧性能的不同有燃烧体(如木材等)、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体(如砖、石、金属等)之分。

4.1.2 建筑物应根据其耐火等级来选定构件材料和构造方式。如一级耐火等级的承重墙、柱须为耐火极限3小时的非燃烧体(如用砖或混凝土作成180毫米厚的墙或300×300毫米的柱),梁须为耐火极限2小时的非燃烧体,其钢筋保护层须厚30毫米以上。设计时须保证主体结构的耐火稳定性,以赢得足够的疏散时间,并使建筑物在火灾过后易于修复。 4.2 做好防火分隔与安全通道设计

高层建筑中,因有毒烟气窒息死亡的人员占死亡人数的70%左右,烟气是火灾中的隐形杀手。所以,要充分考虑在建筑内设置防排烟系统的重要性。

4.2.1 防火间距:为防止火势通过辐射热等方式蔓延,建筑物之间应保持一定间距。一、二级耐火等级民用建筑物之间的防火间距不得小于6米,它们同三、四级耐火等级民用建筑物的防火距离分别为7米和9米。

4.2.2 防火分区:建筑中为阻止烟火蔓延必须进行防火分区,即采用防火墙等把建筑划为若干区域。一、二级耐火等级建筑长度超过150米要设防火墙,分区的最大允许面积为2500米。防火墙应为耐火极限4小时的非燃烧体,上面如有洞口应装设甲级防火门窗,各种管道均不宜穿过防火墙。不能设防火墙的可设防火卷帘,用水幕保护。

4.3 强化报警系统和灭火装置

4.3.1 室内消火栓设置的技术要求:

a.消火栓充实水柱需经水力计算,且不小于13m,以避免浓烟高热对灭火工作的影响,又能保证消防队员正常使用;

b.消火栓间距在高层内不大于30m,在裙房内不大于50m,保证两股充实水柱同时到达同层内任何部位;

c.采用分区给水系统,有串联供水和并联供水两种方式,当消火栓栓口处的出水压力大于0.5Mpa时,应设减压装置;

d.屋顶水箱。为了保证初起火灾时消防用水量和消防水压的要求,超高层建筑屋顶水箱设置高度应满足最不利点消火栓静水压力0.15Mpa。不能满足时,应设气压水罐或稳压泵等增压设施。如是并联给水方式,其分区消防水箱的容量应与高位消防水箱的容量相同,发生火灾时,消防水泵供给的消防用水应进入高位水箱,而串联给水方式中是允许的。

结语:

要想使管网达到优质、高效、低能耗运行的目的，除要有合理的设计方案外，给排水系统安装质量的优劣将会对日后的使用产生极大的影响。住宅给排水系统的设计日益受到用户的重视,工程设计人员应本着技术、安全、经济性原则,在实践中力求创新,寻找最佳的给排水设计方案,适应住宅设计建设发展的新要求,满足人们不断提高的生活水平要求。工程施工人员也应该在设计及规范指导下,本着技术、安全、经济舒适性的原则,在工程施工过程中平衡利弊,对设计方案的适用性作出优化和创新,找到一个更合理、人性化的解决方案。同时还要加大对产品售后服务的管理, 尽可能发挥技术方案的适用性,通过不断创新-实践-意见反馈的过程开发新时代高档次住宅。

参考文献：

[1] 邓防震：住宅建筑给水排水设计中常见的问题

[2] GB 50045一95 高层民用建筑设计防火规范

[3] 严煦世，范瑾初．给水工程[M]．第3版．中国建筑工程出版社