浅析高层建筑给排水和消防系统的设计问题

吴治刚

摘 要： 近些年来，高层建筑在我国建筑市场中所占的比例越来越大，相对于多层建筑而言，高层建筑层数多、高度大、功能多，所以对给水排水以及消防系统的设计提出了更高的要求。高层建筑的给水排水以及消防系统设计不仅要符合国家、地方法规的相关标准要求，还要保证设计方案的可行性、可靠性、实用性和经济性。给排水及消防系统设计是高层建筑的重要组成部分，要结合建筑本身的结构特点、使用性质等各方面，综合考虑设计方案，保证高层建筑给排水及消防系统运行的安全性和可靠性。

关键词： 高层建筑；给水系统；排水系统；消防系统

给排水及消防系统是高层建筑的重要组成部分，其设计的合理性直接关系到用户的使用质量以及高层建筑的安全性。因为高层建筑的结构比较复杂、振动源多，用水要求较高等特点，所以在给排水以及消防系统设计方面存在一定的难度。应该根据高层建筑的特点，有针对性的制定设计方案，保证高层建筑给水、排水以及消防用水的可靠运行，充分考虑给水压力、排水容量、管道布置形式等各种因素，确保高层建筑给排水及消防系统的高效运行。

1给水系统设计

1.1给水管道材质的选用

由于高层建筑的高度较大，所以给水管道需要承受的压力较大，管道设备在材质选择时不仅要考虑到水质的卫生标准，还应该具有较强的抗压性能、抗腐蚀性。结合高层建筑的特点，给水管材大多选用塑料管，具有质量较轻，施工方便、使用寿命长等特点。并且从使用环境以及经济性等方面考虑也具有较高的使用价值。

1.2给水设计中的给水方式

现阶段，我国高层建筑给水方式主要有高位水箱、减压分区、水泵气压罐、变频泵无水箱、无负压等，在实际使用中，应该结合高层建筑的具体情况而有针对性的选用。

高位水箱给水方式主要包括水泵和水箱，通过泵房内的离心水泵供给，因为可以提前在高位水箱中存储一定的水量，所以可以保证供水的稳定性，维持供水水压。此种给水方式的设备费和运营维护费较低，但是也存在一定的缺陷，由于水箱内的水为死水，所以可能会造成水质污染，在实际应用中可结合现状具体使用；减压分区给水主要是依靠减压阀或者在各区设置水箱进行减压，在各个区分别设置水箱，利用水泵将水抽入最上层的水箱中，然后上区水箱中的水向下区水箱供水，利用水箱进行减压。也可以利用减压阀给水，在干管上设置减压阀，减压后进入下一区管网。这种方式比较可靠，投资少，维修方便，虽然减压阀不需要设置水箱，提高建筑面积利用率，但是下区供水压力损失较大，会增加水泵的能耗；变频泵无水箱主要是应用变频器自动化的功能进行给水，通过变频器可以控制电动机的转速，实现水压与流量的平衡运行，在设定压力的基础上，根据用水量的变化，变频器调整电机转速，从而保证给水的可靠性，这种方式的最大优势就是节能和保证水质。因为变频器价格较高，并且运行时会受到外界磁场干扰，所以在使用时应该做好各项防范措施；水泵气压罐也是一种节能给水方式，通过气压罐中压缩空气来调节给水量，这种方式水质不易受到污染，费用较低，但是利用压缩气体的方式供水压力不稳定，频繁启动水泵会增加设备的运行费用，降低水泵的使用寿命。所以在实际使用时，应该根据实际情况选择适宜的给水方式。

2排水系统设计

在高层建筑中的排水系统主要包括生活污水、生活废水、雨水等，在排水方式的选择方面，应该根据所在城市的排放标准以及建筑的特点而定。目前比较常见的排水系统主要有中水系统、同层排水方式、排水通气技术。

中水系统一般都应用于工业生产中，将工业生产废水经过物理、化学、生物等手段进行处理，达到工艺使用标准后再应用到工业生产中，是水资源循环利用的典型表现。但是在高层建筑排水系统设计中，使用中水系统在水质标准方面还存在一定的影响，对人体健康还会有潜在的威胁，同时中水系统的运行和维护成本较高，在实际使用中还应该谨慎选用；同层排水在近些年来使用范围逐渐增加，在高层建筑的本层中使用一个共用的水封管配件，一旦管道出现堵塞现象，在本层即可进行疏通清理，便于维护。同层排水设计方式为用户提供了较大的便利，洁具位置选择比较灵活，噪声较小。采用同层排水方式需要选择密封性较好的管材，使用热熔连接；在高层建筑排水系统设计时，为了保证排水的顺畅运行，避免排水过程中出现水封负压虹吸以及正压喷溅等现象，一般都会采用排水通气技术，保证排水系统中空气的正常循环，在保证补气的同时又能够防止管道气体进入室内。目前主要的通气技术主要有伸顶通气管、不伸顶通气管、专业通气立管、环行通气管和器具通气管等。

3消防系统设计

消防系统设计直接关系到高层建筑的安全性，由于层数多，高度大，用户数量多，所以发生火灾的安全隐患大，火灾救援面临较高的難度。高层建筑的消防系统设计应该能够保证消防用水的需求量以及消防用水供应的可靠性。主要消防系统设计包括普通的消火栓系统和自动喷水系统。

消防系统是高层建筑设计的要点之一，高层建筑一旦发生火灾，将会造成严重的经济损失和人员伤亡，所以要做好消防系统设计。区域集中消防供水系统比较可靠，在区域内设置一个消防水池和加压泵房，但是要合理确定具体的位置。消火栓是高层建筑内消防系统的重要组成部分，也是火灾发生时最及时最便捷的灭火救援设施。在现场的消火栓箱内可安装紧急启动消防泵按钮，按钮一合，消防水泵就立即启动。考虑到减小消防泵的启动负荷，应在出水管路上设计多功能控制阀。水泵起动时能自动打开阀门，停止时能自动关闭阀门，并能有效地防止水锤的危害。应注意高层建筑消火栓压力超压后，要采用减压稳压消火栓。

自动喷水系统在火灾发生初期的作用比较明显，随着科学技术的进步，自动喷水系统在技术上也不断的改进，逐渐由原来的大水量喷淋向细水雾系统过渡。这种设计方式可减少存水量，设备所占面积减小，在火灾发生时对电器设备所造成的损坏也会减小。在火灾探测技术上也进行了革新，由红外技术代替烟感和感温元件，逻辑判断能力提高，提高灭火效率，降低误判几率。

4结束语

随着高层建筑的快速发展，给排水及消防系统设计水平也得到了快速的提升，逐渐向人性化、智能化、环保化方向发展，设计方式更加科学合理，能够充分保证高层建筑给排水及消防系统的用水、排水需求。但是由于受到各种因素的限制，在实际设计过程中还存在各种各样的问题，所以建筑给排水及消防系统设计工作人员要不断的创新理念和思路，充分利用新技术、新工艺、新材料，大胆尝试，勇于创新，不断提升高层建筑给排水及消防系统设计水平。

参考文献

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