高层建筑给排水及消防系统的设计实践探究

邹金秋

【摘要】本文主要简单介绍了高层建筑给排水及消防系统的特点，通过对现阶段高层建筑给排水及消防系统设计中存在的问题进行分析，来探讨高层建筑给排水及消防系统设计要点，以明确高层建筑给排水及消防系统设计的重要性，优化高层建筑给排水及消防系统设计，从而保障高层建筑给排水工程质量，提高高层建筑的安全性，推动高层建筑工程的可持续发展，实现经济效益最大化。

【关键词】高层建筑;给排水;消防系统;设计;有效措施         【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.120

近年来，随着我国社会经济的高速发展，高层建筑工程也随之蓬勃发展，取得了不错的成绩，受到人们的广泛关注。高层建筑工程在某种程度上缓解了土地资源紧张，向上寻求空间可满足更多人的住房需求，但与此同时高层建筑工程建设也面临着较大的难度，需要从多方面进行有效把控。这并不是一项简单的工作，尤其是在给排水及消防系统设计方面，更是需要予以高度重视，不容忽视。在设计高层建筑给排水及消防系统的时候，应当先明确高层建筑给排水工程及消防系统的特点，全面把控设计要点，采取有效措施来保障高层建筑给排水及消防系统设计方案的可行性和合理性，从而保障人们的居住质量，消除安全隐患。

一、高层建筑给排水及消防系统的特点

高层建筑给排水及消防系统的特点主要有：一是对安全性有着较高的要求。在设计高层建筑给排水及消防系统的时候，必须将安全放在首位，一旦发生火灾会对高层建筑及群众造成极大的危害，如若无法及时处理，则会带来严重后果，导致火势蔓延。基于此，需要在设计的时候，充分考虑群众自救，并保证给排水及消防系统运行的稳定性;二是静水压力较大。在设计高层建筑给排水系统的时候，需要充分考虑其静水压力，如若按照普通建筑给排水系统的方式来进行设计，那么很容易造成水管受损;三是高层建筑排水管道有着较高的机械强度，在设计的时候不仅要保证排水系统的功能性，还要控制好排水管道内部的水压，应当合理选择管道材料，保证管道质量[1]。

二、现阶段高层建筑给排水及消防系统设计中存在的问题

现阶段，在高层建筑给排水及消防系统设计中还存在着一定的问题，有待于进一步解决，其问题主要有：一是在进行高层建筑给排水及消防系统设计的时候，并没有针对高层建筑的特点和方式，来进行相应的设计。忽视了高层建筑材料的应用，也没有考虑高层建筑所在区域的地形特点、气候条件，以及相关规范标准来优化设计，只是按照一般的消防标准来进行规划，这影响了高层建筑给排水及消防系统的运行效果，容易产生安全隐患。二是在给水管试压设计方面还有所不足，没能实施全面的现场勘查工作，缺乏科学数据，以致于设计方面信息不完整，没有可靠依据的支持。三是在设计消防系统的时候，忽视了加压泵的扬程问题，没能从多方面来优化设计，难以保证消防系统的正常运行[2]。

三、高层建筑给排水及消防系统设计要点

1、高层建筑给水系统设计

在进行高层建筑给水系统设计的时候，应当选择适宜的给水管道材料，需保证所选管道材料质量达到标准要求。高层建筑工程的楼层比普通建筑工程来说要高的多，其在重量上也更大，因此所使用的管道设备需要承受较大的水压和楼层压力，需要保证管道设备的抗压能力，并且要具备良好的抗腐蚀性。可根据高层建筑工程的实际情况来进行材质的选择，一般使用最多的是塑料材質的管道，其优势在于自身重量比较轻，使用年限较长，而且有着一定的耐腐蚀性，相对于金属管道来说成本更低[3]。

完成管道材料选择之后，还需要确定高层建筑工程中给水系统的给水方式。常见的给水设计方式有以下几种：第一种是减压分区。指的是在设计给水系统的时候，应当充分利用减压阀，来实现减压效果，于不同的区域内安装水箱，使用水泵，让水进入到最高楼层的总水箱中，然后再由高层区域向下层区域供水。也可以选择将减压阀安装至管道上，水流流经减压阀之后，会进入到另外一个区域的管道系统中。这种给水方式的优势在于一旦出现故障，容易维修，而且具有较好的可靠性，无需为减压阀设置水箱，但不足在于高层建筑下区的水压损失大，会增加水泵的能源消耗;第二种是高位水箱。指的是设计和安装高压水箱，来为高层建筑进行供水，在泵房内设计离心水泵，如若没有火灾发生，那么高位水箱中会有一定的水存量，能够维持供水，供水水压也较为稳定。这种方式的优势在于所需成本不高，设计简单，其不足在于水箱中的水质容易被污染，这是因为水箱中的水缺乏流动性。一般如若经常使用消防设备才使用这种供水方式;第三种是变频泵无水箱。指的是在设计给水系统的时候，发挥变频器的作用，实现给水自动化，控制电动机转速，使水流量和水压保持稳定运行，可先根据实际情况来预设水压，然后基于不同时间段的水量变化，来调整电动机转速。其优势在于能够起到较好的节水效果，但不足在于受外界干扰较大。

2、高层建筑排水系统设计

高层建筑排水系统设计十分重要，其直接关系着人们的日常生活质量，常见的排水类型有生活污水排放、雨水排放、废水排放等。在选择高层建筑排水系统设计方式的时候，需要考虑其所在城市的排放标准规定，所设计的排水方案要符合建筑自身特点。一般可采用的排水系统形式有三种：一是同层排水方式。这是当前高层建筑排水系统设计中使用较为广泛的方式之一，其指的是在某层中安装水封管配件，由这楼层所有的用户共用，如若排水管道出现堵塞或是故障，则只需要于本层进行诊断即可，能够快速识别故障进行维修。这种排水方式在操作上较为简便，而且比较灵活，不会产生较大的噪音，需要注意的是在选择管道材料的时候，一定要关注其密封性，并做好热熔连接工作。二是排水通气技术。在高层建筑排水系统设计中使用此项技术能够确保气流的长筒形，也可防止排水管道中的气体进入到室内，危害人们的身体健康[4] 。三是中水系统。中水系统在工业生产中的应用比较多，其能够通过化学和物理方式来有效处理工业生产中的废水，使之达到排放标准规定后再进行排放，可实现水资源循环利用。高层建筑的排水系统设计中同样也可以使用中水系统，但是整体上成本相对来水更高，而且水质也存在着一定的安全隐患，因此实际使用并不多，需谨慎考虑。

3、高层建筑消防系统设计

为保障高层建筑消防系统设计质量，应当从以下几个方面着手：第一，要优化设计消防水泵房。消防水泵房能够储存消防水源，需优化设计消防水池。一旦高层建筑发生火灾，则需要大量的水源来进行灭火，科学设置消防水池，有利于避免消防过程中供水不足状况的发生，而且也能够解决管道分散单一的问题，可为消防工作提供充足的水源，保障消防工作的顺利开展，将火灾事故的危害降到最低。在设计高层建筑消防系统的时候，需要基于相关规范标准，来科学计算消防用水量，然后再结合高层建筑工程的实际情况，来设计消防水池，以保证水源的稳定供应。需要注意的是设计消防水泵的时候，要选择小功率水泵，遵循节约原则，并提高水泵系统运行的稳定性和可靠性。与此同时，还要设置消防水池吸水槽中的导流墙，需避免出现死角。若是消防泵的面积不大，那么在设计的时候，要加强和电气专业人员的沟通，协调配合，预留好控制箱的放置位置，既要符合电气专业的相关规定，又要避免其和湿式报警阀产生冲突。相关人员，需要处理好水泵实际运行的调速，提高水泵运行效率，并进行防超压设计，以防水泵运行受阻。第二，要设计消火栓。高层建筑无论是写字楼，还是居民楼，都必须设计消防栓，要设置消防水池的二次加压。设计人员要充分考虑地域集中式消防供水系统的设计，指的是要科学设置某一处泵房，或是消防水池，使之复杂某一区域内的消防用水。在设计过程中，不仅要考虑相关规范要求，还要确保消防水池设计的科学性，需满足消防水头压力需求，符合消防总用水量的要求。管网布置完成之后，还需要对水管进行强度测试，以确保防火安全。另外，在设计消防栓的时候，其间距需保证同层任何部位有两个水枪充实水柱同时到达，高层建筑不可大于30米，裙房不可大于50米。第三，要设置电梯消防。由于高层建筑楼层比较高，均设有电梯，一旦发生火灾，消防员会根据实际情况来判断是否能够乘载电梯来灭火，这就要求高层建筑配备专业的消防电梯，以加快消防员的救援速度。消防电梯间要设置消防栓，并保证其在发生火灾之后能够正常运行。这就需要于地下室设置集水坑，并且还需要有效控制水泵，排除多余水量，为以防万一，还需要设置备用排水泵。第四，要优化设计自动喷水灭火系统。在设计高层建筑自动喷水灭火系统的时候，应当于走道设置喷头。这是因为走道是发生火灾之后，人们的主要逃生通道，设置喷头有利于加快灭火，需严格按照相关规定来设置。喷头和配水管需要进行有效连接，走道只限水管和走道喷头要相匹配。与此同时，在铺设管线的时候还要考虑暖气管道、电力设备线路等内容。要充分发挥配水管减压设备的作用，需基于高层建筑的高度和其水力受损状况，来计算水泵扬程，制定适宜的减压方案。安装试水装置的时候应当将其放置于灭火系统末端，需确定喷水口流量，匹配试水装置，与此同时还要做好排水工作，防止淹水。除此之外，还应当重视信号阀和稳压泵的设计，需要在不同防火分区干管的始端设置信号阀，以便于一旦發生火灾事故的时候，能够作出及时报警，发射信号，启动自动喷淋泵。设置稳压泵的时候则需要有效把控出水状况，可适当太高水箱位置，控制供水扬程。

结语：

总而言之，在进行高层建筑给排水和消防系统设计的时候，应当做到具体问题具体分析，严格按照相关标准规定来执行作业，根据高层建筑工程的实际情况，来选择适宜的给排水和消防系统设计方案，保障高层建筑给排水系统的正常运行，为消防工作提供充足的水源，提高高层建筑工程的安全性。

参考文献：

[1]杨曦，宋超.高层建筑给排水和消防给水系统的设计探讨[J].智能城市，2018：31-32.

[2]李小红.高层建筑给排水消防系统设计要点及关键技术研究[J].大科技，2019：291.

[3]李茴.高层建筑给排水及消防系统设计的相关探讨实践思考[J].建筑工程技术与设计，2018：3244.

[4]刘娜.针对消防安全的高层建筑给排水系统设计探究[J].建材与装饰，2020：99-100.