高层建筑给排水消防设计的关键点研究

摘 要：随着经济的快速发展，城市化进程不断加快，高层建筑的使用需求增大。为了满足人们工作、生活需求，高层建筑的建设质量非常重要。由于高层建筑的建筑物楼面较高、建筑物结构复杂、居民人数多，存在着较多的火灾隐患，为了保证高层建筑的使用安全，需要做好供水消防工程设计。将重点介绍大中型建筑供水工程设计内容、技术等多方面施工要点，并根据具体的工程项目情况分析大中型建筑供水消防工程设计的技术，以供参考。

关键词：高层建筑;给排水消防设计;关键点

中图分类号：TU892                                  文献标识码：A                                   文章编号：2096-6903（2022）07-0007-03

0 引言

近年来，由于中国市场经济的蓬勃发展，以及城市化迅速发展，建筑行业正逐步成为中国国民经济的支柱产业。但是在高层建筑发展过程中，却产生了许多问题，特别是有些建筑单位在设计的时候，未能科学、合理地规划好建筑之间的各个结构，从而造成了建筑物结构布局的不合理引发火灾事故的产生。给排水消防工程设计内容是整个建筑中重要的一部分，而给排水消防工程质量又直接影响着整个高层建筑的工程质量。所以建筑公司应该把握高层建筑给排水消防设计的关键点，来提高给排水消防设计的质量。

1 高层建筑给排水消防系统的基本要求

1.1 安全性能合格

高层建筑和传统建筑之间存在较大差异，特别是在给排水消防设计中，因此在设计阶段要全面考虑其消防安全性，对存在不安全因素的部分加以全面的考察，保证大型高层建筑的给排水消防系统的安全性能符合标准，而不应该出现死角等消防栓也覆盖不了的区域。在给排水系统消防设计的过程中，需要对整个消防设备管理进行全方位的分析，保证设备在实际运用的过程中不存在安全隐患。尤其对于高层建筑来说，居住的人比较多，确保安全性能合格。

1.2 水压符合要求

因为都市公用给水管网管道内的水压差与高层建筑使用水的加压要求存在一定差异，因此需要使用水泵对日常使用水进行增压供应。在设计中，对水泵的型号的选择也有一定要求，必须要使生活用水和消防用水的出水压力都符合我国的规范和规定，若压强过小，则消防设备不能达到使用要求，灭火效果较差;若压强过大，则会产生不必要的浪费，因此避免产生浪费，水压的设计应当符合相关的规定标准。

1.3 管道材质符合要求

由于现阶段我国国内高层建筑管线所采用的一般是塑料材质。随着管线内系统水压的逐渐增加，塑料材质就很有可能在如此高的强度下产生破裂，从而导致整个城市供水及消防系统出现故障，不能正常运行。在设计阶段的管路选择过程中，必须要全面的对管路内压力加以考察，选择强度合格的管路，确保在运用过程中不会发生破裂的状况，使整个供水消防系统能正常运行。

2 高层建筑给排水消防设计内容

2.1 高层建筑给排水设备设计

给排水管路所要承载的压力负荷较大，所以在设计的时候要充分考虑到上述原因，选用管壁相对平滑、不易沉淀污渍、耐腐蚀强、导热系数也相对小的材料。管路布置时必须充分考虑到整体建筑的布置，在选定好给水管路之后，下一步应该确定自动洒水设备、厨房供水设备。在地下车库中应该选用直立式喷嘴，在办公场所中进行精装修部门应该选用吊顶式喷嘴。最后确认末端排水装置的方位与形状，以保证系统的完整性[1]。

2.2 生活供水

高层住宅的日常生活给水系统分为厨房、浴室用具、厕所、洗涤等几个板块，而这些日常生活用水系统对水质的要求较高，特别是饮用水的水质要符合国家的技术标准。高层住宅室内给水体系则分为冷水和热水，冷水指的是城市中自备水源、自来水;热水是指大型的建筑小区通常设有自己的自来水系统，然后对这些水进行深度加热和处理后提供给附近居民的水源。这类建筑物的自来水成本很大，因此在建筑设计的时候，可以充分考虑到建筑物的实际状况，决定是否需要设有自来水供应系统。

2.3 污水处理

在高层建筑中会经常产生一些污水，而这些污水则需要通过高层建筑物的给排水系统来进行处理。建筑物废水水质直接影响着建筑物的总体品质，有时候还会影响建筑的环境。在建筑设计的时候，建筑物设计者就必须要根据建筑物空间、密度、人口等实际状况，确定废水质量、污水消化池尺寸大小等方方面面的设计，以避免管路发生阻塞等问题，因此设计该高层建筑的给排水系统，能够将建筑中的废水排出建筑物[2]。

2.4 雨水系统

在夏季时往往存在着较多的阴天、雨天、雷暴天气等，特别是对于降雨量比较多的城市，而高层建筑暴露在外面，就避免不了在阴雨天中经受风雨的“洗礼”。由于建筑物外部常年暴露于室外，所以一旦到了雨季的时候，如果雨水大部分集中于建筑物顶层，就会加大对建筑物顶部的荷载，对建筑物内部产生一定的冲刷，从而会腐蚀水泥构件。所以高层建筑要进行雨水管理系统设计，才能适应城市大量雨水排放的特点，设计好降雨排放路线，有效的将雨水排放到建筑物外，进而减少积水对建筑物的损伤。

3 高層建筑给排水消防设计的关键点

3.1 消防水泵房和消防水池设计

消防水泵房与灭火水池设计都是整个建筑物消防系统的重要要素，如果出现严重失火可以确保在大火初期能够有充足的水源进行灭火救援，从而达到良好的救火效果.所以，消防水泵房和消防水池的水源要保证可以达到消防用水总量的需求;并且在建筑设计的同时，消防水泵房和消防水池的位置、选址也是至关重要的一部分，需要根据建筑的实用面积、人口容积率等各方面规范设计要求来决定。

例如：在对消防水泵房和消防水池建设的过程中，首先必须对其主要的设置地点做出科学合理的设计，并且应该设置在产生大火后没有受危害的区域;同时还要确保灭火救援工作者方便联系及指挥、指导被救援人员快速逃离灾难现场。

对消防水泵房和消防水池而言，可设在建筑物内部，但不宜设在有防振或有安静要求房间的上一层、下一层和毗邻位置，当必须时，宜采用降噪减震技术措施。并且消防水泵房和消防水池还应该建在比较明显的地方，方便消防人员能够快速地找到消防水泵房和消防水池，以便在火灾发生时能够快速地开展消防应急救援工作。

3.2 消防栓设计

高层建筑物由于建筑楼层较高，所以必须对灭火水池实行二次增压，才能适应高楼灭火要求。目前在中国，大多数的国家高层给排水消防设施，一般是区域式的灭火供水系统，也就是说在高层建筑的某一个地域范围内，可以设有一个消防栓从而满足该地域及周围建筑物对消防用水的要求。

例如：在消火栓工程的建设期间，应该充分考虑灭火的所需用水量和灭火给排水压强。在对高层建筑水网的建设和施工时，应该使管线建筑强度要求和水压满足设计需求。消火栓是在发生火灾时辅助高层建筑居民快速撤离的重要工具，因此，需要保证消防栓设计的科学化和合理化，从而保证发生火灾时，可以以最快的速度和最安全的状态撤离火灾现场，降低火灾带来的损失和伤害。

3.3 自动喷水灭火系统设计

主动喷射消防控制系统同时具备了自动探火报警和手动喷控、消防的先进特性，是当今使用范围最广、用量最大而且费用低廉的自动消防系统。但手动喷射消防控制系统不适用于存放遇水发生爆炸或加剧燃烧破坏的物品、遇水后引起强烈生化反应或生成大量有毒、有害物质的物体以及由于洒水过程将产生大量溅蚀或沸溢液体的场所。因此规划设计工作者除了要对消防的基本装备体系进行分析，还要对其构成进行合理的分析。通过探测器可以对火势的形成过程进行合理的检测，同时实现报警，进而使用喷射系统对着火点实施扑救;所以，手动喷射消防系统对交火点的探测来说必不可少。

在工程设计的时候，相关的设计工程师需要对喷嘴的选择特别注意，假如在没有吊顶的情况下其喷嘴宜选择垂直式喷嘴;假若有吊顶，则其喷嘴宜选择倾斜式喷嘴或吊顶式喷嘴。自动喷水的消防控制系统内应设有报警阀，报警阀组宜置于安全且便于作业的位置，报警阀距地面高度宜为1.2 m，设在公共道路的最外侧墙壁上，与报警阀组相连的钢管直径为20 mm，总长不宜大于20 m。

科技的飞速发展，将各类现代化的电子设备、电气设备等应用于大中型建筑的消防设备管理系统中，灭火控制系统的智能化水平也愈来愈高，自动喷水灭火控制系统能在火势出现的第一时间发布预警，并实施救援工作，在火势扩散之前通过设备自动灭火[3]。

例如：为保证手动喷水式灭火控制系统的及时性与安全可靠性，在方案设计的时候，就需要充分考虑到大型建筑物的特点。首先，把手动喷水喷头设定在道路两侧，并配备适当的管道。然后还需要充分考虑到建筑物的标高以及对水力工作进行的水压损失，估算出水泵扬程。还可以确定从管道口流出的压力差，并做出适当增减压力的方法，最后合理设定出灭火管理系统的安全性监测体系。采用防火并行处理器可以监测建筑物空气，在第一时间出现了火灾隐患后，可自行定位起火空气，产生预警信号，并把信号及时传送警报系统，利用联动设备对火灾事故产生的场所进行定位，迅速组织开展在场人员救援。在救灾工作流程中，监测信息系统还会自行录入视频资源，为后期对火灾事故的防范工作提出依据;同时火灾事故安全监控系统还具备联动监控功能，一旦出现重大火灾事故时，可迅速联合声光报警、手动灭火、排烟、电子报警、监视图像收集等其他专业控制系统，以最快的反应速度提醒市民迅速撤离火灾现场，为我们创造了最大化的安全逃生空隙，进而减少火灾事故的伤害与经济损失。

3.4 水源的规划

对于市政给水系统来说，根本无法对高层建筑物消防计划用水量做出适当的供应，于是需要通过水池的设定对用水量做出适当的积蓄。另外，在疏散过道内设置急救洒水装置，当发生火灾的时候可以及时的扑救，同时要必须按照有关规定在走道部位安装喷嘴，不能妨碍居民的正常出行。在设计时将走道喷嘴与排水管或者其他的支管进行联结，实现水循环的合理运用。同时，在一些具体的现实问题上，设计人员需要从利用率的角度出发，避免出现影响线路工作的情况，也就是在安排洒水装置的时候做好保障措施，保证水路与电线路之间是可以安全运行的。

例如：当市政给水系统可以对室外的灭火计划做出保障的同时，必须要确保消防水池水量的充沛性，还需对火灾做出合理的应急救援演练的设计，从而确保救援过程中的供水充足。此外，对于消防用水量和其他生活用水共同的水池，还应采取确保消防用水量不作他用的技术措施。

3.5 水泵接合器的规划设计

在火势产生的过程中，高层建筑自身的恒压水泵系统可以利用接合装置有效的对整个建筑物内的消防系统进行合理的融合，实现水量的提升，从而确保建筑物内的消防器材系统可以有充分的水量供应，不至于对各楼层的生活用水产生较大的负面影响。消防水泵接合装置的总给水流量，应按每次水泵接合装置10 L/s或15 L/s计。每种水灭火系统的消防水泵接合器，设定的总量宜按控制系统设计工作流速并经测算后确定，而当计算总量超过三个小时后，可按照供水可靠性来合理减少。

例如：在工程设计时，往往习惯将大型水泵连接器二个或三个，乃至更多大型水泵连接器布设在同一处，并保证规范规定间距内只设有一组室外消火栓，这样的做法不利于水泵接合器的合理利用。所以，在室内外各种消防扑救体系的水泵连接器宜分散布设;同样，遇二个或二组以上恒压泵的接合装置布设在同一处时，还可在规范规定的间距内相应增加室外消防栓数量，以达到消防扑救需要。当高层建筑高度大于消防车供水高度时，消防灭火给水宜在设备楼等便于作业的场所，设有由手抬泵或移动泵接力供给的抽滤和增压接口。水泵接合器宜放在室内外便于灭火机器和人通过的地方，其距户外消火栓及灭火水池之间的间距不得少于15 m，并不得超过40 m。水泵接合器处宜设有永久性的标识铭板，并相应注明供水系统、供气范围和额定重量压力等，以保证消防用水的安全。

3.6 对周围环境进行相应的分析

目前许多高层建筑周围都对园林绿化以及其余的相关设施非常重视，因为高层建筑是建立在某处环境中的，所处环境的地理位置、空气质量等都会影响着高层建筑。

例如：在对周边的环境做出方案设计的时候，就需要对各相关方面原因做出整体综合的考虑。需要设计合理的消防车通道，保证消防车可以顺利到达火灾现场，保证火灾救援工作的顺利进行。除此以外，还需要对建筑物和楼宇之间的防火间距做出科学合理的设定。

4 结语

综上所述，通过科学合理设计建筑中的给排水管与灭火控制系统，可以进一步高层建筑的使用安全性，大大改善了建筑设计过程与解决问题效果。在建筑设计过程中，通过仔细分析引起火灾事故的主要因素，针对性地改进高层住宅居民楼的灭火策划与方案设计，结合高层建筑的构造、材料、建筑面积等各个要求，严格根据高层建筑设计的灭火措施设计规范与特点进行给排水消防设计，保证高层建筑及给排水等消防系统建筑设计的安全性与可靠性，減少高层建筑的居住使用的火灾隐患，减少消防事故的发生，保证人民生命财产安全与社会稳定。

参考文献

[1] 孙浩.关于高层建筑给排水消防设计技术研究[J].科技创业家， 2014（4）：57.

[2] 刘琴.高层建筑给排水消防设计研究[J].住宅与房地产，2017 （3）：105.

[3] 李津.高层建筑给排水消防设计研究[J].工程建设与设计，2018 （6）：18-19.

收稿日期：2022-02-22

作者简介：刘如猛（1973—），男，云南楚雄人，本科，给排水高级工程师，研究方向：给排水。