浅谈高层建筑给排水及消防给水设计

2022-11-22山西省忻州市建筑设计院

门窗 2022年5期

杨军山西省忻州市建筑设计院

1 前言

在建筑工程中，给排水管道工程是主要的组成部分，其中包含众多的循环系统，通过连接排水管道，从而构建一个庞大的排水体系。相关施工部门应意识到排水工程建设的重要性，并保证施工人员的安全，深入研究分析整体工程，针对可能出现的问题制定多种应急预案，为工程的顺利开展提供重要保障。同时制定完善的管理制度，使施工人员能够严格按照规章制度开展施工，保证工程能够按时竣工。

近年来，在经济水平日益提高的背景下，人们的生活质量也得到了极大的改善，因此人们对建筑施工质量的要求也随之提高。随着科技水平的不断进步，目前高层建筑在城市中已经随处可见，且逐渐发展为城市现代化发展水平的重要评估指标之一。

与此同时，我国针对高层建筑也制定了一系列规范标准，在一定程度上指导了高层建筑设计及施工、质量控制、具体使用等。高层建筑施工中的重点内容就是给排水，具体施工环节需严格遵循国家标准要求，根据技术指导方案科学施工，为给排水施工质量提供保障，确保人们对建筑物功能方面的需求得到切实满足。

2 建筑给排水管道的概述及原则

2.1 相关概述

建筑给排水管道的施工建设主要包含排水系统、循环系统和供水系统。其中排水系统主要是将人们日常生活中的污水排出，循环系统主要是将冷却后的循环用水用于供水系统，而供水系统则是人们日常生活中的用水，就是自来水管道。建筑给排水管道大多数都安装在建筑内，留露在外的部分较少，这就给后期的维修带来一定的难度，这不仅浪费大量的人力、财力、物力，还会耗费大量时间，因此，提升给排水管道的工程质量非常重要。施工单位也应对施工的全过程进行监察，确保工程的施工效率。同时应根据实际的施工情况实时修改方案，保证施工的合理性。

高层建筑通常体积庞大，建筑高度较高，相对单多层建筑功能更为复杂，人员密集，火灾时蔓延迅速，救援难度大。因此，在高层建筑的消防给排水设计过程中，应秉承安全可靠的基本原则，进行科学合理的设计。

首先需考虑高层建筑的消防系统安全性能，使其在火灾发生时可视火情的蔓延速度，迅速调配现有水资源，及时实施救援。优化创新高层建筑的消防系统，采取安全可靠的给排水消防设计，在人员密集场所的消火栓箱内，增加消防软管卷盘或轻便消防水龙，以便非专业人员扑灭建筑物内可燃物，供起火初期使用。

高层建筑由于建筑高度高，消火栓栓口动压需求大、系统静压大，因此系统压力通常较高，消防供水设备和管材、管件压力等级也需相应提高。由于压力过大，直接导致后续的救援活动无法顺利开展，对于超压系统应进行合理分区，并根据分区后的压力，考虑是否在消火栓前设置减压孔板，以保证消火栓的正常使用。

2.2 相关原则

首先，建筑给排水工程能够满足企业与人们日常工作和生活需求，因此在制定相关设计方案时，应深入调查基层群众和企业，并分析调查结果，满足人们的日常生活要求。同时相关部门也要立足于我国社会的发展，优化设计排水管道施工。

其次，城市的发展与建筑给排水工程之间具有密切的关系，因此，给排水管道工程不仅要与建筑之间建立有效地关系桥梁，还要与所有地下管道建立连接桥梁，满足当地社会的真实发展需求，促进城市的可持续发展。

最后，建筑给排水工程要注意保护当地的生态环境，并保证所用材料满足国家环保标准。目前，我国面临较为严重的环境污染和能源不足问题，因此，我国提倡排水管道工程实施环保理念。

在施工过程中，不仅要保护道路旁的绿化，也要注意周边环境不要被施工过程中的废弃材料所污染，为当地居民营造一个良好的居住环境。

3 高层建筑给排水消防设计的不足

3.1 消防设计缺少合理规划

将高层建筑于普通建筑相比较而言，其内部结构更为繁琐、复杂，在实际施工过程中会运用到诸多施工机械设备，如果设计人员在给排水消防设计过程中，缺少一套明确的设计规划，则会在一定程度上影响到消防设施的功能。

而一部分高层建筑在展开给排水消防设计过程中，参照了一些已有的消防设计方案，但却并未详细全面的分析建筑工程项目自身的结构特征与消防要求，缺少良好的前期规划，这也导致消防设计中存有诸多问题与缺陷，从而为后期消防安全带来巨大隐患。

另外，因为缺少工作经验，部分消防设计人员无法充分考量建筑工程的总体消防要求，常常发生给排水压力不到位、消防设施无法全面覆盖等情况，这同时也为高层建筑给排水消防设计质量的提高，带来极大负面影响。

3.2 自动喷水灭火系统分配不合理

现阶段，自动喷水灭火系统作为高层建筑消防系统中的关键构成部分，可以即时反应火灾安全事故，把火灾控制于一个较小范围之内，因此自动喷水灭火系统的分配设计十分重要。但是，依据建筑工程自动喷水灭火系统前期运用现状来看，常见的系统安全故障情况与有效喷水范围无法覆盖于整个建筑空间中，进而不能最大程度发挥出其所具有的消防作用，导致此种现象的主要原因是设计不科学。

喷水灭火系统与供水、供电系统息息相关，因此应对其进行合理布置，防止和其他系统之间产生干扰与冲突，应当将其与供水、供电系统同时设计。但部分设计工作人员在对喷头分布设计时，却并未充分考量建筑工程结构空间分布情况，这样会直接影响最终的消防效果。

4 解决高层建筑中的给排水设计策略

4.1 地面渗水设计问题解决方案

在设计高层建筑给排水系统时，高层建筑设计师需要进行一系列的设计调整，以适应各种高层建筑的特殊环境，尤其是地板漏水和防水问题。在高层建筑中，很多情况下污水设置存在问题，房间之间的内部结构中不可避免地存在连接管道，因此，有必要设置水封以分隔管道。

在选择材料时，设计人员必须严格遵守高层建筑的设计规范，选择适宜的材料后，还应选择合适的施工队伍执行建筑计划，并根据工程设计图进行适当的施工准备。

4.2 解决高层建筑防回流问题

高层建筑设计师在设计给水管与环网时，应预留安装止回装置位置，以确保高层建筑给排水系统的完整设计，并确保管道中的水流通畅。在有效控制了高层建筑给水和污水处理系统后，可以为社区整个污水处理制定清晰的计划，以确保城市的水质环境保持良好状态。

同时，在高层建筑安装止回器的过程中，必须有明确的安装计划，例如，在安装导流板前，应着重于如何在进水管上安装止回器，确保整个操作的安全性。另外，在选择安装地点时，要确保该地点完全远离碎屑，保证干净、整洁并具有足够的空间，为将来的维护工作提供便利优势。

4.3 解决水压和管道噪声问题

用户是否可以正常使用自来水与供水压力密切相关，特别是在城市的高层环境中，因此，在设计高层建筑给排水时，设计者需要根据每个高层建筑的高度差，准确区分供水系统。在高层建筑中，必须注意静水压力是否足够，并严格按照规定实时控制。

针对高层建筑排水系统噪声问题，新管道材料的开发和使用可以有效解决噪声问题，但仍存在许多无法克服的问题，需要有出色的技术支撑。因此，在处理管道噪声时，应充分考虑地理位置，并尽可能将管道与其余区域之间保持安装距离。除了由水流问题引起的噪声外，噪声的来源还在于管道内部的空心声音。

在这种情况下，最好填充橡胶垫以在管道内部留出空间，这样可以最小化间隙，有效解决了管道内部的空心声引起的噪声，也能够有效保护管道本身的膨胀性能。

4.4 排水管安装

一般来说，高层建筑排水系统主要构成部分为主管道、部分水平管道，对主管道安装的前期，应注意明确具体位置，且安装位置环境避免存在过分潮湿的现象，尽可能以通风良好的地点为主。

具体安装过程，应充分考虑排水动力方面；在完成安装施工的情况下，要以该区域各时段峰值排水量为依据，开展对应的排水实验操作，该环节要记录并分析具体排水量、排水流速等情况，为管道切实符合整体施工要求提供保障。

相关人员要根据水质实际的污染情况，将各类水质相应分类，对于高层建筑物来说，排水类型分为废水，污水。废水是相对清洁的水，如洗浴排水，而污水就是一些比较脏的水，如粪便排水。对室内排水系统设计的过程中，应该按照不同排水性质进行相应的划分，可将其划分为污废合流和污废分流。要结合室内排水系统所呈现出来的节水性，经济性等多种因素，确定一个科学合理的排水体制。

在高层建筑中经常会面临排水不通畅，有噪声、遗臭等多种问题，所以在设计过程中要重点关注这些问题，积极采取各项措施解决和优化。为避免高层建筑出现排水不畅的情况，应该对排水系统优化设计，避免出现排水管道急转弯，小角度转弯等类似情况。对于连接管道来说，可以采取45°的连接方式。为避免出现返臭现象，设计时应按规范要求，设计不小于5cm的水封，确保管道内水封不受正负压的影响而被破坏。

相关设计人员在设计施工图纸后，应做好技术交底工作，让现场施工人员充分认识建筑工程的各项内容，进一步优化排水系统，合理地排出室外。相关人员需要解决排水工程中可能出现的噪声问题，对于大多数高层建筑来说，会使用聚氯乙烯的排水管，这种排水管道成本较低，外形比较美观，但相比其他材质的管道，易产生较大噪声。

所以在对排水系统设计的过程中，有关设计人员在室外可以选择一些抗噪性能不高的排水管道，但室内应考虑抗噪性能良好且材质相对优秀的管道，如螺旋消音管。在其内部，存在着螺旋形的导流线，能有效地改善排水条件，还能够降低整体噪声。有关人员要结合室内室外对于噪声控制的不同需求，并考虑经济因素来做好相关管材选择工作。

设计人员要结合材料内容，选择一些合成橡胶套，对其进行外部粘贴，也能够有效起到降低噪声的作用，而且自身伸缩性比较低，有较强的抗震能力，安装也比较轻便。在接口处可以用橡胶圈进行密封，能够保证内部压力的稳定性，起到一定的密封作用，发挥出排水工程的重要作用和价值。

5 消防用水量和给水设计优化

在给排水消防设计环节，需要重点考虑施工过程的相关工作，设计人员需要有效完成设计参数验算，并结合具体的建筑类型和消防需要，有效优化和加强设计方案以及施工方案，从而促进建筑给排水消防的所有相关功能都能够充分发挥。

因此，在高层建筑给排水消防设计环节，对消防用水量以及给水设计环节需要提高重视程度，如此，才能够保证消防供水达到通畅效果，在后续消防救灾过程中，有效形成灭火措施，为消防过程提供有力帮助。

另外，设计人员还要有效处理消防系统给排水中的杂质，从而提升消防系统的流畅性。同时，还要注重给水方式的精准选择，如果给水方式难以形成合理的标准，则会对后期的消防工作产生严重影响。因此，在对建筑给排水消防系统进行设计时，要简化给水管道的结构形式，避免产生管道布置形成的给水压力，如此，才能够最大限度地发挥出给水系统的正常运转效果。