高层建筑给排水消防设计关键技术研究

摘要：高层建筑给排水消防设计影响其用水安全，需要给予必要重视。以高层建筑给排水消防设计要求为切入点，在此基础上分析其关键技术，就基本技术框架、感知技术系统设计等内容进行论述，以智能技术为中心设计能够改善高层建筑给排水消防能力的作业系统，有效保证给排水系统安全。最后从共性角度出发，就高层建筑给排水消防设计技术进行简单展望。

关键词：高层建筑给排水系统消防设计智能技术

中图分类号：TL35

ResearchonKeyTechnologiesfortheFireProtectionDesignofWaterSupplyandDrainageinHigh-RiseBuildings

KUANGTao

EnergyandEnvironmentalProtectionDepartmentofXinyuIronandSteelCo.，Ltd，Xinyu，JiangxiProvince，338001China

Abstract：Thefireprotectiondesignofwatersupplyanddrainageinhigh-risebuildingsaffectstheirwatersafetyandrequiresnecessaryattention.Startingfromtherequirementsofthefireprotectiondesignofwatersupplyanddrainageinhigh-risebuildings，thispaperanalyzesitskeytechnologiesanddiscussesthebasictechnicalframework，thedesignoftheperceptiontechnologysystemandotheraspects.Withintelligenttechnologyasthecenter，itdesignsanoperationalsystemthatcanimprovethefireprotectioncapabilityofwatersupplyanddrainageinhigh-risebuildings，soastoeffectivelyensurethesafetyofthewatersupplyanddrainagesystem.Finally，fromacommonperspective，itsimplyprospectsthetechnologyofthefireprotectiondesignofwatersupplyanddrainageinhigh-risebuildings.

KeyWords：High-risebuilding;Watersupplyanddrainagesystem;Fireprotectiondesign;Intelligenttechnology

给排水消防系统是以保证建筑用水安全性、稳定性为目标，设计的工作系统。高层建筑用水量较大，其给排水系统设计比较复杂，需要加强消防管控，这也对该系统设计的关键技术提出了较高要求[1]。从共性角度出发，需要在组织高层建筑给排水消防设计时，遵行国家、行业和地区出具的硬性标准，以此为基础联用信息技术、线下工作技术，确定高层建筑给排水消防设计的具体参数、关键工作模块，确保其能够发挥预期作用，控制消防隐患。就高层建筑给排水消防设计要求、关键技术等进行分析，具有一定的现实意义。

1高层建筑给排水消防设计要求

1.1全覆盖

高层建筑给排水消防设计的基本要求为全覆盖，全覆盖是指给排水消防系统能够覆盖高层建筑各个区域，确保各区域出现消防问题时均能得到解决。同时也指该排水系统出现的各类问题，应能够被消防系统感知和处理，以通过必要的早期干预避免隐患爆发、问题扩大。如排水系统管道裂缝、供水系统压力不足、动力泵功能异常等[2]。

1.2灵敏性

高层建筑给排水消防设计也应保证灵敏性。灵敏性是指该系统应能够以现代化的方式方法完成作业，以精准感知本建筑给排水系统出现的消防问题或有关隐患，及时加以处理、提醒人员进行干预[3]。如现代感应技术、智能分析技术、实时处理技术等，可以比较精准地感知该排水系统中的异常，包括漏水、短路以及其他常见问题等。

1.3可控性

可控性是高层建筑给排水消防设计的基本要求之一，是指消防设计应能够满足一般控制需要，可以通过系统自适应方式控制消防问题，也可以通过人工操作的方式消除安全隐患[4]。前者如感应消防设施，当给排水系统出现漏水、管道破裂等风险时，系统可以临时关闭水阀，避免出现更严重的事故。后者如人工使用的常规消防斧、消防栓、人工阀门等，可根据消防工作实际需要，对给排水系统进行必要干预和管控。

51fe81ccf6c802d634a509c54006b8e6714eb61638dc64841ed56f48337583b52高层建筑给排水消防设计关键技术

2.1基本技术框架

从技术角度出发，高层建筑给排水消防设计可在保留一般工作模块、功能模式的基础上，引入信息技术作业系统，并独立提供给排水消防方面的支持。该系统主要以传感器、智能分析模块、应急处理模块、通信模块、远程控制模块以及其他辅助模块共同组成。

根据图1所示的消防设计框架，来自高层建筑给排水系统的各类实时信息，通过传感器进行收集，为保证系统“覆盖性”要求，应在给排水系统不同区域、不同工作环节分别设置若干传感器，并根据其工作需要选取接触式、非接触式传感器类别。传感器收集信息通过有线通信系统提供给智能终端，智能终端根据默认程序和数据库信息，对给排水系统实时信息进行对照分析，评估是否存在消防方面的问题或隐患，对于已经出现、可能出现的问题，及时进行处理，并发出警报提示人员干预，无异常的情况下继续进行上述工作。该框架不影响常规高层建筑给排水消防作业，但利用信息技术提供了灵敏性、可控性和稳定方面的服务，有利于提升系统工作质量。

2.2感知技术系统

按图1所示模式，感知技术系统是其是否能够发挥作用的关键，该系统的核心技术为智能技术，主要辅助技术为传感器技术、数据库技术、通信技术、决策树技术等。作业原理为，对实时信息进行感知和对照，借助数据库信息判断其是否异常。为实现该技术，要求做好大数据分析、挖掘，形成高质量的原始信息和结构化信息，用以构建智能工作系统。以给排水系统中的湿度为例，湿度过高表明管道存在泄漏、渗水问题，可能导致建筑围护结构、内部结构出现水蚀破坏，产生安全风险。默认高层建筑给排水系统的湿度参数标准值为I，实际工作中受到周边环境、供水压力、管道老化等因素影响，可能出现一定波动，形成一个带有模糊线性特点的数集：

[Imin；I-2；I-1；I；I1；I2；Imax]（1）

数集（1）中：I为高层建筑给排水系统的湿度参数标准值；Imin、Imax分别代表该系统内湿度参数的最小允许值和最大允许值，理论值为0%、100%，实际工作中必然处于0%、100%之间，其他参数均为随机参数。可通过大数据方法，对Imin、Imax数值进行具体收集，原始信息越丰富，所获参数的准确性越高。如果高层建筑给排水系统湿度值低于Imin，表明系统出现给水能力不足或排水系统不佳隐患；反之，如果高层建筑给排水系统湿度值高于Imax，表明系统存在管道破裂、漏水隐患。借助大数据确定Imin、Imax的可靠参数值后，将其代入计算机中，通过数据库转移技术将参数匹配到高层建筑给排水系统智能模块，同步在智能模块引入决策树技术，初步建立信息智能感知分析系统。

2.3技术参数分析

在感知技术系统建设的同时，也应关注高层建筑给排水消防设计的一般技术要求，通过技术参数分析、控制的方式，进一步改善系统工作能力，应对高层建筑给排水消防隐患。具体包括防渗漏控制、防火控制、防管道爆裂等。

以防火控制为例，高层建筑给排水消防设计需要关注消防水池设计、用水量分析、管道管控等技术细节。通常室外部分应保证能够快速控制高层建筑给排水系统出现的各类灾害、问题，包括电力火灾在内，原则上用于灭火的设施应能够单次提供至少150m3灭火用水，其流量参数应在15～20L/s左右。考虑到高层建筑给排水系统可能出现隐蔽的电力火灾、蔓延到变电设施区域、居民家中，还应设计便捷易用的消防栓、消防灭火器，一般两具消防栓的距离不应超过150m，保护半径也应达到此水平。所有消防设施应保证具有一定防火能力，采用金属类管材进行供水，各阀门的工作压力应在1.6MPa或以上。高层建筑给排水系统的防渗参数等也按照明确标准进行设计，确保其能够应对各类常见消防隐患。

2.4模拟与调整

初步完成高层建筑给排水消防设计后，还应根据重点技术的应用特点、场景等，进行必要模拟，以了解相关设计是否满足国家、行业规定，是否满足建设方要求，是否能够有效应对各类消防问题。目前一般可以采用BIM模拟法，首先对高层建筑给排水消防工作需要、常见问题进行分析，采集建筑基础信息，完成上述信息采集后代入BIM软件中，形成一个原始模型，利用动态、静态模拟技术进行分析[5]。

静态模拟方式比较简单，根据早期收集所获的一般参数，代入技术设计参数，评估后者是否满足高层建筑给排水消防的静态要求，根据评估结果进行后续调整（如有必要）。动态模拟的作用更突出，在建立模型后，动态模拟大量给排水、系统长时间使用等情况下，现有设计是否仍可以满足高层建筑给排水消防要求，根据评估结果进行后续调整（如有必要）。BIM模拟的特点在于比较强的时间跨越性，可以根据高层建筑的设计使用年限、给排水系统设计年限等进行模拟研究，为高层建筑给排水消防设计提供更多技术层面的支持。

3高层建筑给排水消防设计技术展望

3.1通用化和个性化兼顾

未来高层建筑给排水消防设计技术应进一步寻求优化，根据不同建筑的个性特点以及高层建筑的共性需要，出具更完善、内容更丰富的技术方案，提供高质量的设计支持。例如：部分地区高层建筑用水量较大，需要向商户和居民同步提供供水和排水服务，其出现给排水系统消防隐患的问题也更突出；部分地区停止了商民两用建筑审批，当地进行高层建筑给排水消防设计时，主要考虑居民用水可能存在的威胁。实际工作中应兼顾共性、个性要求，对不同高层建筑给排水消防系统进行设计研究，提供具有实用价值的技术方案和设计建议。

3.2远程处理技术

高层建筑给排水消防设计关注处理的消防问题，也重视对隐患的排查和预处理，这要求未来的高层建筑给排水消防设计引入远程处理技术。远程处理技术主要借助一键管控、智能控制、远程执行等技术的联用，如给排水系统出现管道爆裂隐患，系统内供水压力、排水压力越大，其爆裂风险越突出，可在发现此类隐患时，远程一键管控给排水系统，降低系统最大作业参数，下调泵站的输水压力水平作为应急措施，或直接远程关闭各类给排水阀门，直到管道问题得到处理，减少高层建筑给排水消防问题的发生率和破坏性。

3.3可视化技术

可视化技术并非高层建筑给排水消防设计的核心技术，但该技术的运用有助于提升系统控制水平，便于工作人员了解高层建筑内给排水系统工作情况，评估消防隐患和问题的处理进度。如已经出现的给排水系统渗漏问题，在对其进行处理的过程中，借助可视化技术可跟踪其进度，远程与现场工作人员进行交流和沟通，及时提供意见。也便于利用信息技术提升对异常、隐患的分析定位能力。

4结语

综上所述，高层建筑给排水消防设计影响建筑使用安全，也关联到给排水系统控制，应做好技术研究、应用。从要求上看，高层建筑给排水消防设计要求保证覆盖效应、可控性、灵敏性和作业稳定性，其关键技术包括传感器技术、智能技术、通信技术等，要求做好参数分析和模拟调整。未来随着高层建筑给排水消防要求提升，更多现代化技术会应用于该系统设计，包括远程处理技术、可视化技术等，寻求技术通用化和个性化的兼顾，有效保证高层建筑给排水系统安全。

参考文献

[1] 陈秋涛.建筑消防给排水工程中室内无吊顶喷头位置设计研究[J].四川建材，2023，49（12）：232-234.

[2] 聂小平.高层建筑给排水消防设计的价值意义及关键技术[J].石材，2023（11）：98-100.

[3] 刘聪.探究高层建筑给排水消防设计关键技术[J].中国住宅设施，2023（5）：37-39.

[4] 朱元飞.基于BIM的建筑给排水设计施工优化及二次开发[D].南昌：南昌大学，2023.

[5] 李玉成.基于BIM技术的建筑给排水参数化建模及二次开发应用研究[D].合肥：安徽建筑大学，2021.