黃巍

摘? ? 要：隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市土地資源日益嚴重，嚴重制約了城市發(fā)展，推動了高層建筑的發(fā)展。近年來，高層建筑火災(zāi)頻發(fā)，高層建筑消防安全已成為人們生命安全的重中之重。在進行高層建筑的給排水消防設(shè)計時，不僅要充分考慮消防滅火，同時還要考慮投資的合理性，降低不必要的生命和財產(chǎn)損失已成為工程建設(shè)當中考慮的重點，只有在建筑給排水消防設(shè)計的實際應(yīng)用過程中，才能不斷總結(jié)和完善存在的問題，才能在消防滅火工作中取得理想的效果。

關(guān)鍵詞：高層建筑;給排水;消防設(shè)計

1? 高層建筑消防給排水工程特點

1.1? 安全可靠性要求高

在高層建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計中，要考慮的關(guān)鍵因素是高層建筑消防系統(tǒng)對安全可靠性的高要求。高層建筑中存在很多隱患，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢迅速蔓延，導致?lián)渚然馂?zāi)更加困難，因此，保證消防系統(tǒng)的安全性和可靠性是給排水消防設(shè)計的關(guān)鍵?？紤]到目前我國的現(xiàn)狀，高層建筑給排水消防系統(tǒng)的設(shè)計首先應(yīng)考慮自救。

1.2? 靜水壓力大

在高層建筑給排水設(shè)計中，另一個重要因素是高層建筑的靜水壓力。與一般的單、多層建筑不同，高層建筑的靜水壓力非常大，如果使用常規(guī)的單一供水，可能無法滿足供水的使用要求，而且管道及其配件很容易損壞。

1.3 管道機械強度高

與一般的單、多層建筑相比，高層建筑的給排水消防管道較長，使用要求較高，同時在使用過程中管道內(nèi)部壓力變化較大。在高層建筑給排水消防設(shè)計中，要保證消防系統(tǒng)的供水能力，同時也要保證管道內(nèi)的壓力穩(wěn)定。基于以上幾點，高層建筑給排水消防管材應(yīng)具有較高的機械強度。

2? 高層建筑給排水消防系統(tǒng)的設(shè)計要求

2.1? 消防給水設(shè)計要求

首先，消防設(shè)施的設(shè)置應(yīng)以建筑物的高度、類型以及面積大小等為依據(jù)，設(shè)計相應(yīng)的消防設(shè)施。另外，水作為主要的滅火工具，其他滅火材料作為輔助工具。最后，由于高層建筑滅火難度大，故消防系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)基于自救的原則為主進行設(shè)計。

2.2? 消防排水設(shè)計要求

高層建筑設(shè)有消防給水系統(tǒng)時，另需設(shè)置消防排水。排水措施應(yīng)滿足財產(chǎn)和消防設(shè)施安全，以及系統(tǒng)調(diào)試和日常維護管理等安全和功能的需要。首先，我們應(yīng)該充分利用雨水排水管道，并考慮設(shè)計防止回流的措施。其次，還可以在關(guān)鍵的消防區(qū)域設(shè)置消防專用排水管。另外，消防排水設(shè)計要考慮從上層到下層的滲水情況，避免地下室以上樓層滲水至地下室。最后，為了保證排水泵的安全運行，其供電應(yīng)滿足排水泵正常運行的要求。

3? 高層建筑給排水消防設(shè)計方法

3.1? 消防水池

因為GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中對不設(shè)消防水池的條件規(guī)定得非常嚴格，以某市為例，所有高層建筑基本上都設(shè)有消防水池，導致全市設(shè)有很多大小不同的消防水池，這樣做不僅使投資增加了，占用了很多的建筑面積（每座水池平均占用100多平方米的面積），而且因為長期不使用，造成水污染。

針對高層建筑火災(zāi)不易蔓延與防火措施較完備，和建筑一同發(fā)生火災(zāi)的概率較低等特征，采取下列幾種處理方法：一是提高整體規(guī)劃意識，附近需要建設(shè)消防水池的建筑，一同建造一個共用的消防水池，剩余幾家一起出資，由水池所在的建筑進行管理;二是在明確不能修建水池的情況下，可論證考慮在建筑物的合理位置均勻設(shè)置室外消火栓和水泵接合器，適宜的增加屋頂消防水箱的貯水量，大功率消防車在發(fā)生火災(zāi)時從消火栓取水，采用水泵接合器加壓供水;三是設(shè)計綜合利用商用建筑設(shè)計的噴泉等室外蓄水池，經(jīng)過一定的過濾措施，在發(fā)生火災(zāi)時可以用作消防用水，然而一定要考慮冬季室外水池凍結(jié)因素的影響。四是在建筑中心位置設(shè)置消防加壓泵房，從市政管網(wǎng)直接取水（適用于市政管網(wǎng)允許消防水泵直接從管網(wǎng)抽水）。

3.2? 自動噴水滅火系統(tǒng)

當前，自動噴水滅火系統(tǒng)主要面對以下幾方面的問題：

（1）要科學的設(shè)置走道的噴頭位置。按照規(guī)定要求，噴頭的數(shù)量在8個或者8個以下，為了處理走道內(nèi)自噴配水管管徑偏大的問題，噴頭要在配水支管接出，同時需結(jié)合電氣、暖通等專業(yè)綜合考慮管道布置。

（2）自動噴水滅火系統(tǒng)配水管入口的減壓設(shè)計：一方面要對管網(wǎng)的水頭損失與建筑的高度進行考慮，另一方面需要在平面布置自動噴水滅火系統(tǒng)后，進行水泵揚程的計算，來確保入口處的壓力，從而進行減壓設(shè)計。

（3）末端試水裝置：每個報警閥組的最不利點處都應(yīng)設(shè)置末端試水裝置，其他防火分區(qū)、樓層均應(yīng)設(shè)置直徑為25mm的試水閥。試水接頭出水口的流量系數(shù)，應(yīng)等同于同樓層或防火分區(qū)內(nèi)的最小流量系數(shù)灑水噴頭。末端試水裝置的出水，應(yīng)采取孔口出流的方式排入排水管道，排水立管宜設(shè)伸頂通氣管，且管徑不應(yīng)小于75mm。

（4）設(shè)置消防穩(wěn)壓泵：通常情況下屋頂消防水箱的設(shè)置高度無法滿足最不利點處噴頭的靜水壓力要求，故需設(shè)置穩(wěn)壓泵。穩(wěn)壓泵的設(shè)計流量不應(yīng)小于消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)的正常泄漏量和系統(tǒng)自動啟動流量 ，穩(wěn)壓泵的設(shè)計壓力應(yīng)滿足系統(tǒng)自動啟動和管網(wǎng)充滿水的要求

3.3? ?消火栓的設(shè)計

建筑物室內(nèi)消火栓通常包含：消火栓箱、消火栓、消防水帶、消防水槍、水帶接扣等。設(shè)置室內(nèi)消火栓的建筑，包括設(shè)備層在內(nèi)的各層均應(yīng)設(shè)置消火栓。室內(nèi)消火栓的布置應(yīng)滿足同一平面有 2 支消防水槍的 2 股充實水柱同時達到任何部位的要求。室內(nèi)消火栓應(yīng)設(shè)置在樓梯間及其休息平臺和前室、走道等明顯易于取用，以及便于火災(zāi)撲救的位置。室內(nèi)消火栓宜按直線距離計算其布置間距， 消火栓按 2支消防水槍的2股充實水柱布置的建筑物，消火栓的布置間距不應(yīng)大于30.0m;消火栓栓口動壓力不應(yīng)大于0.50MPa;當大于0.70MPa 時必須設(shè)置減壓裝置，一般設(shè)置減壓穩(wěn)壓消火栓。

3.4? 消防水泵房

獨立建造的消防水泵房耐火等級不應(yīng)低于二級;附設(shè)在建筑物內(nèi)的消防水泵房，不應(yīng)設(shè)置在地下三層及以下，或室內(nèi)地面與室外出入口地坪高差大于10m的地下樓層;附設(shè)在建筑物內(nèi)的消防水泵房，應(yīng)采用耐火極限不低于2.0h的隔墻和1.50h的樓板與其他部位隔開，其疏散門應(yīng)直通安全出口，且開向疏散走道的門應(yīng)采用甲級防火門。

消防水泵房的設(shè)計應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)計相應(yīng)的采暖、通風和排水設(shè)施。嚴寒、寒冷等冬季結(jié)冰地區(qū)采暖溫度不應(yīng)低于10℃，但當無人值守時不應(yīng)低于5℃;消防水泵房的通風宜按6次/h設(shè)計;消防水泵房還需設(shè)置排水設(shè)施。

4? 某高層建筑給排水工程應(yīng)用概述

4.1? 工程案例

某綜合樓是集商場、餐飲、辦公、住宅為一體的大樓。項目地下1層為車庫及設(shè)備房;首層為部分架空、部分小商鋪及商場;2層為餐飲、商場及配套辦公室;3層～28層由6棟住宅塔樓組成。建筑高度為94.5m，總建筑面積約125000m2。

4.2? 給水系統(tǒng)

（1）本工程生活給水水源采用市政給水水源。從項目周邊市政給水管網(wǎng)上各引入一根給水引入管，并在基地內(nèi)形成環(huán)網(wǎng)，供生活和消防用水。

（2）市政供水壓力為0.32MPa，為了充分利用市政水壓，地下1層～地上6層采用市政壓力直接供水;7層以上采用兩套變頻設(shè)備供水。系統(tǒng)分區(qū)，7層～18層采用低區(qū)變頻設(shè)備供水;其中7層～12層經(jīng)可調(diào)式減壓閥減壓后供水。19層～28層采用高區(qū)變頻設(shè)備供水;其中19層～24層同樣經(jīng)可調(diào)式減壓閥減壓后供水?？刂聘饔盟c水壓不超過0.35MPa，超壓部分由減壓閥調(diào)壓。

（3）住宅總戶數(shù)為624戶，最高日用水量為655m3/d，設(shè)150m3的生活水池，并分為容積基本相等并能獨立使用的兩格。

4.3? 排水系統(tǒng)

本工程室內(nèi)采用污、廢水合流的方式，室外采用雨、污分流的方式。生活污水經(jīng)化糞池處理后，就近排入市政污水管網(wǎng)。2層餐廳的油污廢水先經(jīng)油水分離器處理后，再排入室外污水管網(wǎng)。地下室污水經(jīng)潛污泵提升排至室外污水管網(wǎng)。

4.3.1? 優(yōu)化消防電梯集水井的設(shè)計

通常情況下，在消防電梯底部或周邊附近需設(shè)置一個集水井，該集水井的有效容量不應(yīng)小于2.00m3，且排水泵的排水量不應(yīng)小于10L/s。在本工程設(shè)計中，筆者將該集水井移到車庫內(nèi)與車庫內(nèi)的集水井共用，集水井的有效容量為3m3，排水泵的排水量為10L/s。雖然電梯前室與周圍的車庫同屬一個大防火分區(qū)，但由于電梯前室與車庫連通的門為甲級防火門，為了不因為管道的連通而破壞兩區(qū)域的防火安全性，也就是當車庫發(fā)生火災(zāi)時經(jīng)排水管道傳入電梯筒，故此筆者將消防電梯底坑至集水井的排水管伸到集水井的潛水泵吸水高度以下，也就是水面以下，并在短立管的頂端設(shè)管堵以便清掃。

4.3.2? 衛(wèi)生間與廚房分設(shè)排水立管的問題

《住宅建筑規(guī)范》（以下簡稱《住規(guī)》）中第8.2.7條規(guī)定，住宅廚房和衛(wèi)生間的排水立管應(yīng)分別設(shè)置。但筆者發(fā)現(xiàn)普遍的做法是立管一到轉(zhuǎn)換層后，兩種管道就合并了。筆者認為，在沒有中水回用的項目中，大可不必受此限制。因為分設(shè)立管的目的是為了防止衛(wèi)生間大流量的坐便器沖水時破壞廚房間洗菜池水封，而使衛(wèi)生間排水管道內(nèi)的污濁有害氣體串至廚房內(nèi)。那么，當衛(wèi)生間內(nèi)設(shè)有專用通氣管時，再就近把廚房間排水管接入衛(wèi)生間內(nèi)的排水立管，就不可能發(fā)生因水封破壞而相互串氣現(xiàn)象。尤其對與高層住宅頂部的空中別墅，一般廚房間與下部標準層廚房間不再同一個位置，大可不必為該廚房間而專設(shè)一根立管從28層一直立到一層再接出室外，可就近把該層廚房間排水管接入衛(wèi)生間內(nèi)的排水立管。

4.3.3? 底部橫支管與立管連接的問題通常的做法

（1）在二層底部增加單獨的排水立管，并伸頂通氣，或者增大管徑而不伸頂通氣。這種方法的缺點是增加立管會影響美觀，增加成本以及占用更多的室內(nèi)空間。（2）在廚房底部的排水支管上增加排水止回閥，安裝在廚柜中，便于維護。而底部陽臺洗衣機排水地漏選用不帶塑料水封的箕斗式地漏。上述兩種新型排水配件具有防反沖洗和防臭味的功能。同樣，在不設(shè)洗衣機的陽臺也全部采用塑料無水封磁性翻斗式地漏，可避免因為普通地漏水封干涸而造成臭氣溢出，因此，設(shè)洗衣機的陽臺排水都要接入室外污水管網(wǎng)。（3）《住規(guī)》第8.2.7條的條文說明規(guī)定，靠近與臥室相鄰的內(nèi)墻時，應(yīng)采用消聲措施的管材。據(jù)筆者所知，目前用得較多的室內(nèi)塑料排水管材有4種：硬聚氯乙烯直壁排水管、硬聚氯乙烯內(nèi)螺旋管、中空壁消聲硬聚氯乙烯管、中空壁消聲硬聚氯乙烯螺旋管。第1種用得最多，不用多介紹;第2種的優(yōu)點是流量比直壁管大，并有一定的降噪效果。比如，可用作十幾層建筑的污水立管時，不設(shè)專用通氣管;第3種是用作只要求降低管道噪聲的排水管，效果較第2種好;第4種是用在既要降低噪聲，又要增大流量的場所。根據(jù)以上各管材的特點，本工程室內(nèi)靠近臥室的污廢水立管采用中空壁消聲硬聚氯乙烯管。

4.4? 消防系統(tǒng)

本工程設(shè)有消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)及滅火器配置。用水量標準：室內(nèi)消火栓為40L/s，火災(zāi)延續(xù)時間3h;室外消防用水量為30L/s，火災(zāi)延續(xù)時間3h;噴淋系統(tǒng)為30L/s，火災(zāi)延續(xù)時間為1h。

4.4.1? 消火栓系統(tǒng)

（1）室外消火栓系統(tǒng)由基地內(nèi)的環(huán)狀給水管網(wǎng)供水。

（2）室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分為兩個區(qū)。低區(qū)為地下1層～16層，由小區(qū)低區(qū)消火栓加壓給水管網(wǎng)供水;高區(qū)為17層～28層，由小區(qū)高區(qū)消火栓加壓給水管網(wǎng)供水。為了保證初起火災(zāi)時消防用水量和消防水壓的要求，設(shè)置屋頂消防水箱，消防水箱有效容積36m?。屋頂消防水箱的設(shè)置高度無法滿足最不利點處消火栓靜水壓力不低于0.10MPa的要求，故設(shè)置消火栓穩(wěn)壓泵及氣壓罐。

4.4.2? 自動噴水滅火系統(tǒng)

系統(tǒng)分為兩個區(qū)。低區(qū)為地下1層～16層，由園區(qū)室外低區(qū)噴淋加壓給水管網(wǎng)供水;高區(qū)為17層～28層，由園區(qū)室外高區(qū)噴淋加壓給水管網(wǎng)供水。屋頂消防水箱的設(shè)置高度無法滿足最不利點處噴頭的最低工作壓力要求，故設(shè)置噴淋穩(wěn)壓泵及氣壓罐。首先，噴淋系統(tǒng)分區(qū)管道水壓的問題，按《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（以下簡稱《噴規(guī)》） 第8.0.1條規(guī)定，配水管道的工作壓力不應(yīng)大于1.20MPa。所謂配水管道，就是報警閥后的管道。如果按此規(guī)定，高區(qū)的報警閥就必須搬到住宅樓上，這樣就要增大某一樓層的管道井尺寸，那樣對于住宅樓來說是相當困難的。筆者認為只要選擇工作壓力較高的報警閥就可忽略這個問題，本工程選用工作壓力為1.6MPa的報警閥，并把高區(qū)的報警閥和低區(qū)的一起放在地下室便于管理。很多地方的審查專家也默認此做法，也希望即將要修訂《噴規(guī)》時也能考慮修訂此條文;其次，系統(tǒng)的放空閥的設(shè)置問題。筆者認為噴頭不多時，像電梯廳的噴淋，泄水閥可與試水閥或末端試水裝置合用，而且也符合《噴規(guī)》條文說明第4.2.9條第3 點對泄水管管徑的規(guī)定;大面積的噴淋，應(yīng)在水流指示器后的干管上增設(shè)放空閥，檢修時可只關(guān)閉該防火分區(qū);當一個報警閥只負擔一個防火分區(qū)時，可考慮共用報警閥處的放空閥;最后，關(guān)于十字梁噴頭布置的問題。地下層車庫頂板及裙樓的頂板結(jié)構(gòu)上有局部采用了十字梁?！秶娨?guī)》第7.1.3條第4款規(guī)定，凈空高度不超過8m的場所中，間距不超過（4×4）m布置的十字梁，可在梁間布置1只噴頭，但噴水強度仍應(yīng)符合表5.0.1的規(guī)定。后面的噴水強度的規(guī)定是很容易被忽略的。經(jīng)過計算，此時應(yīng)采用流量特性K為115的噴頭。

4.4.3? 干粉滅火系統(tǒng)

采用無管網(wǎng)懸掛式儲壓超細干粉滅火系統(tǒng)。

高層民用建筑中火災(zāi)危險性大、發(fā)生火災(zāi)后對生產(chǎn)和生活產(chǎn)生嚴重影響的配電室等屬于“特殊重要設(shè)備室”，應(yīng)設(shè)氣體滅火系統(tǒng)。本工程由于配電室較為分散，而且各房間的面積和容積都不符合《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》內(nèi)的面積和容積的規(guī)定，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較采用無管網(wǎng)懸掛式儲壓超細干粉滅火系統(tǒng)，該裝置為無管道系統(tǒng)，相對簡單，也不用另外設(shè)氣體瓶罐間，僅象一只只吊燈懸掛于頂部，技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，并便于施工和維修。該系統(tǒng)可由感溫元件溫控啟動、熱引發(fā)啟動、電引發(fā)啟動，是高層建筑內(nèi)變配電間氣體滅火系統(tǒng)較好的替代系統(tǒng)。

4.4.4? 滅火器配置

（1）負一層車庫為B類火災(zāi)，屬于中危險級。每具滅火器最小配置滅火級別為55B，最大保護面積為1m2/B。設(shè)置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器MF/ABC4，最大保護距離為12m。

（2）負一層設(shè)備房、配電室、強弱電間、首層消防控制室、電梯機房、為E 類火災(zāi);首層商鋪、二層餐飲、商場、辦公室為A 類火災(zāi)，以上都屬于中危險級。每具滅火器最小配置滅火級別為2A，最大保護面積為75m2/A。設(shè)置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器MF/ABC4，最大保護距離為20m。二層廚房為B類火災(zāi)，屬于嚴重危險級。每具滅火器最小配置滅火級別為89B，最大保護面積為0.5m2/B。設(shè)置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器MF/ABC5，最大保護距離為9m。

（3）三層及以上普通住宅為A 類火災(zāi)，屬于輕危險級。每具滅火器最小配置滅火級別為1A;最大保護面積為100m2/ A。設(shè)置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器MF/ ABC2，最大保護距離為25m。

5? 結(jié)語

特別是近年來，隨著城市用水量的不斷增加，水質(zhì)越來越差，這無疑給供水和污水處理帶來了沉重的負擔，同時，城市建筑的給水排水系統(tǒng)，尤其是高層建筑的給水排水系統(tǒng)存在的問題，已成為工程師必須面對的問題。擁有先進的高層建筑給排水系統(tǒng)，不僅在一定程度上緩解了城市用水量的供需矛盾，解決了缺水的問題，還可以有效地減少污水排放，保護環(huán)境，提高社會效益和環(huán)境效益，進一步推進節(jié)水型社會建設(shè)。

參考文獻：

[1] 林德生.關(guān)于高層商用建筑消防給排水設(shè)計的探討[J].科技傳播，2016（13）.

[2] 陳琳.高層建筑給排水施工研究[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2017（3）.