劉智巖 王婷涵

水作為生命源泉，與人們?nèi)粘Ｉ钜约案鱾€行業(yè)的發(fā)展密不可分，尤其是建筑消防用水對水資源的穩(wěn)定供應要求較高。城市化促進了大量高層建筑涌現(xiàn)，其消防安全事故發(fā)生概率較普通建筑進一步增加，嚴重威脅住戶的生命財產(chǎn)安全。在此背景下，需要在高層建筑設計施工中提高對給排水消防設計的認知和重視，并選擇合理有效的技術來提升給排水消防系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

但在實際投入使用過程中，若未能科學設計給排水消防系統(tǒng)，不僅會影響高層建筑各項功能的正常使用，還會威脅居民的人身安全。因此，建筑企業(yè)需要高度重視給排水消防設計，選擇合理、可靠的技術，提升給排水消防的設計質(zhì)量，提供一個舒適安全的居住環(huán)境。

1 高層建筑給排水消防設計的重要性

高層建筑給排水消防設計是一項專業(yè)性較強的工作，直接關乎高層建筑物整體的使用安全。由于高層建筑的垂直高度大，一旦失火則后續(xù)救援難度較大，設計中通常選擇自救方式，便于快速疏散高層住戶，也可以快速撲滅火災。高層建筑的靜水壓力較大，如果建筑內(nèi)部不采用分區(qū)供水，則會導致供水壓力過高進而造成管道破裂，影響整個給水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

鑒于此，為了保證給排水消防系統(tǒng)穩(wěn)定、安全，應合理化設計供水豎向分區(qū)?？紤]到建筑內(nèi)部電氣設備分布范圍較廣，一旦失火便會快速蔓延，故需要合理設置消防用水，滿足滅火需求的同時規(guī)避干擾。另外，高層建筑單位面積人口遠比多層建筑要多，給排水量也較大，但同一時間給排水量過大也會增加系統(tǒng)運行負擔，若管道堵塞則會影響火災救援工作的順利進行，因此做好高層建筑給排水消防設計至關重要[1]。

2 高層建筑給排水消防設計的要求

2.1 給排水消防設備設計

給排水設備設計作為給排水消防設計中的一項重要內(nèi)容，在設計過程中要做好給排水管道的承壓設計，盡可能以光滑管道為主，避免污垢沉積，并選擇導熱系數(shù)較小、抗腐蝕性較強的材質(zhì)，延長設備使用壽命[2]。同時，給排水管道布置過程中要全面考慮高層建筑的整體建設布局，確保各個給排水設備布設不會影響建筑結(jié)構的穩(wěn)定性，并滿足建筑給排水需求。

2.2 給水系統(tǒng)消防設計

高層建筑給水系統(tǒng)設計極為重要，設計時不僅要充分滿足居民生活用水要求，還必須符合高層建筑消防設計要求[3]。由于高層建筑樓層較高，若出現(xiàn)火災事故，則將大大增加消防救援難度，因此在設計過程中應主要圍繞居民自救方面優(yōu)化設計[4]。另外，還需要結(jié)合高層建筑具體情況，合理布設各種滅火工具，以此來提高建筑安全性。

2.3 排水系統(tǒng)消防設計

設計消防排水系統(tǒng)時要注意以下3點：（1）處理建筑內(nèi)部火災時，待火勢徹底撲滅后要利用快速排水系統(tǒng)盡快排出滅火水源，以避免損壞高層建筑的主體結(jié)構；（2）設計排水系統(tǒng)期間還要融入雨水管道設計，并要求加強排水泵安全保護設計，防止電機短路影響排水系統(tǒng)運行 ；（3）對于高層建筑消防重點區(qū)域，要求設計專用排水管道并分區(qū)設計消防區(qū)域，防止排水過程中相互影響，降低排水效率[5]。

3 高層建筑給排水消防設計存在的問題

3.1 消防設計審查重視度不足

高層建筑設計過程中應提高對給排水消防設計方面的重視程度，確保給排水與消防系統(tǒng)融為一體，從而有效提高高層建筑的消防性能。在實際設計階段，科學細化排水系統(tǒng)與消防安全系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)分離化設計，還可以整合給排水消防系統(tǒng)[6]。例如，給排水消防系統(tǒng)設計完成后需及時進行消防審查工作并將各個審查結(jié)果內(nèi)容添加至設計方案。但是在實際工作過程中，很多企業(yè)并未重視該工作，導致高層建筑設施遺留很多安全隱患，這些均可能嚴重影響建筑的投入使用。

3.2 消防給水管網(wǎng)設計不合理

消防給水管網(wǎng)設計不合理會導致給排水消防系統(tǒng)滲漏、輸水錯誤等問題，進而影響消防給水系統(tǒng)運行，因此必須保證其布置合理性并定期開展實驗檢測，若檢測不合格則禁止投入使用。另外，還要防止發(fā)生偷工減料的情況[7]。但是，由于高層建筑企業(yè)過于重視利益而未能科學設計消防給水管網(wǎng)，最終可能給高層建筑給排水帶來不利影響。

需要注意的是，高層建筑消防給水管道設計需要經(jīng)過多方計算確定相應參數(shù)，但有些參數(shù)是設計人員依據(jù)自身經(jīng)驗確定，與實際情況存在一定偏差，這將為后續(xù)消防給水管網(wǎng)的運行埋下安全隱患。另外，部分高層建筑中消火栓系統(tǒng)的減壓閥設計也存在問題，主要是減壓閥型號選擇方面的偏差。為了避免消防給水系統(tǒng)過于復雜，在設計階段通常采取分區(qū)設置減壓型消火栓的方式，如果型號選擇不符合要求，那么也會在不同程度上威脅后續(xù)給排水消防系統(tǒng)的正常運行。

3.3 自動噴水滅火系統(tǒng)設計不足

消防系統(tǒng)設計期間，自動噴水滅火設計極為重要，因此在高層建筑消防設計工作中，要重視自動噴水滅火系統(tǒng)與感應裝置設計，以達到消防自動滅火的目的。目前，常用的自動噴水滅火系統(tǒng)可分有吊頂滅火系統(tǒng)與無吊頂滅火系統(tǒng)，因此需要開展分類式設計安排。若火災發(fā)生時火源點距離噴水口位置較遠，難以發(fā)揮滅火功效，且如果自動噴水口未感應到火勢，也無法起到滅火效果，因此在自動噴水系統(tǒng)設計時需要加強研究，以便設計出更加合理的滅火系統(tǒng)[8]。

3.4 給水系統(tǒng)常見問題

我國水資源短缺，市政給水系統(tǒng)中水資源不足的問題一直存在，導致高層建筑給水系統(tǒng)供水不穩(wěn)定。如果間歇性供水情況時常出現(xiàn)，那么就可能是水系統(tǒng)中水資源不足造成的，嚴重影響了城市居民的生活質(zhì)量及工業(yè)與企業(yè)的生產(chǎn)工作。市政給水系統(tǒng)水資源不足的原因有很多，有可能是地理原因造成的供水不足，也有可能是給水系統(tǒng)存在問題造成壓力不足，導致無法收集足量的水資源。因此，為了保證高層建筑給排水消防系統(tǒng)正常運行，且實現(xiàn)水資源的合理利用，必須要加強給排水消防系統(tǒng)設計[9]。另外，給排水工程主要可以分成給水設計和排水設計，若排水設計特別是排水管道設計不滿足相關規(guī)定，一旦發(fā)生故障不但會影響居民生活質(zhì)量，還會間接導致水污染的情況發(fā)生。

4 高層建筑給排水消防設計關鍵技術

4.1 消防水泵房設計

消防水泵房作為消防用水儲備的一個重要途徑，通常涉及消防水池設計。由于高層建筑的特殊性，發(fā)生火情后往往需要較大用水量，為了避免出現(xiàn)消防系統(tǒng)給水不足造成無法及時滅火的情況，科學設計消防水池的意義重大，能夠為消防滅火提供充足的水源[10]。因此，需要科學計算出高層建筑消防用水量，并結(jié)合計算結(jié)果設計消防水泵房，確保可以滿足火情發(fā)生初期的消防用水需求。

在消防水泵房設計過程中，需要注意以下4 點。第一，注意消防水泵的選擇。確保水泵系統(tǒng)正常運行的基礎上首選小功率水泵，保證供水需求的同時達到節(jié)約能源的目的。第二，注意導流墻設置。在消防水池吸水槽中要合理設計導流墻，避免吸水槽出現(xiàn)死角。第三，注意消防泵面積。如果消防泵面積相對較小，那么在布局時應做好電氣方面的協(xié)調(diào)，預留控制箱擺放位置且滿足電氣專業(yè)要求，并避免和報警閥、消防泵發(fā)生沖突。第四，注意水泵運行效率設計。工作人員必須結(jié)合水泵運行效率合理調(diào)節(jié)水泵速度，同時還需要進行防超壓設計，保證水泵可以穩(wěn)定運行[11]。

4.2 配水管設置合理設計

高層建筑施工過程中，為了追求建筑的美觀性，通常采用隱蔽管道或者建筑梁等方式，因此可能會出現(xiàn)管道集中的現(xiàn)象，導致配水管設計難度增加。根據(jù)現(xiàn)階段高層建筑的特點，在設計配水管時需要確保各個噴頭位置不同，同時若想提高配水管設計的合理性，則要在管線布置設計工作中全面考慮電力與暖通等管線情況[12]。另外，為了保證能夠充分發(fā)揮高層建筑配水管的作用，必須加強有關方面的設計，結(jié)合國家規(guī)范標準正確計算管道水力并合理協(xié)調(diào)進水口與出水口的壓力，以提高消防效果。

4.3 高層建筑給排水消防材質(zhì)設計

在進行高層建筑給排水消防設計時，需要重點設計工程施工材質(zhì)，保證可以有效發(fā)揮排水管網(wǎng)的作用，對此需要注意以下幾點。

設計時必須保證混凝土管道的質(zhì)量。目前，高層建筑工程大多選用預應力混凝土管道，實際施工建設中為了符合排水的客觀需要，混凝土管道直徑通常要超過200 mm，設計期間還要充分考慮混凝土管道的性能、價格，并在主干道設計中合理運用混凝土管道，以充分發(fā)揮混凝土的優(yōu)勢。

第二，設計高層建筑結(jié)構材料時多選取聚乙烯管材。通常情況下，聚乙烯管材主要可以分成高密度、低密度與中密度3 類，屬于高分子材料，具有柔性好、延展性優(yōu)良及抗沖擊性強的特點，將其用在建筑建設中可以更好地滿足城市給排水需要。另外，聚乙烯管材具有較高的結(jié)構穩(wěn)定性與抗腐蝕性，這些都能為高層建筑施工建設提供幫助。

第三，設計時可以合理選擇鋁塑復合管。鋁塑復合管屬于一種新型材料，抗腐蝕性較強且具有可加工性，可用于個別特殊給排水設計部位。此外，實際設計期間還要重視各管道的功能，如孔網(wǎng)鋼帶塑料復合管不但具有聚乙烯的結(jié)構特點還兼具鋼結(jié)構的優(yōu)點，因此在強度與功能上具有明顯的優(yōu)勢。

4.4 自動噴水滅火系統(tǒng)設計

自動滅火系統(tǒng)應嚴格按照國家建筑標準進行設計。噴淋頭結(jié)構設計需要考慮高層建筑高度與給水管損失情況，合理調(diào)整入水壓力，設計完成后需檢查噴淋效果，保證設計合理。同時，高層建筑需要根據(jù)吊頂情況選擇噴淋頭，對于無吊頂建筑選擇直立狀噴淋頭。此外，設計者也要考慮高層建筑中電力設備和暖氣管道的安全設置，噴頭設置要遠離這些設備。而且警鈴不能設置在樓道里，以免影響鈴聲的傳播效果，報警閥應連接管道且管道長度為20 m 以上。

4.5 給排水污水管網(wǎng)設計

設計給排水系統(tǒng)污水管網(wǎng)時應考慮實際排放需求，合理設置管網(wǎng)。在分析單體出戶管標高和下水道預埋深度對設計的影響后，設計人員還需要考慮下游支管的接入問題。根據(jù)國家有關規(guī)定，設計人員在設計污水管網(wǎng)時可令下水道與道路、建筑物平行。同時，在設計管網(wǎng)系統(tǒng)基礎要素時還應關注設計流速、最小管徑等問題。

4.6 生活用水管網(wǎng)設計

高層建筑生活用水管網(wǎng)設計中水量與水壓的設計要求較高，樓層較高且生活用水需求較大的居民可能會存在斷水問題。因此，可以采用分層加壓供水方式確保水能夠正常輸送到較高的位置，但還是難以滿足低樓層住戶的用水需求，故該給排水設計僅適用于地勢高或者建筑樓層高的住戶。因此，可以根據(jù)各個樓層的需求進行給排水設計，充分利用不同的揚程水泵，在保障生活用水供水穩(wěn)定性的基礎上有效減少管網(wǎng)中的損耗問題，這樣既可以提升生活用水管網(wǎng)的供水效率，還可以強化供水系統(tǒng)的節(jié)能效果。

5 結(jié)語

隨著城市建設規(guī)模的不斷擴大，對建筑給排水消防設計的要求也越來越高。當前的高層建筑給排水消防設計過程中，給水系統(tǒng)與自動滅火系統(tǒng)等方面仍存在一些問題，因此必須及時分析設計問題并明確設計要點，以滿足城市居民的生活用水需求，大力推動城市化建設發(fā)展，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供動力。