给排水工程师小议高层建筑给排水消防设计

从实际情况来看即使一个项目工程人员非常用心、非常细致的去完成，并且完成了设计院内部审查、审图公司审查等程序，但是设计中一些细节问题依然存在，甚至还是比较严重的问题，这便需要设计者在工作完成后，静心的将消防系统进行梳理，查缺查漏，为建筑消防设计的安全尽心尽力，将消防隐患彻底排除在施工阶段。高层建筑消防给水系统是高层建筑消防设计的重要组成部分，正确合理地选择消防给水系统，对于保障建筑物内财产和人身安全起着至关重要的作用，同时也是高层建筑设计审核中的重中之重。本文对易出现的消防给水问题进行了总结和分析。

1 高层建筑给排水消防设计常见的问题

1.1 设计人员的观念问题

高层建筑不同于普通建筑，而前者设计人员的设计思想往往仅仅停留于普通的设计理念层面上，譬如建筑给排水布局缺乏消防安全的考虑，个别建筑未经过消防审核及验收就投入使用，给建筑的消防安全带来隐患。

1.2 消防给水管网试压问题

消防给水管网的施工是按照试漏检修和强度试验两个步骤进行的，但目前在管网试漏检修和强度试验方面，大多数不符合设计规范要求，给排水系统的正常运行带来很大隐患。

1.3 自动喷水灭火系统设计问题

首先是在没有吊顶的场所安装直立型喷头的时候，按照有吊顶的规范布置，导致喷头与梁的距离不符合规范，而设计师在设计图纸上布置喷头，通常忽略了施工的实际需求，从而使得设计与施工错位。另外一个方面是没有将自喷系统的水力警铃设置在公共通道或值班室的外墙上，一旦发生火灾，即使自动喷水灭火系统会自行启动，所引起的报警声音却不能被相关的人员发现，很有可能造成不必要的财产损失，甚至是人员伤亡。

2 高层建筑给排水的消防设计方法

2.1 地下消防水泵房给排水设计

高层建筑的供水方式种类较多，除了消防栓系统供水、自动喷淋供水等，还应设置地下消防水泵房及消防水池，以保证足够的水量作为消防储备[1]。地下消防水泵房给排水设计首先是消防水池的设计。如果天然水源或者市政给水管道无法满足建筑所需的消防用水量，且消防进水管道只有一条，给水管道为枝状，就应设置消防水池，这样才能够保证室内外消防用水的正常供应。消防用水量需要根据高层建筑的具体情况进行计算[2]。例如按照《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045―95(2005年版)，对于一类建筑，室外消防用水量为30L/s，室内消防用水量为40L/s，火灾延续时间按3小时计;自动喷水灭火系统用水量为30L/s，火灾延续时间按1小时计。故室外消防用水量为324m3，室内消防用水量为540m3，10分钟消防储水量不应小于18m3。在对此类高层建筑在做消防给水设计时，首先要将公共生活、住宅及消防用水分开设置，宜采用区域集中室内临时高压消防给水系统，设置地下消防泵房，消防水池容积为540m3，储存3小时的室内消火栓用水量和1小时的喷淋用水量97m3，且应设置18m3的消防水箱一个，以确保火灾初期的消防用水。消防泵房的设置还应注意：

第一，应在消防水池中设置导流墙，以减少死角，同时通过循环水泵的设置保证池水的循环。

第二，防水泵时，通常是在考虑水泵特性曲线的基础上，再进行管道系统特性曲线的考虑，选择水泵的时候，一是要考虑水泵组的运行综合效果，尽可能选择功率较大的水泵，提高工作效率，并且节约能源，二是水泵在并联的时候，尽可能使其接近高效段的左边界。

第三，组安装高度的调速，要结合全速运行状态，提高水泵的运行效率。再次是水泵的防超压设计，目的是在高层建筑需要分区供水的时候，通过使用多出口的消防泵进行防超压，避免水泵损坏。

2.2 自动喷水灭火系统设计

自动喷水灭火系统是高层建筑给排水消防系统的重点之一，此系统的设计，笔者认为应分成六个步骤进行分析。

第一，头：按照规定要求，喷头的数量在8个或者8个以下，为了解决走道内自喷配水管管径过大的问题，喷头要在配水支管接出，并结合暖通、电力等布置管线。

第二，水灭火系统配水管入口的减压设计：一方面要考虑建筑的高度和水力的损失，另一方面应在自动喷水灭火系统平面布置后，进行水泵扬程的计算校核，以此确定入口处的压力，进行减压设计。

第三，火系统末端试水装置的设置：首先根据相关的设计要求，按照试水接头出水口的流量系数确定自喷末端试水装置的型号，其次在确定型号之后，将排水管设计成间接排放，避免排水漏斗的水道气体深入室内。

2.3 消火栓的设计

建筑物室内消火栓一般包括：消火栓箱、消火栓、水带接扣、消防水带、消防水枪。在消防电梯前室设置的消火栓，应保证每一层有两股水柱同时到达室内任何部位。另外，消火栓给水系统中应按照规范规定和设计要求，在需减压处设置减压孔板等减压装置，避免消火栓栓口的静水压力过大，造成消火栓的损坏。消火栓栓口的静水压力超过0.8MPa时，应采用分区给水系统，大于0.5MPa 时，则应设置减压孔板等减压装置。例如一商住综合楼设计室内消火栓消防用水量为40L/s，室外消防用水量为30L/s，火灾延续3小时，室内消防用水量由消防加压水泵和屋顶水箱联合供给。屋顶消防水箱储存18m3的消防用水量，在消防水箱间内设置2台稳压泵(一用一备)及1个气压水罐以确保室内消火栓正常供水。

3建筑给水技术的现状及需要注意的问题

近几年来,高层建筑大量出现,但某些城市的供水能力严重不足,且城市水厂发展速度滞后于住宅和公共建筑的发展速度,加之管道老化、承压能力下降,有不少城市不但高层建筑需升压供水,一般的多层建筑也不能满足顶层出水水头的要求。因此,增压设施成为建筑给水中发展最快的一种装置。我国常用的增压设施是水泵、气压给水设备和变频调速给水设备,采用变频泵+气压罐组合式设备的技术已日趋成熟,但须注意以下几点:

3.1增压所造成的静压过高:高层建筑高度大,生活用水一般要按照用水点的静水压力0. 35~0. 45 MPa进行竖向分区。工程实践表明,当分区压力过大时,底层水压较大,用水器具容易损坏,且水流流速大,使用不便。一般设计采用用水点的静水压力7-0. 35 MPa进行分区。生活用水增压后送到顶层水箱,然后用比例式减压阀向下供水。

3.2环保和节能的组合:除了在功能上要达到要求外,为了达到经济上也合理的目的,高压区供水多采用变频泵+气压罐的组合式设备,变频泵可设置成工频和变频、人工和自动调节等方式,根据小区的发展规模、季节、时段、天气等因素适时作出调整,使机组始终处于高效区运行,这样比一般的供水设备节电20% ~50%。

4 结束语

综上所述，建筑消防给排水系统是建筑投入使用后安全保障的一个重要因素，尤其是高层建筑，对消防设计的要求越来越高，由此会不断产生各类新的问题，因此，高层建筑给排水系统在进行设计的时候，必须将消防的理念纳入其中，从建筑安全的角度进行设计分析，提高建筑给排水系统的消防能力。

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