高层建筑给排水消防设计方法的分析

陈俊

【摘要】由于高层结构存在着的特殊性，高层建筑的给排水和消防设计直接关系着人民的生命和财产安全，同时也是审核工程质量是否达标的重点。本文主要围绕当前高层建筑给排水系统存在的问题和设计要求展开深入讨论，探讨高层建筑的给排水和消防的设计方法。

【关键词】高层建筑；给排水；消防；设计方法

中图分类号：TU208文献标识码： A

自从我国实行改革开放以来，我国的城市化进程不断加快，出现了城镇人口首次超过了农村人口。随之而来的便是土地资源在人口密度不断升高的情况下变的日益稀缺。为了满足日益增长的城市人口生活、学习和工作等的需求，高层或者超高层建筑日益成为了当代社会建筑发展的主流，促使我国的建筑行业得到了迅猛发展。随着科学技术的不断进步，加之城市土地资源的日趋紧张，具有创新意识的设计理念和结构形式的各类高层和超高层建筑不断涌现。对于高层建筑而言，科学合理地选择消防给水系统，对于保障建筑物内部的人身和财产的安全起着至关重要的作用。本文将结合多年以来从事高层建筑给排水和消防系统设计的实践经验与体会，分别从给水系统设计、排水系统设计和消防系统设计这三个方面来详细阐述给排水系统设计和施工过程中应该注意的问题和事项，以确保给排水消防系统的安全稳定。

1、高层建筑给水系统的设计

1.1 给水管道设备的选用

在给水管道设备材料的选择上，我们通常应从温度、压力、使用环境和安装方式等不同方面来进行综合考虑，进而可选择出一种最符合建筑需要和居民满意的设备材料。以往在给水管道设备材料的选择上，我们通常选用热镀锌钢管，但是由于其容易因在空气中长期暴露受到腐蚀，从而使得用水质量达不到国家卫生要求的正常标准。因此，热镀锌钢管逐渐被另一种新型的材料“塑料给水管”所取代。选择的这种新型材料设备，无论从质量上、耐压强度上还是其耐腐蚀能力上等各个方面都远远优于以往钢管的使用效果。因此，塑料给水管得到了广大使用者的认可和好评。

1.2 给水方式的确定

对于给水方式的确定，首先从分配布局的角度来说卫生间和厨房的布置是建筑设计首先要详细考虑的事情，因为如果一旦发生矛盾的时候，给排水设计人员将必须承担一定的责任。因此，必须转变设计人员的观念，根据卫生间和厨房的功能，将卫生间和厨房的布置看成各个方向上必须一起综合考虑的事情。以往认为只要建筑设计怎么布置，给排水施工就怎么样配管的想法是不正确的，应该要做到提前介入，为之后的给水方式做好合理的准备。

由于给水方式的选择不仅关系到日常给水系统的使用质量，而且还关系的整个项目工程的成本问题，所以其设计是高层建筑的给水系统设计中最为核心的部分。现已大量使用的在高层建筑上采取的加压供水方式主要有：高位水箱供水、气压水箱供水以及无水箱变频泵供水三种供水方式。在对给水方式确定的问题上，通常是根据采用何种加压供水设备能够实现更加可靠、安全、合理、经济的原则来进行选取的。由上述内容可知，正确的选择给水方式和加压方式是高层建筑给水系统设计中的重中之重。

1.3 给水竖向分区的设置

由于高层建筑物的高度较高，如果只通过外围管网的供水压力进行供水其供水压力是远远不能满足要求的。因此，为了提高水压，实际施工中一般要借助于增压设备来进行辅助的供水。如果在此过程中给水系统不进行竖向分区的话，那么下层的卫生器具等就会因为经常承受比较大的静水压力而出现下层给水阀门水流量过大、上层给阀门流量过小以及阀件出现磨损等而造成渗漏等不良问题的出现。所以，许多工程实践表明，对高层建筑给水系统进行分区设置是一种有效解决上述问题的最好办法。

给水分区就是在建筑物的垂直方向上, 依序合理地划分出若干个供水区, 每一个供水区都有完善的给水系统。合理设计给水竖向分区是高层建筑整个给水系统设计中首要的和基本的环节。竖向分区是否合理, 将直接关系到给水系统的运行、使用、维修、管理、投资、节能及效果。若分区过大, 会由于下层水压过大而给用户的使用带来许多不利之处, 而且管材也容易损坏, 容易产生回流污染及水锤和水锤噪声。若分区过小, 将会增加高层建筑的供水分区数, 从而增加了给水系统管道、设备和建设投资及日常的维护管理工作。

2、高层建筑排水系统的设计

2.1建筑排水整体走向的确定。

建筑排水的整体走向应该根据市政府针对高层建筑排水要求的规定来进行确定。用于排除居住、公共建筑及工厂生活间的洗刷、洗涤和冲洗便器等污废水，可进一步分为生活污水排水系统和生活废水排水系统。建筑内部的排水体制可分为分流制和合流制两种，分别称为建筑内部分流排水和建筑内部全流排水。所谓的建筑内部分流排水是指居住建筑和公共建筑中的粪便污水和生活废水及工业建筑中的生产污水和生产废水各自由单独的排水管道系统排除。而建筑内部合流排水是指建筑中两种或两种以上的污水和废水合用一套排水管道系统排除。

2.2 排水体制的确定

建筑内部排水体制的确定应该根据污水性质、污染程度并结合建筑外部排水系统体制、有利于综合利用、中水系统的开发和污水的处理要求等多方面进行综合考虑。当出现下列情况时，较宜采用分流排水体制：（1）两种污水合流后会产生有毒有害气体或其它有害物质；（2）污染物质同类，但浓度差异较大；（3）医院污水中含有大量致病菌或含有放射性元素超过排放标准规定的浓度；（4）不经处理和稍经处理后可重复使用的水量较大；（5）建筑中水系统需要收集原水时；（6）餐饮业和厨房洗涤水中含有大量油脂时；（7）工业废水中含有贵重工业原料需加收利用及夹有大量矿物质或有毒和有害物质需要单独处理时；（8）锅炉、水加热器等加热设备排水水温超过40摄氏度时等。合流排水体制宜于采用的情况有：（1）城市有污水处理厂，生活废水不需回收利用时；（2）生产污水和生活污水性质相似时等情况。

2.3 排水系统的平面布置的优化

排水系统与给水系统之间存在很大的不同，因为它不需要进行竖向分区的设计，其只需要安装专用或共用的辅助通气立管即可，并且排水立管要最大程度的保持上下曲直贯通。排水管道由器具排水管（其为连接卫生器具和横支管之间的一段短管，除坐式大便器外，其间含有一个存水弯）、横支管、立管、埋设在地下的总干管和排出到室外的排出管等构成。排水系统的作用是将污水和废水能迅速安全的排除到室外。

2.4 排水管线材料的选用

一般情况下，工程中最常用的是选择金属管材或者加厚的塑料管材，并需要进行实际排水系统的水压力计算。

3、高层建筑的消防系统的设计

在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍的，也是对公众安全和社会发展威胁性最大的主要灾害之一。人类使用火的历史和同火灾作斗争的历史是相伴而生的，人类在利用火的同时就不断总结火灾发生的规律，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。对于高层建筑而言，当发生火灾时存在着救援难度大和逃生可能性小等情况，可靠的消防系统是消除火灾的最有力的保障，因此，对高层建筑消防系统进行科学可靠的设计是非常关键的。

因为建筑的楼层较多，楼梯间、风道、电梯井、管道井以及电缆井等的分布也较多，可以加速火势的蔓延，因为对于防火消防系统的要求非常高，因此消防系统一直都是高层建筑自身保护系统中的关键环节。根据国家颁布的《高层民用建筑设计防火规范》，对于高层建筑的防火系统设计遵循“预防为主、防消结合”的方针，立足于防火自救，采用安全可靠的防火措施，以下将对高层建筑的消防系统设计进行探讨。

3.1 自动喷水灭火系统

自动喷水系统是配合水泵接合器共同作用的，设置的数量根据自动喷水系统的所需用水量和使用环境进行确定，但一般情况下都不少于两个。随着科学技术的不断进步，现阶段自动喷水系统正在逐渐向着节约水量、提高灭火效率以及更加注重人性化的细水喷雾系统等方向发展。此外自动喷水系统还应该考虑到因为冻结而中断供水等极端情况。

3.2 消火栓系统

高层建筑的消火栓系统可分为室内和室外两种。室内的消火栓系统通常是配合高压或者临时高压给水系统，一般采用二次加压的方法使高层水压达到消防标准的要求。当高层建筑的消火栓出现超压时，还应该考虑使用具有减压稳压功能的消防栓。室外低压给水管道的消防用水水压也不应该小于0.10MPa。

4、经验总结

总而言之，给排水消防系统的科学合理设计是高层建筑的重要组成环节，是高层建筑物建造过程中一项必不可少的建筑安装工程，其设计是否合理、施工是否达标和选材是否可靠等直接关系着人们的生活便利和人身的财产安全。本文结合当前高层建筑给排水系统存在的问题和设计要求总结了高层建筑的给排水和消防的设计方法，为高层建筑的给排水消防系统的可靠设计，节约建设资金提供了一定的技术指导。

【参考文献】

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[2]崔静.高层建筑给排水消防设计方法分析[J]. 中国公共安全（学术版），2012.

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