高层建筑给水及消防系统设计

高层建筑给水及消防系统设计
作者：孙秀瑾
来源：《中国科技博览》2013年第15期
摘要：在超高层建筑中，人员密集、可燃物相对集中，火灾隐患也较多，一旦发生火灾，建筑内人员疏散困难、火灾蔓延迅速、组织救援与实施灭火都相对困难。

如何合理地设计给排水及消防系统，对超高层建筑日常运行的经济性，以及消防时的安全性和可靠性是高层建筑给排水设计最主要的问题。

关键词：高层建筑；给排水；消防设计
【中图分类号】U664.88
1、引言
随着经济的快速发展和科学水平的不断提高，高层建筑的高度和层数也在不断地增加。

进入21 世纪，高层建筑向着层数更多、设备更完善、功能更齐全、技术更先进的方向发展。

高层建筑己成为现代化大都市的一种标志。

但是，高层建筑具有层数多、高度大、功能广、结构复杂等特点，这也给高层建筑给排水系统提出了更高的要求。

例如：高层建筑给水排水设备使用人数多，水量大，一旦发生停水或排水管道堵塞事故，影响范围大；竖向分区多；动力设备多；火灾隐患大；高层建筑的排水量大，管道长，管道中压力波动大。

使得高层建筑给排水设计无论是在技术广度还是设计深度上都远远超过一般的建筑给排水。

一、高层建筑给水系统设计
高层建筑的给水系统主要是为建筑当中的用户提供正常生活以及工作用水，分为取水、输水、水质处理以及配水设施等几大部分。

以下就对高层建筑的给水系统设计进行探讨：
（一）选择给水管道
高层建筑的给水系统设计之初是要选择合适的给水管道，为了防止水对管道内壁形成锈蚀现象污染水质，对传统的热镀锌管道进行优化升级，选择质量较轻、安装方便、成本更低的塑料管道。

此外针对各种高层建筑的用途和档次，管材的选择还应该中和考虑使用环境、安装技术以及水压、温度的等影响进行综合比较后做出最合理的决定。

（二）确定给水方式
现阶段高层建筑的给水系统通常使用的是加压供水方式，根据加压设备的不同可以分为高位水箱加压供水、气压水箱加压供水以及无水箱变频泵加压供水三种形式。

在进行高层建筑给
水方式设计时，需要综合考虑经济性、技术性以及供水的可靠性等因素。

可以说高层建筑的加压供水是整个给水系统的核心环节，因此需要通过科学合理的分析选择出最佳的加压方式。

二、高层建筑排水系统设计
高层建筑排水系统设计包括生活废水、污水以及屋面雨水的收集和处理系统。

主要分为室内排水和室外排水系统两大类，其中室内排水对于生活废水、污水的收集有分流或者合流两种形式，在设计时需要根据建筑所在城市的排水制度进行最终确定。

以下就对高层建筑的排水系统设计进行探讨：
（一）中水系统
中水就是再生水，具体是指被污染过的水经过特定的处理后，达到规定的水质要求并满足高层建筑用户的使用要求。

从经济角度分析，中水的成本最低，约为1～3 元/吨，而海水淡化的成本约为5～7 元/吨，跨流域调水的成本约为5～20 元/吨；从社会角度分析，中水系统利用有助于改善生态环境，实现水生态的良性循环。

伴随着我国自来水、污水以及中水三者间价格日趋合理，相信中水的经济效益以及社会效益会更加明显。

（二）同层排水
高层建筑的同层排水是指在同楼层内平面施工敷设使得污水及废弃物的排放达到或超过同类和其他排水方式，顺利进入排水管道，一旦管道发生堵塞的情况，在本楼层内就可以进行清理疏通。

进行同层排水设计时需要注意排水管材的选择，必须要有较高的密封性、结构轻度高能够抵抗外力冲击并且还应该考虑到材料成本的因素。

三、高层建筑消防系统设计
（一）消火栓给水系统的分区设计
高层建筑消火栓给水系统有以下几种分区方式：
（1）给水管网竖向分区，每个区分别有各自专用消防水泵，并集中设于消防泵房内。

（2）管网竖向各区由消防水泵或串联消防水泵分级向上供水，串联消防水泵设置在设备层或避难层。

（3）采用减压阀减压分区，当一级减压阀减压不能满足要求时，可采用减压阀串联减压，减压阀串联减压不宜超过2级。

（4）设有避难层的超高层建筑可采用减压水箱减压分区。

（二）室内消火栓系统设计中的几个问题
（1）要注意水泵接合器宜分散设置，方便安全使用。

（2）布置消火栓时，不能为了追求美观而把消火栓设置在不显眼的地方。

（3）寒冷地区的高层建筑，消火栓给水系统的上部水平环管可在最高层布置，从而避免环管设置于屋面带来的管道保温问题。

（三）自动喷淋灭火系统设计中的几个问题
（1）自动喷水灭火系统的系统选型，应根据设置场所的火灾特点和环境条件、以及不同类型系统的技术特点确定。

建筑物中保护局部场所的干式系统、预作用系统、雨淋系统、自动喷水一泡沫联用系统，可作为分支子系统，串联接入同一建筑物内的湿式系统，其供水管应与湿式系统的配水干管连接。

（2）自动喷淋系统设计流量不能简单的按照“面积强度乘积法”来计算，通常按此种计算方法得出的设计流量通常比实际所需流量小，如地下车库喷淋系统喷头按结构梁布置时，由于结构梁等的影响，实际布置喷头数量会比正常情况多，故应按最不利情况作用范围内喷头的总流量来作为自动喷淋灭火系统的设计流量。

（3）水力警铃应设置于有人值班的地点附近或经常有人停留的场所，与报警阀连接的管道，其管径应为20mm，总长不宜大于20m。

4）每个报警阀组控制的最不利点喷头处，应设末端试水装置，其他防火分区、楼层的最不利点喷头处，均应设直径为25mm的试水阀。

末端试水装置是用于检验系统的重要组件，其作用是：在模拟火灾初期仅开放1只喷头的最苛刻条件下，检验系统的状态。

如将压力表安装在阀门的入口管道上，测量到的压力将包括阀门的摩阻。

末端试水装置的出水，应采取孔口出流的方式排入排水管道。

四、结束语
综上所述，给排水消防系统的设计是高层建筑的重要组成部分，是建筑物中一项必不可少的建筑安装工程。

尤其是随着近年来我国城市生活用水量的不断增加，生活用水的水质却越来越差，这无疑给给水处理和污水处理带来了沉重的负担，同时也就使得城市建筑尤其是高层建筑的给排水消防系统问题已成为了建筑设计者必须面临的问题。

而一个高层建筑拥有先进的给排水消防系统不仅能够在一定程度上缓解城市居民用水的供需矛盾，解决高峰期缺水问题，而且还能够有效地减少污水排放量，保护环境，取得较好的社会效益和环境效益，进一步推进节水型社会的建立。

参考文献：
[1]景世维，浅谈给排水设计的几个技术问题[J]，太原大学学报，2007，8（2）：123-124
[2]《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版）
[3]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）
[4]《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）
[5李石平，多层商住楼消防给排水设计的思考[J]，技信息（科学教研），2008年06期。