浅谈高层建筑给排水消防设计关键技术

【摘要】高层建筑的高度问题对给排水设计和消防设计工程方面造成一定的困扰。高层建筑给排水及消防关系到建筑消防功能的运行，一栋建筑的给排水及消防设计，直接关乎到该建筑能否正常使用以及能否保证其质量安全。本文首先分析了高层建筑给排水消防设计存在的弊端，其次说明了高层建筑消防系统设计的要求，最后详细阐述了高层建筑给排水消防设计的关键技术及几点建议。

【关键词】高层建筑；给排水；消防设计

随着城市化进程脚步的不断加快，高层建筑建设规模及数量呈逐年扩张和增加趋势。高层建筑逐渐成为城市现代化建设水平的标志。然而，近些来年，有关城市高层建筑给排水消防安全问题引发的火灾等事故时常发生，对人们的生命财产安全造成了严重的威胁。基于此情况，我们必须要高度重视高层建筑给排水消防设计工作，严格按照高层建筑给排水消防设计要求，加强对高层建筑给排水消防设计方法的优化和改进。

一、高层建筑给排水消防设计弊端

1. 对设计不够重视。高层建筑对给水消防系统稳定性要求较大，且与其他类型建筑有差异。但设计人员常没注意到这点就按照多层建筑的系统标准设计，以致设计出来的消防系统起不到应有作用，忽略了高层建筑消防安全的真正需要。

2. 给水管试压设计不准确。高层建筑消防给水管网设计参数需要计算确定，但实际中，高层建筑试漏检修的设计计算结果常凭经验推导取得，这不仅使高层建筑设计参数与实际使用存在差异，也使高层建筑消防给水管网不能很好的满足相关要求，造成严重安全隐患。

二、高层建筑消防系统设计要求

1. 消防给水设计要求。高层建筑发生火灾，会相较于普通建筑物发生火灾的灭火难度大个几倍甚至十几倍，目前基本上还是以人员的自我救助为主，消防给水系统只能是延缓火灾的发展趋势，所以在设计高层建筑物消防给水系统时要根据不同的要求、功能、高度设计不同的灭火设施。除此之外，在设计中尽可能设计通过用水来灭火作为主要灭火工具，兼顾其它辅助灭火工具；

2. 消防排水设计要求。高层建筑消防排水设计所要遵循的原则是：尽可能减少火

灾发生时灭火后所产生的水能够及时排除，防止排水不及时长时间水侵建筑主体或建筑内的设施造成二次损失。消防排水主要是指把因灭火产生的大量水排出建筑物，可防止大量水阻碍逃生路径以及防止其他财产长期间浸泡而损坏。若单纯的依靠雨水排除管道，很有可能达不到理想效果，巧妙运用雨水管道虽然简单快捷，但在消防重点防护区域，由于灭火所需的水量远远超出普通区域的用水量，所以很有必要设计专用的排水管道来解决问题。同时，高层建筑内很有可能会发生上层水渗透到下层水的情况，所以消防排水系统必须考虑到相应的防返溢措施，以及防止雨水系统的倒灌现象。另外，也要保证电源畅通，以免发生火灾时消防排水系统的故障发生。

三、高层建筑给排水消防设计关键技术

1. 消防水泵房设计

消防水泵房是为消防储备水源的主要方式，其主要设计系统是消防水池。在高层建筑物发生火灾的，用水量大是显而易见的，为防止消防系统供水不足或因消防进水管道单一或给水管道分散造成不能及时灭火而带来危险的情况，消防水池就是很好的供给方。高层的建筑消防水源用水量一般可通过规范要求的标准来计算得到，消防水池的设计也必须根据建筑的具体情况来设计，以保证高层建筑火灾的初期消防用水。在进行消防泵房设计时还应注意到的细节问题：

（ 1） 消防水泵的选择要有一定的重视，选择小功率的水泵，不仅能在一定程度上节约能源，在有效的保证整个水泵系统的运行以及并联操作时上也起到一定的保障作用。

（ 2） 应将导流墙设置在消防水池吸水槽中，以保证消防水池吸水槽没有死角。

（ 3） 在消防泵房面积较小的情况下，布置消防泵房时应与电气专业协调，预留好控制箱的摆放位置，控制箱摆放位置既要符合电气专业要求，同时应不与湿式报警阀以及消防泵出管冲突。

（ 4） 相关人员要依据水泵的运行效率对水泵进行相应的调速，以便能够确保并提高水泵运行的效率。相关设计人员还要通过对消防泵进行防超压设计，以便有效地保证水泵的完好和正常运行。

2. 消火栓消防系统设计

根据相关规定，大部分的高层建筑，办公楼，住宅楼都会设置对消防水池的二次加压，但基于国家城市的可持续发展战略，高层建筑设计者会更加的注重地域集中式的消防供水系统，也就是说在某一范围内仅仅设置一处消防水池及泵房来满足该区域内的所有消防用水需求，当然在设计过程中要注重水池的设计是否规范，科学合理等。而这时对于高层建筑消火栓的设计就必须满足消防总用水量和消防水头的压力要求等，水管强度和水头压力的测试必不可少，目的是为了保证整个管网布置完成后整套高层建筑的防火安全。

3. 高层建筑电梯消防设置

高层建筑发生火灾，消防员常会用到消防电梯进行救援和灭火的工作，在电梯间设置的消防栓，常被消防员用来做开道工具或自我保护。为保证电梯的安全运行，在电梯的井底要设置排水设施，同时在地下室的其他位置要设置集水坑，集水坑的容量应大于 2 立方米（ 此处的集水坑容量为有效容积） ，并且要注意和排水泵的管道相联接，及时排出多余水量。为防止紧急情况，还必须设置备用的排水泵。

4. 自动喷水灭火系统设计

（ 1 ） 走道设置喷头。走道，楼道是逃生的主要通道，在此处发生火灾，为及时灭火，应根据高层公共建筑的相关规范要求分别在走道部分设置喷头，设计时应将走到喷头和配水管或者其他支管连接，以保证走道喷头与走道支线水管相匹配。此外，设计人员对于一些实际问题要慎重考虑，比如电力设备线路的走向问题，确保布置管线不出问题。

（ 2 ） 配水管入口的减压设备。高层建筑自动喷水灭火系统的设计在针对配水管入口的减压设计时应从两方面考虑，一是要对高层建筑的高度和水力在运行过程中的损失进行参考； 二是要及时对水泵的扬程情况进行相应的计算，以便能对配水管入口处的压力进行准确的掌 握，从而设计出减压方案。

（ 3 ） 试水装置。试水装置一般设置在自动喷水灭火系统的末端，设计人员在设计时，首先要依据试水出水口的流量和对试水装置的要求，设置相匹配的装置； 其次是要根据设置的相匹配的试水装置，设计出配套的间接排放的排水方案来防止有淹水情况的发生。

（ 4 ） 信号阀。信号阀的位置应设置在每个防火分区干管的始端，以保证火灾时能及时发出信号传送启动喷淋泵。

（ 5 ） 稳压泵。稳压泵在设置时，应注意使稳压泵的出水达到相关要求，使其能够保证并满足一股水柱的压力。稳压泵是在高层建筑给水排水消防系统中的一种重要设备，可提供足够的压力来保证水源的正常供给，同时，为达到足够的稳压，设计人员还可通过添加其他的稳压设施或者是设计将水箱位置太高等措施来严格控制稳压泵的供水扬程。

（ 6 ） 报警阀。报警阀的设置一般是与自动喷水灭火系统连接的，一旦发生火灾，报警阀启动，相应的消防系统自动喷水灭火，以达到在消防人员达到之前，减小灾害的危害以及提醒众人逃生的措施。安装报警阀的部位应该注意设置排水沟或其他排水设施。设计人员一般会将报警阀设置在楼道，墙壁等明显的位置或者是在值班室外，以便实现消防系统自动喷水时，报警阀能及时相应。

四、高层建筑给排水消防系统设计的几点建议

1. 高层建筑消防安全排气

通风管道的设置之所以在高层建筑消防设计中考虑设置排气、通风管道，其主要目的是为了能够净化建筑物室内的空气，同时在火灾发生时能够及时间建筑物室内的有毒有害气体排出，防止人员吸入大量的有毒气体造成伤害；一般在设计过程中应考虑使用非燃性的材质的排气、通风管道，以防火灾发生时管道在高温环境下燃烧融化。

2. 消防水泵出口处放水阀和稳压回流措施

根据《高层民用建筑设计防火规范》规定要求，在消防水泵供水管上应设置 DN65 放水阀门，并根据消防水泵的排水量的大小合理确定其排放位置；如果消防水泵的排水量比较大，应将水排放到消防水池；消防水泵排水量较小，一般将水排放到泵房集水池即可 ；然而大量的实践证明，如果消防水量小于水泵选定流量值，消防栓水枪出水压力及流量达不到要求，难以达到灭火要求 ；因此，建议在消防供水管上设置安全稳压阀，以避免市政管网压力过高或过低情况时通过该装置进行压力调节。即利用回流管泄压并将回流水排放到消防水池。

五 结 语

综上所述，高层建筑消防给排水设计是一项复杂而系统的工程，设计人员应牢固掌握高层建筑消防给排水设计方面的知识及规范要求，并紧密结合高层建筑空间及结构的实际情况合理设置各种消防设施及设备。