摘要：近年来，我国高层建筑工程越来越多，大大提高了土地资源利用率。但是高层建筑居住人口密集，存在较多火源。如果突发火灾，将会引发十分严重的安全事故，造成巨大的生命财产损失。设计人员在高层建筑消防给水排水设计中，需要给予高度重视，及时消除消防安全隐患，在消防给水排水设计提供一定的安全保障，最大限度减少火灾发生造成的生命财产损失，保障设计的科学性。
关键词：高层建筑；消防给水排水；给水方式
引言
高层建筑是为了解决城市土地面积日益紧张而出现的建筑物，其大多具有人员密集、可燃性建筑材料多、疏散难度大的特点。因此，一旦高层建筑中出现火灾，会为人民群众的生命安全和财产安全带来极大的危害。科学合理地进行消防给水排水系统设计对于高层建筑中居民的安全保证有着重要的意义。
1高层建筑消防给水排水工程特点
1.1安全可靠性要求较高
针对高层建筑给水排水和消防系统设计时，可靠性是否符合标准需要设计者们着重考虑。由于高层建筑一旦发生火灾，火势极难控制，所以在设计消防系统时，一定要将居民自救首先考虑，然后在此基础上确保高层建筑消防系统的整体可靠性过关。
1.2静水压力较大
针对高层建筑进行给水排水设计时，高层建筑的静水压力也要重点考虑，由于高层建筑与普通建筑有着较大区别，所以如果采用普通建筑的单区供水方法，则很可能导致水压过大，从而无法保证可靠性，给相应的零部件及水管造成破坏。
1.3管道机械强度高
相比普通建筑来说，高层建筑的排水量要求较高，并且排水管道也较长，以上因素导致管道的内部水压力变化较大。所以，在针对高层建筑排水系统设计时，一方面要确保其排水能力，另一方面也要保证输水管道内部水压保持稳定。基于此，高层建筑消防给水排水系统管道材料在选择时要在保证其经济性的前提下尽可能地选择高强度材料。
2当前高层建筑消防给水排水系统给水方式的设计问题
目前，高层建筑消防给水排水系统给水方式的设计工作主要存在三种问题，分别是给水排水系统需待健全，消防给水排水系统自动控制技术较为落后，排水系统的排水能力偏低。一般来讲，高层建筑人口众多，供水量大，水流量也很大，这必然会增加给水排水系统的运行压力，容易导致给水排水系统堵塞或者破裂。其次，和美国相比，中国高层建筑消防给水排水系统的自动化控制技术还相对落后，不能及时发现和处理系统运行过程中的问题，最终难免会导致给水排水系统瘫痪。另外，高层建筑水流量很大，排水系统的排水能力却比较低，很难在短时间内排除大量的水流。
3给水方式
目前，在我国高层建筑中主要有以下几种给水方式：减压分区、高位水箱、变频泵无水箱等，以上方式各有优缺点，要根据实际高层建筑的具体情况来针对性的选择。高位水箱给水方式是通过泵房内的离心水泵供水，由于可在未发生火灾时在高位水箱中储存一定的水量，所以可确保供水水压持续稳定。此种给水方法优点是成本低、方式简单，但相应的也存在一定的问题。由于水箱内的水流动性较差，所以时间长了以后很可能造成水箱内水质污染，如消防设备需经常使用，可以选用此方式；减压分区给水方式主要是利用减压阀进行减压，在不同区域内分别安装水箱，利用水泵将水导入最高楼层上的总水箱中，然后上区水箱向下区进行供水，也可在管道上安装减压阀，水流经过减压后进入下一分区的管道网络。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此方式的优点是维修方便、可靠性强且不需要为减压阀设置水箱，从而提高建筑的利用率，但缺点是下区处水压损失较大、水泵能耗增加；变频泵无水箱法主要是利用变频器的自动化功能进行给水，利用变频器控制电动机的转速，从而实现流量与水压的平稳运行，在提前预设好水压基础上，可以根据不同时间的水量变化来利用变频器调整电动机的转速，从而保证给水系统的可靠平稳，此方式最大的优点是在保证水质的前提下节约能源，但缺点是变频器成本较高，并且易受外界电磁干扰，所以在使用方式供水时要做好抗干扰措施。
4高层建筑消防给水排水系统给水方式的优化设计
4.1水泵房设计
对于高层建筑来说，消防给水的使用量是通过计算得出的，为了保证高层建筑的灭火用水量，必须从高层建筑的实际情况出发对消防水箱进行蓄水。但实际上，如果遇到特别严重的火情，就会出现消防给水的用量远远达不到消除火灾的目的，这时候就要及时、有效地加以补充。因此，设置消防水泵房，通过在消防水泵房内建消防水池，进行消防水源的储备，一定程度上能够解决消防给水不足的问题。设计消防泵时要注意以下几个方面：（1）设计导流墙，以防消防水池出现死角，并通过循环水泵实现水循环。（2）为了节约能源，提高工作效率，保证水泵在并联操作中能够高效运行，尽量选用功率较大的水泵。（3）根据水泵的实际情况调节运转速度，以有效提高水泵的运行效率。同时，为了保证水泵能够正常工作，在设计过程中对水泵进行防超压设计。
4.2设置竖向给水分区
高层建筑只依靠城市管网供水压力直接供水，不仅不符合设计的相关规定，也很难将水输送到高层中。在高层供水实际中，提升水压辅助供水，提升压力的过程中若没有竖向分区，会导致高层水阀的流量过小、阀门磨损严重，影响居民正常的生活用水；下层卫生器具就会承受过大的静水压力导致水阀流量过大，甚至导致卫生器具管道的渗漏和爆裂。实践表明，进行高层建筑物的竖向给水分区可以有效解决上述问题，高层一般分为低层给水管道、中层给水管道、高层给水管道。在竖向方向上合理划分供水区，健全供水区的给水系统，竖向分区的科学设计是高层建筑给水系统设计的基础。科学合理的竖向分区直接影响给水系统的维护、运作、节能等环节，分区高度过大，导致下层水压大，对用户造成不良的影响，给水管材的损耗也非常大，容易产生回流污染和水锤噪音等问题。分区过小，增加了高层建筑供水分区，造成资源浪费，导致给水管道过多，不利于日常维护和检修。
4.3合理设计消防给水排水系统给水压力
做好高层建筑消防给水排水系统给水方式，首先要设计好给水压力，全面优化消防给水设施，确保消防管网中有充足的水量与水压，这样无须启用升压设备就可以直接进行灭火。另外，要注意高压给水设施有两种使用情况，第一种情况特指管网中的水量与水压不能满足灭火需求，此时，在灭火过程中必须及时启用消防水泵，这样方能增加水量与水压以实现灭火的基本目标。第二种情况则是指当管网内的水压和水量能够满足灭火需求，为了维持压力的稳定性和持续性，则需要在泵房内设置消防水泵以保持气压给水设备的良好状态。
4.4合理设计消防给水排水系统的喷末端试水设施
在高层建筑消防给水排水设计中，设计人员布置好试水阀和压力表以后，必须科学设计与调整喷末端试水设施，确保出水口径的流量系数能够满足基本要求。
结语
综上所述，全面优化高层建筑消防给水排水系统给水方式的设计方案，提升高层建筑的消防安全指数与实用性，必须注重合理设计高层建筑消防给水排水系统给水压力，根据供水范围科学设计给水方式，合理设计消防给水排水系统的喷末端试水设施。
参考文献：
[1]赵健，王成金，于工.浅析高层建筑消防给水排水系统给水方式的设计与控制[J].中国新技术新产品，2014，（21）.
[2]丁航.试论高层建筑消防给水排水系统给水方式的设计工作[J].葛洲坝集团股份有限公司三峡分公司，2014，（11）.
[3]闫传飞.基于高层建筑消防给水排水系统给水方式的设计分析[J].低碳世界，2016，（36）.
论文作者:李刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/28
标签：高层建筑论文; 水压论文; 排水系统论文; 方式论文; 水泵论文; 水箱论文; 分区论文; 《基层建设》2019年第1期论文;