鱼台县建筑设计院 山东济宁 272300
摘要：随着社会的不断进步，城市人口的不断激增，高层建筑越来越多，技术要求也越来越高，对环境的要求也越来越讲究。在经济快速发展的现代高层建筑中，给排水设计的发展方向越来越多地趋向于节能环保这一要求。现如今，全球水资源日益减少，节水成为了世界性的话题与趋势，为适应时代的发展，建筑节水成为了建筑行业的一个新趋势。而在高层建筑中，由于垂直高度的加大，增加了给排水设计工作的难度，所以高层建筑的工作重点是给排水设计，在提高技术水平的同时，还可以提高高层建筑给排水设计的质量，并且确保高层建筑排水功能可以正常使用。本文主要对高层建筑给排水及消防设计进行分析研究。
关键词：高层建筑；给排水；消防设计
一、高层建筑给排水设计施工的内容
1.1给水工程设计
该项设计内容包括对整栋建筑居民用水量的计算、给水方式的选择，并对给水分区进行合理划分、对给水管道水力参数的计算、管材选择、管道管径大小的确定、对给水增压设备参数型号的确定等工作，同时对排气阀、减压阀、泄水阀、倒流防止器或空气间隔等保障系统安全运行的设施应做到正确选型、合理布置。
1.2排水工程的设计
该项工作的设计内容主要包括确定合理的排水方式和排水体制、对排水走向的设计规划、排水管道的铺设安装、通气方式以及卫生洁具的位置选择、污水处理的布局设计、雨水排水和空调排水系统的设计、排水管道的器材选型等，并进行图纸绘制，明确相关的施工要求。
1.3室内消防系统的设计
该项内容也是高层建筑给排水设计的重要内容，它包括室内消防给水系统增压设备的选型、自动喷水装置的设计、消火栓系统的设计等。
二、高层建筑给排水工程设计
2.1高层建筑的给水方式
（1）气压罐给水
气压罐给水系统中需要利用到气压罐和离心水泵两种设备，整个过程就是利用气压罐内的空气压缩性来贮存并调节水量的高度，而再结合水泵机组的软启动和循序启动来实现建筑给水。该给水方式中不需要安设水箱或者水塔，使得建筑物的荷载和基建投资有所节省，密封式的罐装储水又可以避免水资源遭到污染。该给水方式中，缺陷就是容水量较小，给水压力不够稳定，给水的可靠性不能够得以满足，水泵启动的频繁使用，也缩短了其使用寿命，进而使得维护设备的经费会有所增加。
（2）减压分区给水
顾名思义，所谓减压分区给水就是利用减压阀或减压水箱来进行解减压。水直接通过水泵注入最高处的水箱，然后按照楼层顺序依次向下面的水箱供水，又或者是在上下区间装置减压阀来替代水箱，进而起到减压的作用。相比较于其他给水方式来说，气压罐给水的设备和管道设计都较为简单，安装成本低并且方便维修管理。然而因为下去的供水需要较大的压力供应，因此在能源消耗方面水泵的耗费会更大一点。
2.2生活热水供应系统
高层建筑的给排水系统中，热水供应系统是存在问题较多的一个环节，局部热水供应系统和集中热水供应系统是高层建筑热水供应系统的两大组成部分，给排水设计时可以根据用户业主的需求来选择适宜的生活热水供应系统。一下是笔者认为生活热水供应系统中所存在的一些问题。
（1）水垢处理问题
热水供应系统中，结垢是较为目前较为严峻的问题，基本都是采用软化、控制热水温度以及磁水器应用等措施来加以控制。据笔者了解所知，我国绝大多数的高层建筑都是通过软化法来处理水垢的，然而该处理方法需要大量的盐，实施起来不仅费用消耗很大，而且管理起来也不是很方便。磁水器在运用时，热水的温度控制在四十摄氏度到六十摄氏度之间，是运用物理方法将水垢打散后进行处理一种方式。
（2）排气问题
高层建筑中，负责给水加热的设备一般设置在地层，因此设备在向上供水时，溶于热水中的气体会随着压力的变小而逐步析出或分离，整体水压呈现为下底上高的状态，这样的状况对于供热管道的质量考验很大，因此在高层建筑的热水供给系统中，排气方面的问题需要及时得到解决。
（3）热水循环水泵承压问题
处于建筑底层的热交换器，其循环水泵需要承受的静压力十分巨大，所以一般水泵的密封性能和泵壳强度都不能满足高层建筑的供水要求，一般都需要去专门的厂商订货。
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2.3给排水设计的节水措施
（1）变频调速水泵供水
高层建筑通常采用变频调速水泵水箱联合供水方式，高位水箱可以通过水泵实现，再由上向下供水，并需要安装减压装置，防止用水点超压，造成不必要的能量损耗，当电机频繁地被启动，会造成电量的大量浪费。给水系统供水时，可以采用变频调速水泵来直接供水，调节水流量可以采用调节速度这一方式来实现，水泵的转速可以根据水量的需要自动调节，当水量需求大时电机转速会同时加大，需求小时电机转速会同时减小。这样，既可以节省水箱、水罐等设施的安装，较少了设备投资费用，也可以避免因为电机频繁启动而导致的电能浪费。
（2）节水型卫生器具
科学技术的不断发展，节水型设计越来越多地被使用在卫生器具上，根据实践数据统计可知，与传统的卫生器具相比，节水型的卫生器具至少可以节约百分之三十的水资源。所以，在高层建筑给排水设计时，要充分使用节水型卫生器具，它不仅可以减少水资源的浪费，还能降低加压能耗，这种方式常常应用在现代高层建筑给排水系统设计中。
（3）利用高层建筑的位差
任何事物的发展都离不开创新，想要使建筑给排水系统设计更加完善，需要根据高层建筑给排水的结构特点不断地创新设计。施工单位可以利用高层建筑的位差比较大这一特点来节约水资源。在居民日常生活用水中，对于优质杂水如洗漱用水、沐浴废水等可以进行高效利用，将其存放在特定的水箱中，通过沉淀、过滤，去掉杂质，然后用于本层以下用户的卫生间冲刷用水或工程用水。为了确保低层建筑用水的连续性，在水箱中设置浮球阀来控制水位，如果水箱中的水位低于最低水位时，可以补充常规用水，确保有足够的用水量，这种方法在减少了水资源浪费的同时，还节约了电能，是一项值得在高层建筑给排水系统设计中广泛推广使用的工程。
三、加强高层建筑消防设计的有效措施
现如今多、高层建筑形式的发展，让人们越来越重视房屋建筑的安全性。作为影响房屋安全性之一的消防设施也逐渐受到人们的重视。2014 年至今，国家连续修订了《消防给水及消火栓系统技术规范》及《建筑防火设计规范》等多种防火规范，对消防设施的设计预配置提出了严格的要求和控制。以往消火栓给水系统经过多年的灭火经验，受到了广大群众的质疑，人们逐渐将目光移向了以自救为主的自动喷水灭火系统，而简化的消火栓系统做为辅助进一步加强了水灭火系统的作用，使建筑使用者的生命和财产安全得到了更好的保障。
3.1消火栓设计
消火栓也是整个高层建筑给排水消防设计中极为关键的一个组成部分，对于这种消火栓的设计来说，其在当前的重要性和价值越来越突出，尤其是随着区域集中消防供水系统的使用，这种消火栓的设计显得更为必要，科学规范的设计消火栓能够有效地保障整个高层建筑消防用水时的有效性，避免出现用水不足等问题，因此，在具体的消火栓设计中，应该充分的考虑高层建筑消防总用水量的大小，并且针对其具体的压力进行准确的计算，保障其整个管网内部的消火栓都能够正常的运行，提升其消火栓的实用价值。
3.2消防电梯设计
对于消防系统来说，安全通道是极为关键的一个组成结构，充分的设置足够数量的安全通道是保障整个建筑消防安全的一个重要举措，对于高层建筑来说，因为其高度的关系，所以其安全通道一般都是通过设置消防电梯来实现，这种消防电梯的设置能够在较大程度上提升发生火灾时的救援和灭火效率，对于高层建筑使用人员的安全来说是极为关键的，并且对于这种消防电梯的设计来说，一般还会结合相应的消火栓进行综合设计，即在消防电梯内也应该安装相应的消火栓，并且设置好准确的供水设施，保障其使用的有效性，有时候为了更好地实现相应的消防目的，还可以设置备用水泵来实现相应的消防功能。
3.3自动喷水灭火系统设计
自动喷水灭火系统设计在当前的高层建筑给排水消防设计中应用的极为频繁，已经成为了必不可少的一个关键技术手段，具体来说，在这种自动喷水灭火系统设计中应该重点关注以下几个方面的设计内容：
首先，在高层建筑的走道设置足够数量的喷头是保障其消防功能实现的一个基本前提，也是自动喷水灭火系统发挥作用的一个关键点，对于这种喷头的设计来说，除了要保证其数量符合相应的设计标准要求之外，还应该确保其连接的准确性，把这些喷头和相应的配水管有效连接在一起，保障其能够在发生火灾时及时的喷水；其次，一般来说，在配水管设施的入口处还应该安装相应的减压设备，这种减压设备的存在能够更好地保障其整个高层建筑自动喷水灭火系统的运行效果，对于这种减压设备的使用来说，应该重点针对其整个的配水系统进行准确的计算，了解其水泵的扬程，根据这一状况来选择恰当的减压设备进行减压处理；再次，在整个的自动喷水灭火系统中，试水装置也是极为关键的一点，其主要是存在于末端，但是其作用却是至关重要的，尤其是在具体的设计过程中，这种试水装置的存在可以供相应的设计人员使用提供相关设计的依据，并且根据其试水结果来进行恰当的调节，保障其整个自动喷水灭火系统的可靠性，并且还能够有效的避免出现淹水状况，保障其整个系统的可行性；最后，自动喷水灭火系统设计还应该针对其报警装置进行密切的关注，这种报警装置的存在也是其能够发挥应有作用的一个基本条件，对于这种报警装置的设计来说，主要包括两个方面的内容，一方面是对于信号阀的安装应该恰当，尤其是对于信号阀的安装位置来说，更是应该进行严格的审查，保障其能够准确反映相关的指标，而对于报警阀的设计来说也应该进行充分的关注，要保障其能够最为及时有效地针对出现的火灾状况进行报警反应，基于这一点来说，最为关键的就是应该准确的设计报警阀的位置，确保其能够最为及时的发现火灾状况，并且及时发出相应的报警信号。
结束语
我国的高层建筑也在日趋增多，同时高层建筑的安全性也日益受到关注。高层建筑给排水消防设计是一门应用技术，我们应该科学系统地了解高层建筑的具体结构和消防要点，掌握高层建筑给排水消防设计的实施技巧和科学应用，为现代高层建筑的消防安全提供基础保障，避免不必要的财务和人员的损失，促进我国经济健康有效发展。
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论文作者:刘凤华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/15
标签：高层建筑论文; 给排水论文; 消火栓论文; 水泵论文; 系统论文; 水箱论文; 用水论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;