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摘要：近年来，随着生活水平不断提高，生活质量上升，经济发展的快速发展，高层住宅的排水设计不仅要符合设计规范，而且要满足设计人员的要求，因为高层建筑需要满足人们对水、电、气的基本需求，所以给排水系统的施工有一定的难度，如果设计师能够加强对高层建筑给排水专业设计及施工要点的研究，这样能有利于我国高层建筑的装修工作的开展。设计师需要通过高层建筑的总体情况对管道的位置及管道的功能进行设计，这样才能保障给排水系统的正常安装和使用，保障人们的基础生活需求。随着人们对生活品质的追求，高层建筑的施工质量需要得到保障和提高，我国对于高层建筑给排水专业设计及施工要点的研究必定更加严格，我国能通过解决施工过程中出现的问题提高给排水系统的总体运用效果，提升高层建筑的舒适程度。
关键词：高层；给排水；特点；系统设计
一、高层建筑给排水消防设计现状
从实际和设计工作去看，高层的供水防火设计工作中，存在一些问题，这对正常使用高层建筑产生了一定的影响，总结问题所在，针对问题开展设计非常有必要，下面内容简要总结出几点问题。
（一）给排水消防设计合理性不足
高层建筑给排水设计中，经常出现由于各种主客观因素，导致消防设计不是非常理想的问题。比如说，设计的消防水池，没能达到具体的要求，突出表现在水泵适配器上，其在实际运行时，达不到相应要求；消防供水系统不够完善，消防供水基础设施配置不合理，各类要求的满足程度较低。消防整体设计表现出了使用的资源量增加，导致高层建筑服务功能受到影响。
（二）排水管布置合理性较低
高层建筑中的排水设计是非常重要的消防设计任务，但是部分高层建筑的排水管设计存在不合理的问题，影响到消防泵和与之相关联的区域，会有一定数量的存水。消防排水设计没能同生活排水设计，有效地结合在一起，这导致消防排水设计受到一定影响。
（三）消防栓位置与数量设计不合理
设计过程中，对于消防栓数量和位置的确定过程中，因为客观因素或者主观因素的影响，导致出现了一定的不合理性，这就影响到了消防设计的合理性，消防栓使用功能受到影响，这在很大程度上导致了其使用效率的下降。
（四）受到成本控制的影响
部分建筑工程受到成本资金的影响比较大，给排水消防系统设计同样会受到成本资金控制的影响，所设计出来的自动灭火统，完善性不高，导致在实际使用时，部分功能要求不能实现，这在很大程度上影响到高层建筑使用的安全性。另外，消防系统设计还要考虑到后期的维护工作，但是却很少有人注意，也就会影响到消防系统的使用寿命，也在很大程度上导致高层建筑使用性降低。
二、高层建筑给排水系统工程的特点
（一）高层建筑给水热水消防系统静水压力大
如果使用只有一个供水系统，它不仅会影响使用，而且管道和配件很容易破坏。因此，供水必须合理地垂直分区，以降低静水压力，保证系统的安全运行。
（二）高层建筑引发火灾的因素多
高层建筑的使用比较复杂，火灾损失的可能性较大，火灾后容易迅速蔓延，人员疏散困难。因此，我们必须建立一个安全可靠的室内消防给水系统，以满足各种消防需求，消防给水的设计应以自我预防和自救为基础，以确保火灾的及时扑灭和重大事故的预防。
（三）高层建筑的给排水量大
许多人使用高层建筑给排水设备，大量的给水排水量，如果有水或下水道堵塞事故，大范围的影响，必须有安全可靠的水源，经济合理的给排水系统，通风，妥善处理排水管道的问题，确保安全可靠的给水排水畅通和方便的维护和管理。
（四）高层建筑对防噪声、防震等要求较高
室内管道和设备有很多种，如长管道、噪声源和多种源。我们必须考虑管道保护的措施，如防震、防沉降、防噪声、水锤、管道膨胀和位移，以及过高的压力。为确保管道不漏水，不破坏建筑结构和装修，不影响周围环境，使系统安全运行。
三、消防给排水系统的维护方法
（一）消火栓的维护
消防栓是火灾中最强大的安全保障，它对日常维护非常重要。由于消火栓通常放置在建筑物的走廊或社区外，所以会经常受到人为以及天气变化的影响以及损坏。相关单位应派遣专业维修人员进行维修，如定期清理消防栓消火栓箱垃圾，避免堵塞；消火栓手柄经常旋转和应用润滑油，防止生锈；消防栓和所有贮箱定期拧紧松动的螺丝，防止生锈；经常使用火栓，检查操作是否顺畅；如果发现水的堵塞和泄漏的情况应及时更换。
（二）消防喷头给水系统的维护
在日常维护工作中，应做好以下工作，检查消防喷头和软管是否完好无损；检查连接螺丝是否有锈迹；查看阻水圈有无污渍以及渗水的情况；确定消防泵在5分钟后报警后能打开；检查有关的指示灯和报警灯是否能亮；定期对消防喷水灭火系统进行完整的演练，并记录，观察在运行过程中出现的不良现象。
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四、高层建筑消防给水系统的设计方法
（一）消防水池的正确设置以及保证高层建筑两路供水
消防水池安装条件是当消防用水不满足要求时，高层建筑给水需要安装消防水池。消防水箱的安装方法：消防水池的容积计算，是在建筑物火灾过程中首先计算的，将使用消防水的总和，然后在管道内供水水的数量；进水管道的补给时间可以根据火灾时间计算；建筑外部消防用水应符合实际情况的增加；对于国内使用和消防水箱安装，避免饮用水源的污染；当高层建筑屋面水箱在消防水泵之间的管道规定时也很常见；由于需要安装至少两个，如果管道合并成一个时会引起火灾池的安全隐患；消防水泵和各支路的消防管道也应能保证两路供水管道。
（二）走道喷头的布置
为了不影响高层建筑的美观，通常没有吊顶、隐藏机构梁和各种入口和排水管道。在有中央空调的高层建筑中，结构梁、风管、给水排水管道、输电线等将使高通道的高度不受天花板设计的影响。我们假设天花板的结构是不透气的，所以顶部的间隙很可能大于800毫米。此外，管道在通道上的设计也令人困惑，很容易在洒水喷头的输水管道中出现错误。该布局方法违反了水分配支管喷头的最大数量。根据规定，在水分配处允许的洒水器的数量应少于或等于8。
（三）高层建筑部分层自喷配水管入口应该按照要求去减压
配水管道的布置应平衡配水管入口的压力。在危险和中等危险的地方，输水管道入口的压力不应大于0.1MPa。如果高层建筑火灾危险等级，通常为危险级别，而喷头泵的压力应根据喷嘴的最大工作压力和顶层高层的计算。通过实践，我们可以得出以下结果：最高水平的证明配管入口压力不应大于0.3MPa，当然，会考虑不同的高度，不同的客观因素，如不同浪费火的高层建筑，所以高层建筑的一部分，以确保底部水入口压力大于0.4MPa。
五、高层建筑给水系统的设计分析
由于市政供水管网的水压无法满足城市高层建筑的用水需要，所以在给水系统中一般采用分区给水这一原则。即较低楼层的用户用市政管网直接供水，较高楼层的用户用增压水泵的方式进行供水。高层建筑的给水方式有很多，一般有高位水箱给水方式、气压水箱给水方式、减压分区给水方式和变频泵给水方式。不同地区可根据不同的特点采取不同的给水形式，有的工程设计中也会把几种形式相结合来使用。
（一）高位水箱给水方式
这种给水系统主要就是水箱和增压泵组成。通常有并联和串联两种方式，并联方式的增压泵放置在地下室或车库，水箱分别放置在各个分区，这种方式的优点就是各个系统互相独立，若某区故障停止供水，则其他区域不受影响。而且水泵集中安装，便于维护管理。缺点是要求水泵的功率较大，数量较多，且分区水箱占有了楼层的面积，影响整体的经济效益；串联方式的增压泵和水箱分设在各区，低区的水箱兼做高区的水池使用，这种方式的优点是系统勿需设置高压管线和高压水泵，但高区供水的安全性较差。两者共同特点是高位水箱长期搁置会产生二次污染。目前高位水箱给水方式采用率越来越少。
（二）气压水箱给水方式
气压水箱给水方式在设计过程中一般配合减压阀一起使用。气压水箱搁置在地下室或车库中，通过气压水箱的压力配合通过各分区的减压阀分别供给不同分区的用水。这种给水方式的优点是只需要一个气压水箱就可以了，不仅节省了成本还节约了楼层面积。而系统管网也相对简单。缺点是气压水箱储水量小，水泵起停频繁，水压不稳定。运行费用较高。这种给水形式一般不适用于高层建筑生活给水方式，消防系统多有采用。
（三）减压分区给水方式
减压分区给水方式和高位水箱的結构类似，区别在于，减压分区给水方式是由一个水泵把整个建筑的全部用水量送到楼顶的高位水箱，再由高位水箱分送至各自的减压水箱或减压阀。这种方式的优点是水泵用量少，设备费用较低。缺点是需要水泵的功率较大，运行成本高，且加压阀的稳定性较差，供水安全性低。楼顶的水箱容积较大，对于建筑的抗震和结构不利。
六、排水系统设计要点
高层建筑排水设计的关键在于消除由高度引起的重力势能，因为水流自200-300m的高处落下，会产生极大的势能，破坏管系。而解决这一问题的突破口是分析水流状态。在排水立管当中，水流中有空气，是不均匀的，在下落过程中流量不稳定，且满流与不满流相互交替。当立管当中的水流处于柱塞流状态，且气流不会对水塞造成破坏时，会形成冲击流，前端为正压，比大气压强大，后端为负压，比大气压强小，伴随水塞不断下落，管内气压变化，产生喷溅或者是抽吸，影响水封层，致使排水系统无法正常工作。
为了确保排水管系的可靠性与安全性，并使设计做到经济合理，第一步应防止柱塞流的产生，使水流保持在理想状态，即等速水膜流，此时要通过水力计算，根据计算结果对立管负荷极限进行控制，使其在等速水膜流状态下达到终限流速时的流量。除此之外，还应采用有效的消能措施，减慢水流速度，防止管系受到水流冲击。通过试验得知，在立管上按一定间距布置“乙”字形弯能减慢近50%的水流速度，在实际工程中通常从顶层开始按照6层的间隔设置立管消能装置；另外一个能确保管系安全的方法是通过对通气立管的布置实现与大气相通，以此释放正压为负压提供补给，促使管内气压和大气压力相通，使空气能在立管中流通，并有效排除管内有毒有害气体，避免水封遭到破坏。实践表明，通过对通气立管的合理设置能提高近一倍排水性能。上述方法能在设计中有效消除由高度产生的水流势能，从而提高系统的安全性与稳定性。
七、结束语
高层建筑的消防给排水工程不仅要保证其符合我们的相关规定，而且要根据当地的建筑条件和实际情况设计系统。由于我国水资源短缺，建议相关建设部门从人民的角度出发，采取主动加强管理和相关技术手段，以保障居民的舒适住房，实现节能环保，符合我国可持续发展的国家政策。可以看出，找出一套切实可行的设计方案是非常必要的。
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论文作者:金诗格
论文发表刊物:《建筑细部》2018年1月下
论文发表时间:2018/8/16
标签：高层建筑论文; 水箱论文; 给排水论文; 方式论文; 管道论文; 系统论文; 水泵论文; 《建筑细部》2018年1月下论文;