摘要：目前，在高层建筑工程高水平和高质量的要求下，给排水消防系统的设计也面临着机遇和挑战。近几年的某些现存高层建筑，因给排水消防系统存在设计缺陷及问题给居住者带来了人身安全以及财产上的威胁。作为相关建筑工程企业，要把给排水消防系统的设计和建设工作放在重要位置，严肃工作态度，严谨工作进程，落实工作任务，严格执行国家相关法律法规，脚踏实地，防患未然。
关键词：高层建筑；给排水；消防设计；消防水源；消火栓系统；自动灭火系统
1导言
为缓解城市用地紧张，满足人口日益增长的居住需求，高层建筑已经成为城市建设的常态。高层建筑在节约城市用地整合城市资源等有点之外，也面临着相对严重的火灾隐患。高层建筑具有火种多、火势猛、蔓延快，火情时逃生困难等特点，一旦发生火灾往往导致较多人员伤亡，造成不可估量的损失，因此，高层建筑设计中防火设计重中之重。其中给水排水作为火灾的直接预防和扑灭专业，它涉及的消防问题更需从严处理，消防设计的关键环节，并确保给排水消防设计的科学性与合理性。
2高层建筑给排水消防设计分类
在建筑防火规范中，民用高层建筑根据建筑高度、体量、使用功能等因素的不同，分为一类公建、二类公建、一类住宅、二类住宅和超高层建住等类别。正因为这不同的因素，每栋高层建筑所用选的给排水消防系统原理、种类、参数等都不尽相同。以消火栓系统为例，消防给水系统可分为高压消防系统（主要用于超高层建筑）；临时高压消防建筑（适用于绝大多数高层建筑）；低压消防给水系统（满足移动消防水泵取水需要的流量和压力即可），且系统工作压力大于2.4MPa或栓口静压大于1.0MPa时，需要采用水泵串联分区或减压水箱分区供水方式。本篇文章主要讨论和分析除超高层建筑外的高层建筑涉及到的给排水消防问题。
3高层建筑给排水消防设计关键技术
在明确高层建筑给排水消防设计要求的基础上，应做好给排水消防关键技术的研究，明确关键技术的重点与难点。对高层建筑而言，保证消防系统稳定供水，有助于及时扑灭火灾，降低火灾造成的损失，设计时需应用专业的消防供水技术，尤其应注重以下内容的考虑与落实：
3.1消防水源
根据我国现行相关规范，市政给水、消防水池、天然水源均可用作消防水源，并宜采用市政给水。但目前国内不同地区有各自的地方执行标准，只有上海等个别地区在有两路市政水源的情况下室内外消防系统可直接从市政管网引水源二次加压用于灭火，其余多数地区只有室外消火栓在两路供水的情况下可以直接利用市政管网及其压力供水，其他灭火设施均需设消防水池作为其系统水源。
3.1.2做好消防用水量计算
为保证消防系统供水量满足扑灭火灾要求，设计时应充分考虑建筑性质、规模，市政条件等实际情况，查阅相关规范，明确数据出处，根据同时发生火灾起数，灭火系统类型数量和各系统参数，加以准确计算，有理有据的确定消防水量，切不可经验主义。
3.1.3注重消防水池设计
消防水池设计中主要是水量的计算。消防水池的有效容积必须满足各个消防用水系统流量和火灾延续时间内所需总水量之和。如若干建筑或地块共用消防水池，则应以设计范围内各系统最大消防用水量为准，加和统计改水池的有效容积。设计时应考虑供水与管理的方便性，水池将位置选取在高层建筑群中，同时配合使用加压泵。
3.2消防水泵及其水泵房
3.2.1确保水泵选型的合理性
消防泵房作为供水设施的核心，设计工作中具体应注重以下内容的考虑：首先所选水泵必须满足设计流量和扬程。当前市场上有很多水泵品牌及型号，首先选择正规厂商的产品，其水泵的流量性能曲应为无驼峰无拐点高效段内的光滑曲线。其次，还应考虑水泵材质及承压满足工况及相关规范注明的要求。再次，还要注意设置备用水泵，水泵安装高度，水泵进出管流速管径等等一些相对琐碎但是不能忽略的技术问题。
3.2.2 消防泵房的选择位置
首先，为了火灾时便于消防人员及时到达，消防泵房应设置在地下二层及以上，且泵房内地坪距室外地坪高差不超过10米。其疏散门应直通室外（安全出口），并且保证泵房围护结构的耐火极限符合相关规范的要求。其次，消防水泵房位置应考虑其噪声影响，并采取降噪方案。再次，消防水泵房的位置还应考虑防冻采暖，通风换气，及设备吊装等等方面的影响。
3.2.3做好消防水泵房各种设备的合理布局
众所周知，消防水泵房中主要设有各系统的消防水泵及其控制柜。消防水泵房的布局应根据工程实际情况和建筑专业沟通确定合理的泵房面积。设计时应注意水泵台数，水泵基础间距，人员行走检修距离，以及预留控制箱摆放位置等因素。同时，还应考虑消防泵进出管及阀门附件的安装位置和空间等因素。另，除消防水泵房外，其他的消防给排水设备房间，如自动喷水灭火系统所需的报警阀室的设置也不应忽略。
3.3高位消防水箱及其稳压装置
供水设施除了水泵外，临时高压消防系统内应设有高位消防水箱及其稳压装置。
3.3.1高位消防水箱
高位消防水箱一般设置于系统最高出的建筑屋面上，且应置于消防水箱间内。消防水箱间应有排水，通风及采暖设施。
消防水箱最重要的设计参数为有效容积，该容积保证了初期火灾的消防用水量。根据建筑分类和使用功能的不同，高位消防水箱的有效容积有以下六种情况：6m3，12m3，18m3，36m3，50m3，100m3。
高位消防水箱的最低有效水位至各个水灭火系统最不利点的静水压力也有相应的严格要求，其高差达不到最低静压要求是必须设稳压泵。
3.3.2稳压泵
稳压泵宜采用离心泵也应设置备用水泵。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆它的设计压力满足相应水灭火系统自动启泵和管网充水的要求，设计流量为消防设计流量的1%~3%，且大于等于1L/s。
3.4消火栓设计技术
消火栓系统广义上可分为室外消火算系统和室内消火栓系统，室外消火栓系统的设计除流量之外，高层建筑的与多层建筑的其余设计参数大体相同，不再在此赘述。
高层建筑室内消火栓系统较为复杂，本文以较常见的临时高压消防系统为例分析介绍。
消火栓管网、消火栓加压泵、消防水池等内容的构成，在扑灭高层建筑火灾上发挥重要作用，设计时处与多层相同的基本设计要点外，还应注重以下内容的落实：
3.3.1保证各构成部分性能
为保证消火栓系统的正常运行，设计各个部分时应严把质量关。例如，设计消火栓管网时，一方面应将管网布置成环状，即，立面、平面均应成环。另一方面，使用阀门将管网划分多个独立段。布置阀门时应确保检修管道时关闭停用的竖管不超过一根，当竖管多于四根时，可将不相邻的两根关闭。按照通过流量确定竖管管径，但不能小于DN100。
3.3.2做好消火栓系统分区
消火栓口静水压力不能超过1.00MPa，若超过这一数值应注重分区给水。分区方式包括分区并列、串联使用一套消火栓加压泵，以及两个分区共用一套消火栓加压泵。其中分区并列使用一套消火栓加压泵优点有：各分区互不影响，相互独立，具有较高的安全系数。分区串联使用一套消火栓加压泵优点有：使用的加压泵功率小、扬程低，可使用一般管线。两个分区共用一套消火栓加压泵时，优点有：水泵房用电量少、面积小，加压泵投入小。设计时应根据高层建筑设计要求选择合理的分区方式。
3.3.3严格控制消火栓系统压力参数
当消火栓口出水压力超过0.5MPa时应设计减压装置。高层建筑栓口动压不应小于0.35MPa，充实水柱不能小于13m.
3.4自动喷水灭火系统
自动灭火技术主要有自动喷水灭火系统，水喷雾灭火系统、消防水炮灭火系统等，这里主要讲适用面最广泛的自动喷水灭火系统。
自动喷水灭火系统由消防水池、加压水泵、屋顶消防水箱、稳压系统，报警阀组，水流指示器、管网、喷头等构成，设计时应注重以下内容：
3.4.1明确设计重点
自动喷水灭火系统涉及的内容较多，要求设计人员明确系统构成以及设计工作重点，严格按照规范及设计要求做好各个环节的设计。
3.4.2做好喷头的合理布置
自动喷水灭火系统中喷头设计的是否合理得当，直接影响灭火效果，因此，设计时一方面，选择合适类型的喷头类型。喷头由玻璃球闭式喷头、易熔合金闭合式喷头之分，其中玻璃球闭式喷头当温度达到一定值后会发生爆炸，使得喷水口阀门脱落，喷水口便开启喷水灭火。易熔合金闭式喷头主要利用金属低熔解特性制作而成，当外界温度满足一定条件后，喷头便开放喷水。设计时应综合考虑高层建筑实际情况，选择合理的喷头形式。另一方面，做好喷头间距的设计。不同的喷头布设形式和火灾危险等级，间距要求不尽相同。
3.4.3保证设计参数的合理性
自动喷水灭火系统设计时还应以下参数的控制：以报警发处工作压力大于1.6MPa或喷头处工作压力大于1.20MPa为分区标准；各个报警阀供水的最低与最高位置高程差应控制在50m以内；轻、中危险级场所中各配水管入口压力不能超过0.40MPa。
3.5 水泵接合器
高层建筑的室内消火栓系统，自动喷水灭火系统，水喷雾系统，固定消防炮灭火系统必须设置的装置，它是室外消防给水系统的重要组成部分，主要连接消防车，向室内上述各系统供水。
3.6其他灭火设施
高层建筑灭火设施除上述外，还有建筑灭火器的配置，必要场所气体灭火装置等设施的存在。他们的配置要求虽然并没有因建筑高度的不同有明显的区别，但是这些系统也是高层建筑防火灭火必不可少的组成元素，必须按规范合理配置。
4结束语
总之，在对民用建筑进行有效设计过程中，必须对出现火灾的因素进行有效的分析，并从多方面对防火技术和防火设计方案进行有效的规划，把建筑的整体规划作为设计的着手点，并通过对设计的细节等进行有效的分析，通过科学化、合理化的设计，有效促进民用建筑防火功能的有效提升，保证通过防火灭火技术的运用，促进人们生活质量的有效提升，同时有效推动我国民用建筑的长足设计发展。
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论文作者:李颖
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/9/10
标签：消火栓论文; 水泵论文; 高层建筑论文; 喷头论文; 系统论文; 给排水论文; 灭火系统论文; 《基层建设》2018年第19期论文;