朱丙田
江苏现代建筑设计有限公司 江苏泰州 225300
摘要：由于高层建筑具有层数多、用水要求高、高度大、振动源多、排水量大等特点，因此对建筑给水排水的设计、施工、材料及管理方面都提出了较高的要求。本文就高层住宅给排水及消防系统设计进行分析和阐述，本工程涉及到给排水系统、室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统及建筑灭火器配置等内容，并对高层建筑给排水和消防设计提出一些建议。
关键词：高层住宅；给排水；消火栓给水系统；自喷系统
引言：社会飞速的发展，人类对建筑的要求越来越高。由最初的安居变成舒适到现在演变成时尚、气派。对于建筑开发商来说，把握好给排水及消防的设计是至关重要的。要不断的设计出新的，有跳跃式的，适合时代发展的住宅风格。满足人们的需求，要想立足于建筑行业，给排水以及消防的细节设计不能局限于现在，还要努力设计出更加细腻的、方便的、可靠的方案，在不断的创新中摸索着前进。
1.给排水工程简述
高层建筑是当前城市中的重要建筑类型，其给排水系统具有一点的特点：建筑的高度较高；内部人员数量较大，用水的设备多，用水量也比较大，一旦在高层建筑中发生停水，就会严重的影响到人们的正常生活；建筑内部的竖向分区较多、动力设备较多，有较高的火灾隐患；高层建筑中的排水量也比较大，排水管较长，管道中有较大的压力波动。就目前来看，如果做好高层建筑的给排水系统，促进内部的正常运转是当前重点需要解决的问题。虽然近些年来随着技术的发展，高层建筑的设计水平也有所提升，但是在给排水系统中也存在许多需要解决的问题：对于新型减压设备的开发与运用；安全可靠的供水技术的研究与推广；经济型管道材料的开发；消防自动控制技术；如何提高排水系统的过水能力，保持排水系统内部的压力稳定等等。
2.高层建筑中排水系统的设计
排水系统的质量直接的影响了整体建筑的质量，对于其内部居住者的日常生活也带来了一定的影响，因此在进行设计的过程中，就要尽量从使用者的角度出发，保证排水系统的正常运行，给人们营造一个良好的居住、生活的环境，避免因排水不畅而造成污染等状况的发生，影响人们的身体健康或空间使用的舒适度。高层建筑中卫生洁具的排水使用的管道较长，在底层的排水压力较大，很容易出现喷溅的现象；由于卫生洁具的排水方式属于间断式的排水，在排水的过程中将会使排水方向的管道内部产生正压，在水流下落的时候，后续的管道就会形成抽吸，这些因素可能会导致建筑底层用水洁具喷溅现象的出现。通常在高层建筑中，超过10层的污水收集排放需要设置专门的通气立管，以保证管道内气流顺畅，减小管道内压力波动。针对要求较高的建筑物内，宜设置器具通气管。
在排水系统的设计过程中，底层一层宜设置单独的排水管，尽量避免底层排水支管连接到上层排水主管的出户管上；整体的排水系统中应该加强通气，使管内能够保持气压的平衡状态，并且要采用专门的通气管或者是新型的排水管道；在排水管道中应该采取一定的消能措施；针对设置有废水回收利用的建筑，在排水系统中，应将污水与废水分开排放，以便后期针对不同水质采用不同的处理深度回收利用，以达到节水的目的。另外对室内环境要求较高的建筑宜将生活污水与废水分开单独排水，避免长期不使用时水封干涸后，污水臭味串入室内。
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3.给水系统的设计
就目前我国城市给水状况而言，水压一般只能满足建筑五至六层的生活用水要求，对于高层建筑，城市市政给水管网的水压就不能满足高区部分生活用水的要求，绝大多数采用分区给水方式，因此合理划分生活给水系统竖分区，也是生活变频调速供水设备节能的重要因素，分区内层数较多，则会造成变频设备设计流量加大，在用水量较小的情况下，需开启水泵的负荷增加；另外，由于分区内系统压力较高，很多楼层的压力过剩，入户管设置减压阀的层数增加，耗能也相应变大，造成能源浪费。
高层建筑生活给水系统设计中最为关键的是给水方式的选择，它直接关系到生活给水系统的使用质量和工程造价。由于管网压力过高会对加大日常使用时用水器具的磨损，比压力适中时浪费更多的水。根据《建筑给排水设计规范》中相关条文，高层民用建筑生活给水系统应竖向分区，且各分区最低卫生器具配水点处静水压力不宜大于0.45MPa；水压大于0.35MPa的入户管，宜设置减压阀，使每层入户压力不大于0.2MPa，以满足节水的要求。另外应该合理确定给水系统垂直分区，保证给水设备卫生器具的正常使用，避免压力过高，出现不必要的能量浪费。
4.消防系统
4.1室外消防系统设计
对高层建筑的室外消防系统进行设计时，为保证消防供水的安全性，应采用环状管网，当满足可采用一路供水的情况时可采用枝状管网，但这种情况也应尽量在场地内连接成环，以提高管网的安全性。如果市政给水管无法满足以上要求，则应结合建筑物的具体情况设置相应的消防水池。一般而言，应通过室外火栓的用水量计算之后再确定室外消火栓的数量，每个室外消火栓的用水量应设置为10～15L/S。另一方面，应把室外消火栓和路边之间的距离应控制在2m以内，和高层建筑外墙之间的距离则应为5m~40m。另外需要注意的是：室外消火栓宜沿建筑周围均匀布置，在建筑消防扑救面一侧宜设置不少于2个室外消火栓，且室外消火栓与消防水泵接合器的间距应为15~40m。目前很多住宅小区下部会设置有汽车库，在车库上部覆土内埋设管网工作量较大且维护不便，可将室内消火栓环网在汽车库内敷设，这种设计管网维护方便且工程造价较低，需要注意设置消防水泵接合器时需参考地上地下逐步调整优化。
4.2消防水池
根据现行《消规》的规定，大多数的住宅小区、单体建筑及高层建筑等，当设置室内消火栓系统时，除个别多层住宅符合设置湿式消火栓困难时可设置干式消防竖管，其他建筑均应设消防水池加压供水。从小区规划的角度来看，宜采用区域集中消防供水系统，即在区域内只设1个消防水池及加压泵房，来满足区域消防供水的要求。但这里需要考虑消防水池的设置位置是否合理，能否满足小区内消防最不利建筑的消防用水量及压力要求等，选用消防泵流量和扬程时需复核管网损失。
4.3消火栓系统设计
在高层建筑的消火栓系统设计中,室外消防用水量应按建筑总体积根据建筑类型按规范选择,室内消防用水量按建筑总体积分别根据各种功能取值选用最大值，但若是住宅建筑与其他功能组合的建筑，应按各自的体积分别选用消防用水量。消防设计的重点是消防的分区，合理的的分区可减少维护运行的成本并保证管网的安全性。根据《消规》规定，系统工作压力大于2.40MPa或消火栓栓口处静压大于1.0MPa均应采用分区供水。设计中需要注意的是在消火栓栓口静压0.5~0.7MPa时可采用减压孔板减压，0.7~1.0MPa时可采用减压稳压型消火栓。管材的选用较原规范更加明确，分为小于等于1.2MPa；大于1.2MPa不大于1.6Mpa；大于1.6MPa三种情况进行选择，需要注意的是这里的是系统工作压力，而非水泵的扬程，设计中应按照《消规》中8.2.3条中系统工作压力选择。
4.4自动喷水灭火系统的设计
自动喷水灭火系统是在发生火灾时,喷头动作水流指示器向消防中心显示着火区域位置,并向消防中心报警，喷水泵启动供水灭火。在消防设置较完善的国家，自动喷水灭火系统是最有效的消防灭火系统。喷淋泵的启动可由消防水泵出水干管上设置的压力开关、湿式报警阀处的压力开关和高位消防水箱出水管上的流量开关直接启动。消防水泵启动前,首先要满足灭火系统的水压要求,增压水泵的出水量应达到一个自动喷水灭火系统喷头的用水量,若不能满足稳压要求时，需设置增压水泵稳压。设计的难点是流量开关的设置，由于要考虑管网的渗漏水量，设计大了会延误火灾前期及时动作灭火，设计小了，会导致系统误启动频繁。对比两者的利弊后，可以考虑设计偏大些，这样可减少频繁误动作的发生，实际运行中，频繁误动作的弊端会较严重，因为维护的人疲于每次都重新复位误动作的系统后很可能会关闭系统的自动启动，这样火灾真正发生时，系统起不到作用，而造成极大的损失。
结语：
目前我国的城市间中，高层建筑的数量逐渐的增多，成为了城市中的代表性建筑，并且很多高层建筑也在逐渐的朝向多功能、结构复杂、大型化等方向发展。在高层建筑中通常都会聚集着大量的人员，因此就需要做好给排水系统的设计以及消防系统的设计，在保证人们正常生活的同时，也要提高建筑的安全性，减低因为火灾带来的巨大损失，给人们的生命安全以及财产安全带来有效的保障。
参考文献：
[1]住宅给排水系统中的设计问题及解决办法[J].陈予.住宅科技.2017(05)
[2]住宅给排水精细化设计浅析[J].汤宗武.建材发展导向.2017(12)
[3]住宅给排水管道设计方法的研究[J].孙源忠.科技资讯.2014(29)
论文作者:朱丙田
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/21
标签：消火栓论文; 建筑论文; 系统论文; 高层建筑论文; 给排水论文; 管网论文; 用水量论文; 《防护工程》2018年第32期论文;