摘要：随着经济的快速发展和科学水平的不断提高，高层建筑的高度和层数也在不断地增加。进入21世纪，高层建筑向着层数更多、设备更完善、功能更齐全、技术更先进的方向发展。高层建筑已成为现代化大都市的一种标志。高层建筑有别于低层建筑，具有层数多、高度大、振动源多、用水要求高、排水量大等特点，因此，对建筑给水排水工程的设计施工材料及管理方面都提出了新的技术要求。必须采取新的技术措施，才能确保给水排水系统的良好工况，满足各类高层建筑的功能要求。希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：高层建筑；给水系统；排水系统；消防系统
引言
作为高层建筑的重要组成部分之一，给排水系统和消防系统能否平稳运行直接关系到居民生活质量和建筑整体安全性。由于系统较为复杂及对水源要求相对较高等特点，给排水系统和消防系统在设计时需要考虑诸多因素，并且设计难度相对于普通建筑要大一些。在设计时，要从建筑本身实际情况出发，针对不同建筑的不同特点来制定施工方案，对水压和水容量及管道布局充分考虑，以保证建筑给排水和消防设施平稳运行。
1高层建筑给水排水工程的特点
首先是高层建筑给水热水消防系统静水压力大，如果只采用一个区供水，不仅影响使用，而且管道及配件容易被破坏。因此，供水必须进行合理的竖向分区，使静水压力降低，保证系统的安全运行。其次是高层建筑的排水量大，管道长，管道中压力波动大。为了提高排水系统的排水能力，稳定管道的压力，保护水封不被破坏，高层建筑的排水系统应设置通气管系统或采用新型单立管系统。另外，高层建筑的排水量管道应采用机械强度较高的管道材料，并采用柔性接口。最后是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[2]。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，高层建筑给排水消防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高层建筑消防给水系统的优化设计
2.1消防用水池和生活用水池的分建合建
合建式储水池缺点容量要求必然大，水更新速度缓慢，水质容易变坏，需定期进行水处理，增加了储水的开支；并且工作人员进行消防检测十分不便，需要区分水源，延长消防水池的换水周期，容易造成水的浪费。高层建筑群之间共用消防水池，既保证消防水源，节约了投资，又增添了一处美丽的生活景色。由于消防用水需要保证水质，保障措施比如设置导流墙、进出水管对置；消防用水量很大，如水量不足，可以用园林绿化保洁等用水来补充，所以将生活、消防水池分设是优先考虑。
2.2火灾延续时间与消防补水量计算
火灾延续时间，影响的因素有火灾荷载、建筑物装修材料燃烧等级及建筑物性质、建筑内部消防设施的完备及科技先进程度等。例如在办公楼内，如果只有一些非燃的物品，火情的机率小，即使火灾，也不会发生大面积蔓延，这种情况下应该减少火灾延续时间。补水量依据市政供水供水管路情况结合火灾延续时间进行确定，若市政管道情况不明确，可按消防水池进水管直径，以室外管网水压为0.1MPa，流速为1.0m/s时的流量加上火灾延续时间综合计算。为减小消防水池的容积，也可加粗引入管。要增设旁通管，旁通阀门平时关闭，保证在维修检修管道高层建筑消防安全，当发生火灾时，可以开启，辅助降低周边建筑物的水压。
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2.3自动喷水灭火系统设计
1）喷头。为了降低喷水管管径过大这一情况，在设计过程中，不仅要严格控制喷头的数量，还要对管线的连接方式进行合理的规划，通常情况下都是将喷头从配水支管接出来，并结合建筑内的建筑、结构、电气和暖通等的布置来综合布置自喷管线。2）配水管入口的减压设计。该设计不仅需考虑建筑的高度，还要对水量运送过程中的消耗进行计算，另外，需合理计算和分析水泵扬程，从而确定压力范围，达到有效减压的效果。3）末端试水装置的设计。在设计时要按照试水接头出水口的流量，来选择合适的型号，将排水管设置为间接排放，以免下水道内的气体进入室内，影响空气质量。4）信号阀的设置。信号阀一般设置在报警阀后、水流指示器前，其目的是可以有效的防止给排水操作过程中出现错误。5）喷淋增压稳压设备的设置。在进行设计工作之前，首先要确保喷淋增压稳压设备能够满足最不利点1个喷头的流量，之后再对增压稳压设备的扬程实行合理的控制，保证其在规定范围内。另外也可以考虑适当的抬高消防用水箱的位置以满足最不利点喷头压力，实在不能满足扬程要求，则再考虑直接增加增压稳压设备。6）自喷供水时水力警铃的设置。虽然自动喷水泵启动时，报警阀也会随之启动，但是还要将水力警铃安装在有人值班的地点附近或公共通道的外墙上，这样便于值班人员或在公共通道附近的人员能听到火灾报警，及时发现火情。
3消防系统设计
高层建筑的安全性直接受到消防系统设计影响，由于高层建筑的楼层较多、居民数量较多，所以一旦发生火灾，救援将面临较大困难，高层建筑的消防系统应该确保消防用水的需求量及供应的持续性。消防系统的设计主要包括以下2部分：（1）消火栓系统；（2）自动喷水系统。消防系统是高层建筑设计的关键部位之一，高层建筑一旦发生火灾等异常，将给生命财产造成极大的威胁。区域集中消防供水系统比较可靠，在区域内设置一个消防水池和加压泵房，但是要合理确定具体的位置。消火栓一方面是高层建筑内消防系统的重要组成部分，同时也是火灾发生后居民第一时间可以使用的消防设备。在现场的消火栓箱内可安装紧急启动消防泵按钮，按钮一合，消防水泵就立即启动。考虑到减小消防泵的启动负荷，应在出水管路上设计多功能控制阀。水泵起动时能自动打开阀门，停止时能自动关闭阀门，并能有效地防止水锤的危害。但要注意，当高层建筑消火栓压力过大时，要替换成减压或稳压消火栓。在火灾的初期，自动喷水设备灭火作用较为明显。随着技术的不断发展，自动喷水设备的相关技术也在不断的提高，逐渐由大水量喷淋转变为细水雾喷涂，此方法可大大减少蓄水量，设备的体积也较小，在火灾发生的初期对电气设备造成的损害也大大降低。近年来，随着电子技术的不断提高，火灾报警系统也出现了革新，逐步由红外技术代替温度传感器和烟雾传感器，逻辑判断能力也大大提升，对火灾的判断正确率也逐步上升，失误越来越少。
结语
高层建筑的安全性关系到人们的生命财产安全，所以在给排水消防系统设计上，要加大关注力度，将消防系统的每个细节都建设完善，结合实际经验充分考虑高层建筑中存在的安全隐患，并提前进行消除。在高层建筑给排水系统设计中，将消防安全工作放在首位，最大限度地为用户带来更好的体验，力争高层建筑的便捷性以及安全性能够得到体现。高层建筑给排水消防系统设计水平的提升，是高层建筑建设技术发展的关键，是提升建筑行业市场竞争力的必要方式。
参考文献：
[1]刘永刚．住宅建筑给排水设计的若干问题探讨[J]．山西建筑，2006，32（18）.
[2]陈秋植．中区大厦给排水系统的设计[J]．给水排水，2002，（1）．
[3]成纯赞．建筑给排水工程中若干通病及其防治[J]．给水排水，2006，（3）．
论文作者:黄元丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：高层建筑论文; 火灾论文; 给排水论文; 建筑论文; 消防系统论文; 管道论文; 水压论文; 《基层建设》2019年第2期论文;