高層建筑給排水及消防給水設(shè)計(jì)淺談

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摘要：文中以實(shí)際工程為案例，分析了高層建筑中給排水設(shè)計(jì)以及消防工程特點(diǎn)及設(shè)計(jì)中存在的問題，并提出了改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：高層建筑；給排水設(shè)計(jì)；消防給水設(shè)計(jì)

0引言

當(dāng)下，建筑行業(yè)已成為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要角色，因此，對建筑工程的科學(xué)規(guī)劃以及合理設(shè)計(jì)是人們所關(guān)注的重點(diǎn)。給排水設(shè)計(jì)是建筑工程設(shè)計(jì)中的重要組成部分，應(yīng)對其進(jìn)行不斷地優(yōu)化與改進(jìn)，以滿足建筑的各項(xiàng)功能需求。本文對現(xiàn)有的設(shè)計(jì)進(jìn)行合理性分析，改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)計(jì)過程中所存在的不足，以提升高層建筑給排水以及消防給水設(shè)計(jì)水平，為后續(xù)施工工作的順利開展提供有效保障。

1如今高層建筑給排水設(shè)計(jì)及消防給水情況分析

1.1給水分區(qū)不合理

高層建筑因其建筑高度較高，市政水壓通常不滿足其用水需求，需設(shè)置二次加壓給水系統(tǒng)，并對整個(gè)加壓系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)。高層建筑供水管路復(fù)雜、管線長、能耗大，有些工程項(xiàng)目為節(jié)省造價(jià)，降低給水設(shè)備的成本投入，不合理地減少系統(tǒng)分區(qū)，導(dǎo)致各分區(qū)底部壓力普遍增大，容易對供水設(shè)備和閥門閥件產(chǎn)生損害，影響用水器具的使用壽命，增加漏損、爆管幾率，同時(shí)造成了水資源的浪費(fèi)［1］。1.2雨水排除不及時(shí)高層公共建筑高低錯(cuò)落，造型較為復(fù)雜，其屋面通常面積較大，這就要求給排水設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮建筑特點(diǎn)，結(jié)合建筑專業(yè)采取相應(yīng)措施，保證雨水的順利排除。目前存在的問題包括：屋面雨水溝太淺，坡度不夠，雨水無法形成有效徑流；未考慮溢流口的設(shè)置，當(dāng)雨水斗堵塞時(shí)，造成積水；系統(tǒng)重現(xiàn)期過小，遇到連續(xù)大雨天氣時(shí)不能及時(shí)排放。

1.3消火栓設(shè)計(jì)不合理

高層建筑設(shè)計(jì)過程中，合理設(shè)計(jì)消火栓位置可有效提升高層建筑的質(zhì)量，提高滅火效率。結(jié)合現(xiàn)有的消火栓設(shè)計(jì)位置分析得知，在實(shí)際室內(nèi)消火栓的布置中，設(shè)計(jì)人員為了美觀效果，常有布置的消火栓不便取用、消火栓位置不明顯、消火栓數(shù)量偏少等問題［2］。另外，在已建成的建筑中，也發(fā)現(xiàn)不少消火栓的管理和維護(hù)不到位的情況，有些消火栓箱內(nèi)水槍、龍帶缺失，滅火器過期未更換等，均會(huì)導(dǎo)致在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，無法在第一時(shí)間進(jìn)行有效撲救。

2高層建筑給排水和消防給水工程特點(diǎn)

高層建筑通常體積龐大，建筑高度較高，相對單多層建筑功能更為復(fù)雜，人員密集，火災(zāi)時(shí)蔓延迅速，救援難度大。因此在高層建筑的消防給排水設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)秉承安全可靠的基本原則，對工程進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。首先需考慮高層建筑的消防系統(tǒng)安全性能，使其在火災(zāi)發(fā)生時(shí)可視火情的蔓延速度，迅速地調(diào)配現(xiàn)有水資源，及時(shí)實(shí)施救援。對高層建筑的消防系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，采取安全可靠的給排水消防設(shè)計(jì)，在人員密集場所的消火栓箱內(nèi)，增加消防軟管卷盤或輕便消防水龍，以便非專業(yè)人員撲滅建筑物內(nèi)可燃物，可供起火初期使用。高層建筑由于建筑高度高，消火栓栓口動(dòng)壓需求大、系統(tǒng)靜壓大，因此系統(tǒng)壓力通常較高，消防供水設(shè)備和管材、管件壓力等級也需相應(yīng)提高。由于壓力過大會(huì)直接導(dǎo)致后續(xù)的救援活動(dòng)無法順利開展，對于超壓系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行合理分區(qū)，并根據(jù)分區(qū)后的壓力，考慮是否在消火栓前設(shè)置減壓孔板，以保證消火栓的正常使用。由于普通低層建筑與高層建筑的排水管道的長度存在著較大差異，系統(tǒng)壓力也有差別，因此在高層建筑給排水工程設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)增加管道的機(jī)械強(qiáng)度，為后續(xù)衛(wèi)生器具的使用和消防安全救援活動(dòng)提供良好的技術(shù)支撐。在此過程中還應(yīng)結(jié)合管道內(nèi)部的壓力變化，及時(shí)調(diào)整深度挖掘消防給排水管道設(shè)計(jì)需求，確保消防系統(tǒng)的排水能力，增加管道內(nèi)的壓力，提升消防給排水管道的運(yùn)行質(zhì)量，采用安全性好、機(jī)械度強(qiáng)的新型材料，完成高層建筑項(xiàng)目中給排水管道設(shè)計(jì)。

3高層建筑給排水設(shè)計(jì)及消防給水設(shè)計(jì)探析

3.1工程概況

在高層建筑過程中，合理的給排水設(shè)計(jì)以及消防給水設(shè)計(jì)可有效提升建筑工程的整體質(zhì)量，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)結(jié)合工程現(xiàn)狀進(jìn)行科學(xué)設(shè)定。本文以某行政服務(wù)中心設(shè)計(jì)項(xiàng)目為例進(jìn)行分析。行政服務(wù)中心項(xiàng)目地上7層，地下1層，總占地面積13,026.62m2、建筑高度37.9m、建筑體積大于5萬m3。整體布局結(jié)合對外辦公區(qū)、餐廳、廚房、設(shè)備房等基礎(chǔ)性的建設(shè)設(shè)施，在4~7層設(shè)置對外辦公區(qū)、設(shè)備房以及會(huì)議室，地下主要以設(shè)備房和停車庫為主。其中涉及室內(nèi)外給排水系統(tǒng)、虹吸雨水系統(tǒng)以及消防系統(tǒng)，因此，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)結(jié)合工程的不同需求對其進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)［3］。

3.2給排水設(shè)計(jì)

在高層建筑的給排水設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)結(jié)合給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)的建設(shè)需求，對其進(jìn)行科學(xué)設(shè)定。從本地塊的兩個(gè)不同方向分別引入一路DN200和一路DN150的自來水管，除負(fù)一層和一層之外，其余的樓層均由地下室生活水箱搭配變頻泵加壓供給，控制最不利點(diǎn)出水壓力為0.15~0.20MPa，豎向上不再分區(qū)。由于各層平面衛(wèi)生間和飲水機(jī)的設(shè)置較為集中，在每個(gè)衛(wèi)生間附近水井統(tǒng)一設(shè)置給水立管，共設(shè)置5根給水立管，各用水點(diǎn)給水管由水井引出支管，并設(shè)置閥門、水表，其中2~6層均采用減壓閥控制，出水壓力不大于0.2MPa，以滿足節(jié)水要求。排水系統(tǒng)的設(shè)置采用雨污分流的方式，廚房含油廢水通過隔油池、生活污水通過化糞池預(yù)處理后，排入市政污水管道當(dāng)中。污廢水立管就近設(shè)置在衛(wèi)生間的隱蔽處，并設(shè)置環(huán)形通氣管，提高系統(tǒng)排水能力。本項(xiàng)目屋面高低錯(cuò)落，部分區(qū)域跨度較大，采取重力雨水系統(tǒng)與虹吸雨水系統(tǒng)相結(jié)合的方式排除屋面雨水，并在屋頂?shù)膲γ孢m當(dāng)位置預(yù)留出溢流口，提升雨水的排放效率［4］。頂層屋面采用重力排水方式，設(shè)置深度不小于250mm的外天溝，連接2%建筑找坡坡向雨水溝，每隔一定位置設(shè)置一個(gè)雨水斗，控制水溝找坡長度不大于20m，以確保施工質(zhì)量。四層屋面采用虹吸雨水系統(tǒng)，總匯水面積約達(dá)2000m2，共設(shè)計(jì)兩套系統(tǒng)，采用雨水斗12個(gè)，設(shè)計(jì)天溝尺寸W×H=600mm×400mm，并保證天溝水平，無需坡度。雨水斗采用的304不銹鋼材質(zhì)，即使長時(shí)間地使用也不會(huì)產(chǎn)生腐蝕問題?？紤]到虹吸雨水系統(tǒng)流速以及壓力相對較大，采用混凝土雨水檢查井，可有效提升本項(xiàng)目的使用壽命。

3.3消防設(shè)計(jì)

消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括：室外系統(tǒng)與室內(nèi)系統(tǒng)。本項(xiàng)目滿足兩路市政水源供水，室外系統(tǒng)通過市政水源直供，地下室設(shè)有685t的消防水池存儲(chǔ)室以及噴淋的用水量，屋面設(shè)置的36t消防水箱，配套噴淋系統(tǒng)穩(wěn)壓設(shè)備置于地下泵房。消防的用水量相對較大，室外消火栓系統(tǒng)的用水量大約在火災(zāi)延續(xù)時(shí)，保證兩小時(shí)288m3的總用水量。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)將管道布置成環(huán)狀，達(dá)成與屋頂、水箱、消防水泵的有效聯(lián)合，保證消防供水的安全性。地上部分消火栓箱均設(shè)置在消防電梯前室和公共走道兩邊，以便取用；地下室的消火栓采取背靠柱子面向車道的設(shè)置方式，確保消火栓不突出車位線，既能保證火災(zāi)時(shí)消火栓的取用，又避免影響車輛通行和停放［5］。室內(nèi)凈空大于12m的中庭采用大空間自動(dòng)掃描滅火系統(tǒng)。中庭型號南北跨度40m、東西跨度50m，在中庭大廳上空南北兩個(gè)方向分別均勻布置3臺(tái)自動(dòng)掃描滅火裝置（ZNM-A15X2-I型號），單臺(tái)射水流量5L/s，最大保護(hù)半徑25m，噴水方式為雙水口噴水，直射后往復(fù)擺動(dòng)。變配電房采用預(yù)制七氟丙烷系統(tǒng)，采用全淹沒滅火方式，滅火設(shè)計(jì)濃度9%，設(shè)計(jì)噴放時(shí)間10s，防護(hù)區(qū)內(nèi)總存儲(chǔ)量504kg，泄壓口面積0.21m2。其余機(jī)房、UPS間等采用管網(wǎng)七氟丙烷（4.2MPa）系統(tǒng)，采用全淹沒滅火方式，系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度為20℃，共3個(gè)子系統(tǒng)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、大空間自動(dòng)掃描滅火系統(tǒng)和氣體滅火系統(tǒng)均可有效避免建筑工程的火災(zāi)蔓延，為后續(xù)火災(zāi)救援工作提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

4結(jié)語

綜上所述，提升高層建筑的消防給排水設(shè)計(jì)施工水平，可使建筑工程質(zhì)量提升，使用壽命延長。其中所涵蓋的專業(yè)內(nèi)容相對較為廣泛，需結(jié)合不同系統(tǒng)反饋的問題并對其進(jìn)行及時(shí)整改，強(qiáng)化設(shè)計(jì)的穩(wěn)定可靠性。工程實(shí)際中應(yīng)采用科學(xué)的管理手段，結(jié)合創(chuàng)新型的設(shè)計(jì)理念，在確保建筑人員與建筑物安全的基礎(chǔ)上，提升建筑工程的整體質(zhì)量。

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作者:孫少芳 單位:北京東方筑中建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司