高層建筑給排水及消防給水設計淺談
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摘要：文中以實際工程為案例，分析了高層建筑中給排水設計以及消防工程特點及設計中存在的問題，并提出了改進措施。
0引言
當下，建筑行業(yè)已成為推動社會經濟發(fā)展的重要角色，因此，對建筑工程的科學規(guī)劃以及合理設計是人們所關注的重點。給排水設計是建筑工程設計中的重要組成部分，應對其進行不斷地優(yōu)化與改進，以滿足建筑的各項功能需求。本文對現有的設計進行合理性分析，改進現有設計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計水平，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計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，需設置二次加壓給水系統(tǒng)，并對整個加壓系統(tǒng)進行分區(qū)。高層建筑供水管路復雜、管線長、能耗大，有些工程項目為節(jié)省造價，降低給水設備的成本投入，不合理地減少系統(tǒng)分區(qū)，導致各分區(qū)底部壓力普遍增大，容易對供水設備和閥門閥件產生損害，影響用水器具的使用壽命，增加漏損、爆管幾率，同時造成了水資源的浪費［1］。1.2雨水排除不及時高層公共建筑高低錯落，造型較為復雜，其屋面通常面積較大，這就要求給排水設計人員在進行雨水系統(tǒng)設計時充分考慮建筑特點，結合建筑專業(yè)采取相應措施，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；未考慮溢流口的設置，當雨水斗堵塞時，造成積水；系統(tǒng)重現期過小，遇到連續(xù)大雨天氣時不能及時排放。
1.3消火栓設計不合理
高層建筑設計過程中，合理設計消火栓位置可有效提升高層建筑的質量，提高滅火效率。結合現有的消火栓設計位置分析得知，在實際室內消火栓的布置中，設計人員為了美觀效果，常有布置的消火栓不便取用、消火栓位置不明顯、消火栓數量偏少等問題［2］。另外，在已建成的建筑中，也發(fā)現不少消火栓的管理和維護不到位的情況，有些消火栓箱內水槍、龍帶缺失，滅火器過期未更換等，均會導致在發(fā)生火災時，無法在第一時間進行有效撲救。
2高層建筑給排水和消防給水工程特點
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雜，人員密集，火災時蔓延迅速，救援難度大。因此在高層建筑的消防給排水設計過程中，應秉承安全可靠的基本原則，對工程進行科學合理的設計。首先需考慮高層建筑的消防系統(tǒng)安全性能，使其在火災發(fā)生時可視火情的蔓延速度，迅速地調配現有水資源，及時實施救援。對高層建筑的消防系統(tǒng)進行優(yōu)化創(chuàng)新，采取安全可靠的給排水消防設計，在人員密集場所的消火栓箱內，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，消防供水設備和管材、管件壓力等級也需相應提高。由于壓力過大會直接導致后續(xù)的救援活動無法順利開展，對于超壓系統(tǒng)應進行合理分區(qū)，并根據分區(qū)后的壓力，考慮是否在消火栓前設置減壓孔板，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計過程中，應增加管道的機械強度，為后續(xù)衛(wèi)生器具的使用和消防安全救援活動提供良好的技術支撐。在此過程中還應結合管道內部的壓力變化，及時調整深度挖掘消防給排水管道設計需求，確保消防系統(tǒng)的排水能力，增加管道內的壓力，提升消防給排水管道的運行質量，采用安全性好、機械度強的新型材料，完成高層建筑項目中給排水管道設計。
3高層建筑給排水設計及消防給水設計探析
3.1工程概況
在高層建筑過程中，合理的給排水設計以及消防給水設計可有效提升建筑工程的整體質量，在設計過程中，應結合工程現狀進行科學設定。本文以某行政服務中心設計項目為例進行分析。行政服務中心項目地上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。整體布局結合對外辦公區(qū)、餐廳、廚房、設備房等基礎性的建設設施，在4~7層設置對外辦公區(qū)、設備房以及會議室，地下主要以設備房和停車庫為主。其中涉及室內外給排水系統(tǒng)、虹吸雨水系統(tǒng)以及消防系統(tǒng)，因此，在設計過程中應結合工程的不同需求對其進行專項設計［3］。
3.2給排水設計
在高層建筑的給排水設計過程中，應結合給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)的建設需求，對其進行科學設定。從本地塊的兩個不同方向分別引入一路DN200和一路DN150的自來水管，除負一層和一層之外，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)生間和飲水機的設置較為集中，在每個衛(wèi)生間附近水井統(tǒng)一設置給水立管，共設置5根給水立管，各用水點給水管由水井引出支管，并設置閥門、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處理后，排入市政污水管道當中。污廢水立管就近設置在衛(wèi)生間的隱蔽處，并設置環(huán)形通氣管，提高系統(tǒng)排水能力。本項目屋面高低錯落，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)相結合的方式排除屋面雨水，并在屋頂的墻面適當位置預留出溢流口，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，每隔一定位置設置一個雨水斗，控制水溝找坡長度不大于20m，以確保施工質量。四層屋面采用虹吸雨水系統(tǒng)，總匯水面積約達2000m2，共設計兩套系統(tǒng)，采用雨水斗12個，設計天溝尺寸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，即使長時間地使用也不會產生腐蝕問題。考慮到虹吸雨水系統(tǒng)流速以及壓力相對較大，采用混凝土雨水檢查井，可有效提升本項目的使用壽命。
3.3消防設計
消防系統(tǒng)的設計包括：室外系統(tǒng)與室內系統(tǒng)。本項目滿足兩路市政水源供水，室外系統(tǒng)通過市政水源直供，地下室設有685t的消防水池存儲室以及噴淋的用水量，屋面設置的36t消防水箱，配套噴淋系統(tǒng)穩(wěn)壓設備置于地下泵房。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延續(xù)時，保證兩小時288m3的總用水量。室內消火栓系統(tǒng)將管道布置成環(huán)狀，達成與屋頂、水箱、消防水泵的有效聯合，保證消防供水的安全性。地上部分消火栓箱均設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置方式，確保消火栓不突出車位線，既能保證火災時消火栓的取用，又避免影響車輛通行和停放［5］。室內凈空大于12m的中庭采用大空間自動掃描滅火系統(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方向分別均勻布置3臺自動掃描滅火裝置（ZNM-A15X2-I型號），單臺射水流量5L/s，最大保護半徑25m，噴水方式為雙水口噴水，直射后往復擺動。變配電房采用預制七氟丙烷系統(tǒng)，采用全淹沒滅火方式，滅火設計濃度9%，設計噴放時間10s，防護區(qū)內總存儲量504kg，泄壓口面積0.21m2。其余機房、UPS間等采用管網七氟丙烷（4.2MPa）系統(tǒng)，采用全淹沒滅火方式，系統(tǒng)設計溫度為20℃，共3個子系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)、大空間自動掃描滅火系統(tǒng)和氣體滅火系統(tǒng)均可有效避免建筑工程的火災蔓延，為后續(xù)火災救援工作提供強有力的技術支撐。
4結語
綜上所述，提升高層建筑的消防給排水設計施工水平，可使建筑工程質量提升，使用壽命延長。其中所涵蓋的專業(yè)內容相對較為廣泛，需結合不同系統(tǒng)反饋的問題并對其進行及時整改，強化設計的穩(wěn)定可靠性。工程實際中應采用科學的管理手段，結合創(chuàng)新型的設計理念，在確保建筑人員與建筑物安全的基礎上，提升建筑工程的整體質量。
參考文獻
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［3］賈惠敏，楊曉森.高層建筑消防給排水設計研究［J］.中國房地產業(yè)，2020（24）：74.
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作者:孫少芳 單位:北京東方筑中建設規(guī)劃設計有限公司