摘 要：本文根据高层建筑的给水系统设计的方式，分析总结出高层建筑给排水设计要点，为同行设计人员提供了相的关理论参考。
关键词：高层建筑；消防给水；给水设计
中图分类号：TU2
1引言
随着城市建设走上高速化的发展道路，人民的生活水平也在逐渐提高，相应地，他们对自己居住的建筑物要求也越来越高，于是建筑工程的使用功能向着多样化的方向发展，这就给消防给排水工程设计提出了一定的挑战。如果因建筑的给排水与消防设计不合理，将对人们的生命财产安全造成重大隐患，甚至引发恶性火灾事故。近几年来这样的事故屡屡发生，所以如何对建筑给排水与消防进行合理设计，是建筑行业需要深入研究的课题。
2 高层建筑给排水系统设计
2.1竖向分区设计。高层建筑由于建筑高度很大，在进行给水系他设计时，首先要考虑的就是竖向分区问题。如果不分区面采用一个系统供水，则建筑底层的配水点所受的压力过大，会产生很多弊端。如水龙头开启时，水流易喷溅，易产生水锤，给水道管及配件易损坏以及产生噪声等。另外分区压力值也要也要选择合理，分区压力值过高，仍会产生以上弊端；分区压力值过低，又会使分区数量增多，增加给水设备，管道的工程造价及维修管理工作等。因此，高层建筑给水系统竖向分区应根据使用要求，管材质量，卫生器具配件所能承受的工作压力，结合建筑层数合理划分。
2.2给水系统设计。根据市政水压和建筑特点，底层及夹层由市政自来水直接供水：其它楼层采用二次供水，系统分为四区。各分区分别设置变频供水装置，变频机组采用“变频主泵(1台)+工频辆泵(3台)+小型气压”。泵房设不锈钢生活转输水箱一座，池内设不锈钢导流槽和电子水处理仪。系统分区按最低点静水压力值不大于035MPa设计，但是每个分区的下面几层水压仍然会偏高，这时，用水洁具的出水必然大于其额定出水量。这类超压出流一定程度 系统流量的正常分配。同时水压过大，水龙头启闭时易产生噪音、水及管道震动，影响系统各部件使用寿命。因此每个分区的下面三层设管减压阀，阀后压力设定在020MPa。
2.3排水系统设计。高层建筑排水系统与多层建筑排水系统相比并无太大差别。对于十二层以下的高层可以同多层一样，对于十二层及以上的高层除了排水立管外，尚需增设专用通气立管。一般来说，通气立管应靠墙设置，排水立管靠外设置以便设置检查口，二者之间采用H管连接以节省空间。排水管材问题：对于排水要求非常高或者建筑高度超过100m的建筑，排水管宜采用机制排水柔性接口铸铁管，不推荐采用UPVC管。（1）生活排水。生活扫冰包括卫生间排水、厨房排水和洗衣机排水。每户阳台设洗衣机专用地漏，其排水接入小区化粪池之后的生活排水管网，纳入市政污水系统，避免设置在阳台的洗衣机排水混城市雨水系统而污染水体的现象发生。设计采用侧排式地漏、后排式坐便器等排水方式，将排水管道布置在本层，避免上下层厨卫管道占用空间及检修的麻烦。（2）空调水排放。空调机位统一考虑，统一布置冷凝水排水管，避免冷凝水无序排放以及因冷凝水不制顷利排出而积水，以致蚊蝇滋生。空调冷凝水间接排水接入雨水系统。（3）消防电梯排水。消防电梯排水集水坑设在消防电梯基坑下，有很多不利因素：电梯并过于潮湿(易引起电气系统受潮而发生故障)，排水管道、阀门及潜污泵安装维修困难，结构专业难于处理且造价增加。所以本设计将此集水坑设于电梯井外，消防排水通过管道排至集水坑。敷设在地下室底板内的排水管采用球墨铸铁管，水泥砂浆连接。
3 高层建筑消防给排水系统具体设计
3.1高层建筑消火栓系统设计的问题。
（1）在高层建筑宅内应控制使用双阀双出口消火栓代替两组单栓消火栓。《高规》中规定“十八层及十八层以下的单元式住宅和十八层及十八层以下、每层不超过8户、建筑面积不超过650m2的塔式住宅，当设两根消防竖管有困难时，可设一根竖管，但必须采用双阀双出口型消火栓”，且以强制性条文的形式予以规定。
（2）高层建筑消防电梯间前室消火栓的保护范围。《高规》规定“高层建筑消防电梯间前室必须设消火栓”，但没有具体说明，而《建筑设计防火规范》中则明确指出：消防电梯前室内的消火栓是为便于消防队员使用消火栓并开辟通路，不能计入总消火栓数内。因此在设计中通常将其视为消防电梯间前室专用，而不保护其余部位。笔者认为应该针对具体情况具体对待：有条件多设消火栓时，消防电梯前室的消火栓不计入同层消火栓数量，其设置目的只是供消防队员开辟通路和扑救火灾；但对于一些特殊住宅，条件不允许多设消火栓时，可考虑将消防电梯前室的消火栓计入同层消火栓数量。
（3）正确计算消火栓保护范围，合理布置消火栓。《高规》规定“消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m；建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m”。对于建筑高度不超过100m的高层建筑，设计中可以根据水枪最小流量5L／s，水枪喷嘴口径19mm，查有关设计手册得出水枪充实水柱长度为11.3m；对于建筑高度超过100m的高层建筑，可以调整水枪流量以达到满足规范所需要水枪充实水柱长度。在设计中，一般均采用长度为25m的消防水龙带，考虑到折减系数和建筑平面中隔墙、内走道、门的布置对水龙带的影响，实际设计中消火栓距离保护区域最远端房间门口的距离一般控制在21.5m左右，进入房间后可以利用充实水柱长度灭火。对于进深大于充实水柱长度的房间，则需要调整消火栓的位置。
（4）消火栓布置时间距不能太小。关于消火栓的间距，《高规》规定“高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m”。为了能有效保证两股充实水柱同时达到室内的任何部位，不仅需要规定消火栓的最大间距，同时还要规定消火栓的最小间距，以不小于5m为宜，否则在灭火时，当其中一个消火栓受到火灾威胁，因为距离很近，另一个消火栓同样会受到威胁，从而导致无消火栓可用。
3.2高层建筑自动喷水灭火系统设计的问题。
（1）报警阀组的设置。报警阀组的数量应根据以下两个原则来确定：a、《自喷规范》6.2.3条规定一个报警阀组控制的喷头数，湿式系统、预作用系统不宜超过800只，干式系统不宜超过500只。b、《自喷规范》6.2.4条规定每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m。由于规范中并没有规定报警阀组是集中还是分散布置，因此可以由设计人员根据实际需要进行设置，只需满足报警阀组的作用要求、位置安全、易于操作、附近有人员值班、能就近或远距离报警、能自动启泵等要求即可。①集中布置：是指将所有的报警阀组均设置在地下室专用设备间或水泵房，水力警铃设置在相应处或引出到附近有人值班处。集中设置，管理方便，但存在占用面积、增加造价等缺点；在高层建筑中集中设置，对阀组的工作压力要求较高，对消防集中设置的建筑小区或建筑群，不易分清失火区域。②分散布置：是指将报警阀组分别移至各楼层上或各单体分散设置。一般设置在管道井内或其服务范围内的公共部分等安全和易操作的地方，水力警铃也设置在附近有人值班处。分散设置，节省投资，也有利于解决竖向分区对阀组的压力要求，同时也有利于明确失火分区，但存在不利于统一管理的缺点。在工程设计中，设计人员应根据规范要求和实际情况，选择合理的布置方式。
（2）喷头的布置。《自喷规范》规定，喷头布置的原则是“喷头应布置在顶板或吊顶下易于接触到火灾热气流并有利于均匀布水的位置”，且应防止各种障碍物的阻挡。喷头布置要求喷头洒水时不留漏喷的空白点，也不应出现过多的重复覆盖面积。实际设计中，根据建筑平面，参照《自喷规范》中喷头布置最大间距和保护面积的要求，可灵活采用正方形、矩形或平行四边形布置。由于影响喷头布置的因素很多，设计时必须根据工程实际情况，按选定的喷水强度、喷头的流量系数、作用面积、工作压力等进行计算，并考虑喷头的受热条件和开放时间，结合建筑分隔和结构柱网灵活布置，同时还需考虑给以后的二次装修留有余地。根据实际经验和对《自喷规范》中喷头布置条文的理解，笔者认为喷头间距不宜按规范规定的最大距离设置，而应留有一定的余量，这样才能充分保证喷头的喷水强度和喷水的均匀性。
（3）过滤器的设置。在以往的设计中，设计人员均会在自动喷水灭火系统消防水泵吸水管上设置过滤器，以防止消防贮水池内的碎杂物进入系统。而笔者认为，由于屋顶消防水箱虽然在通气管和溢流、放空管的出口设置了金属防虫网罩，但实际使用中还是会有碎杂物进入水箱，从而通过稳压管进入湿式报警阀，从而影响湿式报警阀的正常工作，所以也应在屋顶消防水箱稳压管上设置过滤器。
（4）报警阀的进出口均应设置信号阀。《自喷规范》要求“连接报警阀进出口的控制阀，宜采用信号阀。”一般在水流指示器及报警阀进口设置信号阀已经是常规设计，很少遗漏。但规范要求在报警阀出口也要设信号阀或带锁具的阀门，目的是防止误操作。
结语：消防给排水设计与应用各有千秋，有利有弊。在实践中，应因地制宜全面考虑，根据每栋建筑物的结构特点、使用价值、电力等因素，在合理、经济的技术比较下，选定最适当的消防供水系统，给人民的生命财产安全带来高效保障。
参考文献：
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[2]王德欣，齐龙哲.高层民用建筑消防给水排水设计常见问题探讨[J].民营科技，2010
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