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摘要：高层建筑结构具有施工技术要求高、建设成本投入多、施工结构复杂等特点，且在施工过程中，还有可能面临各种各样的未知因素。给排水消防系统是高层建筑施工中的关键性内容，要求相关工作人员综合考虑各种因素，对消防给排水系统进行优化设计，同时还要实现对各种现代化先进技术的积极应用，从多个角度入手，对技术的科学性与合理性进行综合评估，使其更好的满足高层建筑建设需求。鉴于此，本文主要对高层建筑给排水消防系统设计关键技术进行了研究与分析。
关键词：高层建筑;给排水;消防设计;关键技术
近年来，高层建筑的发展给建筑设计和技术应用提出了更高的要求。在高层建筑设计中，给排水消防设计是重要的组成部分，关乎着人们的生命财产安全和建筑功能的有效发挥。虽然在平时给排水消防设计的作用体现不出来，但是一旦发生火灾，高层建筑就必须依赖自身的消防系统进行灭火作业，因此保证给排水消防设计合理有效，保证消防系统的正常运行是加强高层建筑消防能力的有力保障，是对人们生命财产的负责。
一、高层建筑给排水消防设计内容
（一）给排水设备消防设计
在进行给排水设备的消防设计时，需要重视排水管道承受的压力荷载，在进行给排水管道设计时，要尽量选择管道壁中相对比较光滑的管道，这样排水管壁不容易沉积污垢。选择材质时要尽量选择导热系数比较小、抗腐蚀性比较强的材质，在进行管道布置时注重考虑整个高层建筑的建设布局，保证厨房给水设备等建筑设计不会受到影响。给排水设备的设计要根据建筑本身的结构和需求来确定，这样会比较符合建筑的具体需求。
（二）生活供水设计
高层建筑的生活供水主要包括厨房、卫生间器具用水、浴室用水、洗衣机运作等用水，这些生活用水对水质的要求比较高，需要符合国家的标准。高层建筑给水包括冷水和飲用水，冷水主要包括城市自备的水源和自来水，而一些高端的建筑社区或办公大楼会安装独立的饮用水管，进行一番深度加工和处理后再提供给住户或商户。
（三）污水处理设计
目前在高层建筑的室内污水管大多采用PVC管材，这种管材的价格相对而言比较低，一般地下管道采用的是镀锌钢管，室外的排水管多使用塑料管。高层建筑污水的排放处理对于建筑的整体质量有着直接的影响，近年来，一些高层建筑的污水处理设施设计不够完善，设计不合理，所以在使用过程中难免会出现这样那样的问题。
（四）给水系统消防设计
给水系统除了要满足日常生活用水之外，还要满足高层建筑的消防需求;所以给水系统的消防设计要满足以下需求。因为高层建筑一旦发生火灾，楼层越高救火的难度系数就越大;想要帮助居民或办公人员尽快脱离困境就需要加强建筑中自救方式的设计。除此之外高层建筑还要保证灭火工具配备齐全且种类丰富，不仅要用水作为灭火的重要工具，其他灭火工具也要完整配备;并且根据建筑的实际情况，比如建筑高度、层数、复杂程度，合理设置足够的消防设施，增加建筑的安全性。
（五）排水系统消防设计
排水系统的消防设计需要满足以下条件：在火灾被成功扑灭后，要能够迅速地将灭火所用的水排放掉，减少对建筑主体结构的损害。要把雨水管道纳入排水管道的设计中，并设计相应的雨水管道返溢措施。做好消防排水泵的安全保护工作，避免排水进入水泵电机引发电机短路，导致排水系统难以正常运行。在高层建筑的重点消防区域设计专用的排水管道，对不同消防分区的排水进行合理的区隔，避免排水之间产生相互流通的现象。还要针对上层水渗漏问题进行整体设计，避免出现漏水等不良排水状况影响建筑的主体，同时加大上层楼和地下室的排水预防工作力度。
二、高层建筑给排水消防设计存在的问题
（一）设计理念问题
设计人员作为高层建筑给排水消防设计的工作者，其设计理念直接影响着设计效果。但目前设计人员的设计理念还比较传统，仍旧根据原本一般性建筑的设计习惯来进行高层建筑的给排水消防设计，在适配性上存在着问题，导致消防系统建设达不到预期的效果，影响高层建筑的消防安全性能。设计人员的专业水平也有待提升;随着时代的发展，高层建筑给排水消防设计的相关专业知识也在不断更新，需要设计人员开拓设计思维，及时学习补充自身的不足，增强建筑设计的专业能力。
（二）消火栓问题
由于高层建筑的给排水工程非常繁琐，设备的正常运行有着很大的安全隐患。为了降低安全隐患，避免系统布置太过复杂，设计人员一般会选用减压型消火栓，但是如果减压型消火栓选择不当，也不会对给排水系统的运作起到推动的作用，还会出现渗水和漏水的情况影响给排水系统的正常运行。另外，室内室外的消防设计不同，室外消防的用水量是按照建筑面积和房屋数量来核算;设计人员一旦计算错误，将会导致室外蓄水。在室内的消防设计中，高层建筑共用消防水池、消防水箱，没有在中间设置分段检修阀门，一旦发生损坏，关断二路阀门进水，会导致出现无水消防源，这不仅违反了设计要求，也会产生极大的安全隐患。
（三）自动灭火系统设计问题
自动灭火系统是在高层建筑发生火灾时自动喷水浇灭大火的重要消防设施。为了使消防系统能够简单易懂、操作方便，在高层建筑中没有吊顶的场所也安装了直立喷头，没有对有吊顶和无吊顶的建筑进行设计的区分，且设计人员通常只在图纸上进行了规划，没有实地考察，忽略了实际的施工需求。当地点与喷头的距离太远时，会出现感应火情迟缓的状况。而喷头喷水距离很短，或者是出水量达不到标准、不符合要求时，会导致在发生火灾时不能很好地控制火势，造成火势蔓延。而且很多自动灭火系统的警铃设置得不够醒目、不够规范，不容易被值班人员发现，有时发生火灾了自动灭火系统已经启动，但报警声还不能被值班人员听到，会延误火情，在很大程度上增加了重大损失的发生率。
三、高层建筑给排水消防设计的关键技术
（一）消防供水、排水设计 消防供水和排水设计需要应用消防供水技术与排水技术，保证设计的合理性。在进行消防供水设计时，要预想高层建筑发生火灾的具体情景，进而保证关键技术的有效运用。高层建筑火灾持续时间一般为2至3小时，室外的消防用水量约为每秒三十升，室内每秒约为四十升。为了保证充足的消防水量，控制消防水池的安装数量，减少消防系统设计的成本，需要设计循环水泵和导流墙，并在建筑的避难层设置中转传输水箱，每层都要配备一个，每间隔两层设置变频加压供水系统，用来缓解给水压力，确保供水时管道水压正常而稳定。为了方便日常管理，设计人员要将公用的消防水池设计在较高的楼层，并在建筑群体的中心位置设计加压泵。为了方便排水，或通过重力实现较高楼层的稳定供水，可以将供水箱设置在顶楼;如果高层建筑长期处于气温较低的环境中，需要在屋顶设置消火栓供水环管道，确保能够有效供水。在进行消防排水设计时，要求出排水量与用水量之间的比值，以便进行排水管的设计。如果排水系统的管道与其他管道有交叉，就要将排水管道设置在低于所有管道的最低点，尽量控制在供水管的下方，避免影响水压。设计人员要给地下室的室内进行地漏和污水泵的积水排出设计，从而保证消防水泵的合理有效安装，保证良好的排水效果;还需要在消防电梯的位置设计好不高于基坑的排水集水池，使得排水管道预埋在该位置的相应部位就能够正常排水，要在消防电梯排水泵中设置备用泵，对消防电源进行科学的配置，并在电梯门口应用挡水设施。
（二）消防水泵房和消防水池设计
合理设计消防水泵房有利于提升高层建筑给排水消防系统的运行效率，减小安全隐患。对于高层建筑的消防水泵房设计需要满足以下条件：其一，要选择安全可靠的设备，保证消防水泵的参数达到行业规定的标准，具备良好的性能，能够满足高层建筑给排水消防设计的需求，同时节约资源降低损耗。其二，要做到导流墙的优化设计，综合评估导流墙的服务功能，保证其能够发挥应有的作用。其三，要加强消防水泵房的电气系统设计，根据电气系统设备的大小和形态进行合理的配置，保证电气系统能够正常运行、满足消防水泵房的需要。其四，合理有效地运用信息化技术手段把控水泵的运行，减少水泵的故障，拓宽水泵房的适用范围。消防水池的储水量有效容积需要控制在500立方米或以上，一般在高层建筑中需要设置两个独立的消防水池，每个水池分别设有出水管和连通管，管径要符合消防给水需求。在设计时要在吸水管附近设置导流槽，这样在消防水池的水下降到最低位置时能够和水泵相连，使水池没有死角，始终处于消防用水充足的状态。
（三）消火栓消防系统设计
在进行消火栓的室内设计安装、且给水来自室外水管时，需要对室外设置的消火栓进行水泵接合器的对接，最好采用一对一对接的方式;对于室内水管给水的室内消火栓，其使用数量要参考室外设置消火栓的标准。在设计室内消火栓时采用二次加压技术，要选用安全系数达标与扬程符合系统压力需要的消火栓，把消火栓设置在消防电梯室，保证消火栓设计的合理性。在进行消火栓设计时必须考虑消防总用水量和消防水头的压力，在做高层建筑的水网规划时要考虑水管的强度和水压。采用不分区式给水方式进行设计时，要将外网进水压的最小值作为主要参数，根据最高压实施校核。采用分区式给水，在外网供水正常且能满足其他部分建筑的消防需求，并能直接抽水时，低层的所有消火栓可以依靠外网给水，高层要使用水泵辅助抽水，通过加压管网实现有效供水。
（四）自動灭火系统设计
设计自动灭火系统时，要保证喷淋头的位置和数量设计合理，符合国家和建筑行业的标准;在喷淋头安装完毕后要马上检验喷淋效果，避免设计不当。喷淋头设计要根据建筑物的高度和喷淋给水管水损失情况来考虑，对系统中的入水压力进行科学的调整。根据建筑有无吊顶需要选择不同的喷淋头，直立状喷淋头只适合无吊顶的建筑。设计人员还应考虑到高层建筑中电力设备和暖气管道的安全设置问题，将喷淋头设置在远离这些设备的方便之地。警铃不能设置在楼道里，容易影响铃音的传播效果;报警阀要与管道相连，要求管道长度在20米或以上。
四、结语
综上所述，高层建筑的给排水消防设计是为居民和办公人员提供消防安全保障的关键设计，随着建筑结构复杂性的提高，设计人员要不断更新设计理念，学习新的设计方法，掌握消防设计的关键技术，从而科学合理地进行设计，降低高层建筑的消防安全隐患。
参考文献：
[1]朱明洁.关于高层建筑给排水消防设计关键技术分析[J].技术论坛，2019（2）：416-416.
[2]杨涛，王金涛.对于高层建筑给排水消防设计关键技术的探究[J].中文科技期刊数据库（全文版），2018（2）：297-297.
[3]宋建江.关于高层建筑给排水消防设计关键技术的分析[J].消防界（电子版），2018（17）：57-57.
[4]王斌.高层建筑给排水消防设计关键技术微探[J].引文版：工程技术，2016（98）：72-72.
浙江省省直建筑设计院 310000
关键词：高层建筑;给排水;消防设计;关键技术
近年来，高层建筑的发展给建筑设计和技术应用提出了更高的要求。在高层建筑设计中，给排水消防设计是重要的组成部分，关乎着人们的生命财产安全和建筑功能的有效发挥。虽然在平时给排水消防设计的作用体现不出来，但是一旦发生火灾，高层建筑就必须依赖自身的消防系统进行灭火作业，因此保证给排水消防设计合理有效，保证消防系统的正常运行是加强高层建筑消防能力的有力保障，是对人们生命财产的负责。
一、高层建筑给排水消防设计内容
（一）给排水设备消防设计
在进行给排水设备的消防设计时，需要重视排水管道承受的压力荷载，在进行给排水管道设计时，要尽量选择管道壁中相对比较光滑的管道，这样排水管壁不容易沉积污垢。选择材质时要尽量选择导热系数比较小、抗腐蚀性比较强的材质，在进行管道布置时注重考虑整个高层建筑的建设布局，保证厨房给水设备等建筑设计不会受到影响。给排水设备的设计要根据建筑本身的结构和需求来确定，这样会比较符合建筑的具体需求。
（二）生活供水设计
高层建筑的生活供水主要包括厨房、卫生间器具用水、浴室用水、洗衣机运作等用水，这些生活用水对水质的要求比较高，需要符合国家的标准。高层建筑给水包括冷水和飲用水，冷水主要包括城市自备的水源和自来水，而一些高端的建筑社区或办公大楼会安装独立的饮用水管，进行一番深度加工和处理后再提供给住户或商户。
（三）污水处理设计
目前在高层建筑的室内污水管大多采用PVC管材，这种管材的价格相对而言比较低，一般地下管道采用的是镀锌钢管，室外的排水管多使用塑料管。高层建筑污水的排放处理对于建筑的整体质量有着直接的影响，近年来，一些高层建筑的污水处理设施设计不够完善，设计不合理，所以在使用过程中难免会出现这样那样的问题。
（四）给水系统消防设计
给水系统除了要满足日常生活用水之外，还要满足高层建筑的消防需求;所以给水系统的消防设计要满足以下需求。因为高层建筑一旦发生火灾，楼层越高救火的难度系数就越大;想要帮助居民或办公人员尽快脱离困境就需要加强建筑中自救方式的设计。除此之外高层建筑还要保证灭火工具配备齐全且种类丰富，不仅要用水作为灭火的重要工具，其他灭火工具也要完整配备;并且根据建筑的实际情况，比如建筑高度、层数、复杂程度，合理设置足够的消防设施，增加建筑的安全性。
（五）排水系统消防设计
排水系统的消防设计需要满足以下条件：在火灾被成功扑灭后，要能够迅速地将灭火所用的水排放掉，减少对建筑主体结构的损害。要把雨水管道纳入排水管道的设计中，并设计相应的雨水管道返溢措施。做好消防排水泵的安全保护工作，避免排水进入水泵电机引发电机短路，导致排水系统难以正常运行。在高层建筑的重点消防区域设计专用的排水管道，对不同消防分区的排水进行合理的区隔，避免排水之间产生相互流通的现象。还要针对上层水渗漏问题进行整体设计，避免出现漏水等不良排水状况影响建筑的主体，同时加大上层楼和地下室的排水预防工作力度。
二、高层建筑给排水消防设计存在的问题
（一）设计理念问题
设计人员作为高层建筑给排水消防设计的工作者，其设计理念直接影响着设计效果。但目前设计人员的设计理念还比较传统，仍旧根据原本一般性建筑的设计习惯来进行高层建筑的给排水消防设计，在适配性上存在着问题，导致消防系统建设达不到预期的效果，影响高层建筑的消防安全性能。设计人员的专业水平也有待提升;随着时代的发展，高层建筑给排水消防设计的相关专业知识也在不断更新，需要设计人员开拓设计思维，及时学习补充自身的不足，增强建筑设计的专业能力。
（二）消火栓问题
由于高层建筑的给排水工程非常繁琐，设备的正常运行有着很大的安全隐患。为了降低安全隐患，避免系统布置太过复杂，设计人员一般会选用减压型消火栓，但是如果减压型消火栓选择不当，也不会对给排水系统的运作起到推动的作用，还会出现渗水和漏水的情况影响给排水系统的正常运行。另外，室内室外的消防设计不同，室外消防的用水量是按照建筑面积和房屋数量来核算;设计人员一旦计算错误，将会导致室外蓄水。在室内的消防设计中，高层建筑共用消防水池、消防水箱，没有在中间设置分段检修阀门，一旦发生损坏，关断二路阀门进水，会导致出现无水消防源，这不仅违反了设计要求，也会产生极大的安全隐患。
（三）自动灭火系统设计问题
自动灭火系统是在高层建筑发生火灾时自动喷水浇灭大火的重要消防设施。为了使消防系统能够简单易懂、操作方便，在高层建筑中没有吊顶的场所也安装了直立喷头，没有对有吊顶和无吊顶的建筑进行设计的区分，且设计人员通常只在图纸上进行了规划，没有实地考察，忽略了实际的施工需求。当地点与喷头的距离太远时，会出现感应火情迟缓的状况。而喷头喷水距离很短，或者是出水量达不到标准、不符合要求时，会导致在发生火灾时不能很好地控制火势，造成火势蔓延。而且很多自动灭火系统的警铃设置得不够醒目、不够规范，不容易被值班人员发现，有时发生火灾了自动灭火系统已经启动，但报警声还不能被值班人员听到，会延误火情，在很大程度上增加了重大损失的发生率。
三、高层建筑给排水消防设计的关键技术
（一）消防供水、排水设计 消防供水和排水设计需要应用消防供水技术与排水技术，保证设计的合理性。在进行消防供水设计时，要预想高层建筑发生火灾的具体情景，进而保证关键技术的有效运用。高层建筑火灾持续时间一般为2至3小时，室外的消防用水量约为每秒三十升，室内每秒约为四十升。为了保证充足的消防水量，控制消防水池的安装数量，减少消防系统设计的成本，需要设计循环水泵和导流墙，并在建筑的避难层设置中转传输水箱，每层都要配备一个，每间隔两层设置变频加压供水系统，用来缓解给水压力，确保供水时管道水压正常而稳定。为了方便日常管理，设计人员要将公用的消防水池设计在较高的楼层，并在建筑群体的中心位置设计加压泵。为了方便排水，或通过重力实现较高楼层的稳定供水，可以将供水箱设置在顶楼;如果高层建筑长期处于气温较低的环境中，需要在屋顶设置消火栓供水环管道，确保能够有效供水。在进行消防排水设计时，要求出排水量与用水量之间的比值，以便进行排水管的设计。如果排水系统的管道与其他管道有交叉，就要将排水管道设置在低于所有管道的最低点，尽量控制在供水管的下方，避免影响水压。设计人员要给地下室的室内进行地漏和污水泵的积水排出设计，从而保证消防水泵的合理有效安装，保证良好的排水效果;还需要在消防电梯的位置设计好不高于基坑的排水集水池，使得排水管道预埋在该位置的相应部位就能够正常排水，要在消防电梯排水泵中设置备用泵，对消防电源进行科学的配置，并在电梯门口应用挡水设施。
（二）消防水泵房和消防水池设计
合理设计消防水泵房有利于提升高层建筑给排水消防系统的运行效率，减小安全隐患。对于高层建筑的消防水泵房设计需要满足以下条件：其一，要选择安全可靠的设备，保证消防水泵的参数达到行业规定的标准，具备良好的性能，能够满足高层建筑给排水消防设计的需求，同时节约资源降低损耗。其二，要做到导流墙的优化设计，综合评估导流墙的服务功能，保证其能够发挥应有的作用。其三，要加强消防水泵房的电气系统设计，根据电气系统设备的大小和形态进行合理的配置，保证电气系统能够正常运行、满足消防水泵房的需要。其四，合理有效地运用信息化技术手段把控水泵的运行，减少水泵的故障，拓宽水泵房的适用范围。消防水池的储水量有效容积需要控制在500立方米或以上，一般在高层建筑中需要设置两个独立的消防水池，每个水池分别设有出水管和连通管，管径要符合消防给水需求。在设计时要在吸水管附近设置导流槽，这样在消防水池的水下降到最低位置时能够和水泵相连，使水池没有死角，始终处于消防用水充足的状态。
（三）消火栓消防系统设计
在进行消火栓的室内设计安装、且给水来自室外水管时，需要对室外设置的消火栓进行水泵接合器的对接，最好采用一对一对接的方式;对于室内水管给水的室内消火栓，其使用数量要参考室外设置消火栓的标准。在设计室内消火栓时采用二次加压技术，要选用安全系数达标与扬程符合系统压力需要的消火栓，把消火栓设置在消防电梯室，保证消火栓设计的合理性。在进行消火栓设计时必须考虑消防总用水量和消防水头的压力，在做高层建筑的水网规划时要考虑水管的强度和水压。采用不分区式给水方式进行设计时，要将外网进水压的最小值作为主要参数，根据最高压实施校核。采用分区式给水，在外网供水正常且能满足其他部分建筑的消防需求，并能直接抽水时，低层的所有消火栓可以依靠外网给水，高层要使用水泵辅助抽水，通过加压管网实现有效供水。
（四）自動灭火系统设计
设计自动灭火系统时，要保证喷淋头的位置和数量设计合理，符合国家和建筑行业的标准;在喷淋头安装完毕后要马上检验喷淋效果，避免设计不当。喷淋头设计要根据建筑物的高度和喷淋给水管水损失情况来考虑，对系统中的入水压力进行科学的调整。根据建筑有无吊顶需要选择不同的喷淋头，直立状喷淋头只适合无吊顶的建筑。设计人员还应考虑到高层建筑中电力设备和暖气管道的安全设置问题，将喷淋头设置在远离这些设备的方便之地。警铃不能设置在楼道里，容易影响铃音的传播效果;报警阀要与管道相连，要求管道长度在20米或以上。
四、结语
综上所述，高层建筑的给排水消防设计是为居民和办公人员提供消防安全保障的关键设计，随着建筑结构复杂性的提高，设计人员要不断更新设计理念，学习新的设计方法，掌握消防设计的关键技术，从而科学合理地进行设计，降低高层建筑的消防安全隐患。
参考文献：
[1]朱明洁.关于高层建筑给排水消防设计关键技术分析[J].技术论坛，2019（2）：416-416.
[2]杨涛，王金涛.对于高层建筑给排水消防设计关键技术的探究[J].中文科技期刊数据库（全文版），2018（2）：297-297.
[3]宋建江.关于高层建筑给排水消防设计关键技术的分析[J].消防界（电子版），2018（17）：57-57.
[4]王斌.高层建筑给排水消防设计关键技术微探[J].引文版：工程技术，2016（98）：72-72.
浙江省省直建筑设计院 310000