高层建筑给排水与消防系统设计

摘要：高层建筑因其层数多、排水量大、用水要求高等特点，在给水排水工程设计、施工、管理及消防系统等方面提出了更高要求，笔者结合自身的设计经验，就高层住宅建筑给排水设计中遇到的问题及消防系统的高要求作以分析，以保证建筑工程的质量和住户的生活质量。
关键词：高层建筑；给排水设计；消防系统；供水；压力表
前言
高层住宅建筑给排水工程设计工程在整个建筑工程中所占的比例不大，但是它却与住宅居民的生活紧密相连。因此，高层住宅建筑给排水设计是否合理、安全，都直接影响整栋高层建筑的质量和住户的生活质量。然而，在目前的高层住宅建筑给排水设计中，总有一些人为或客观因素的影响，使得一些突出问题亟需解决。
1高层建筑给排水系统的构成及功能
高层建筑给排水包括：卫生设备系统、管道系统、加压系统、配水系统、引入系统、调控系统、加热系统、储水池系统、水箱系统、计量系统构成的给水系统和污水管理系统、雨水系统、通气管系统、水封系统、处理系统构成的排水系统。

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1.1高层住宅建筑给水排水工程与多层建筑和低层建筑给水排水工程相比，基本的理论和计算方法是一致的，但因高层建筑层数多，高度大，结构复杂。近年来建筑给水工程设计方法得到改进。
高层住宅建筑供水中，因市政管网供水压力的原因影响，不能全部直接供水，所以必须对生活用水进行提升或加压。高层建筑设计一般都使用高位水箱供水，供水压力比较稳定。高层民用住宅楼给排水设计时可通过查看平面图纸，根据建筑物的布置情况和楼层的承载力情况及水箱本身占用大量的建筑面积来确定供水方式。在楼层中间没有建筑面积可允许安置水箱，串联供水不可实现，因此高区的供水应在地面用泵抽升到高区水箱。
1.2室内排水系统为污水、废水合流系统，地上部分直接排出室外，地下部分分段设置集水坑把地下室污水、废水汇集于坑内，利用潜水泵由集水坑自动控制将其提升至室外。为了保护存水弯水封性能，保持排水系统内的空气压力与大气压取得平衡，使排水管内排水畅通，向排水管内通入新鲜的空气，保持管内的换气，防范因室外管道系统积聚起来的有害气体而伤害到养护人员、引发火灾和腐蚀管道等隐患，还应减少排水系统的噪声。在排水系统中设置通气管。
1.2.1卫生间与厨房。污水管一般设置在外墙，高层住宅粪便污水立管应设置专用通气立管，厨房与洗衣机排水立管在满足排水流量要求下，可以不设专用通气立管。为了检修时不影响下一住户，住宅卫生间一般做降板，降板净空高度至少应有 350 毫米，在建筑的外墙梁上预埋 150 普通钢套管（非防水套管）。厨房可以不设置地漏，更没有必要做降板，洗涤池废水从楼板面上200mm处接入厨房污水立管，有些厨房没有靠外墙，立管就布置在室内。
1.2.2化粪池。常用的国标化粪池很多人都很熟悉，知道如何设计，但在一些地区要求设置无动力微型生活污水处理装置来替代传统国标化粪池，该装置占地面积比较大，一定要考虑足够的空地位置。
1.2.3阳台雨水。高层住宅建筑阳台应单独设置雨水管，且不能直接排放，但相关规定没有规范如何处理那么多雨水管的间接排放，笔者归纳了如下几种常用的处理措施：
第

一、有架空层的高层住宅，阳台雨水直接落到地面地漏或雨水沟内；

第二，无架空层的高层住宅，阳台雨水经局部统一收集后，排入附近雨水口，不需要设置水封井；
第三，有地下室的高层住宅，如果地下室顶板上有覆土做园林，阳台雨水应排入地下室顶板上雨水沟内，如果局部地方不能排入雨水沟，雨水立管进入地下室后，不能直接排至地下室排水沟内，应悬吊排出至室外，最后进入室外雨水口。
1.2.4空调冷凝水。目前国内虽然相关规范未作规定，但空调冷凝水也应采取间接排水，否则同样存在臭气进入室内的问题。如果室外空调机旁有雨水地漏，应将冷凝水直接排入地漏内；如果附近没有地漏，需要设置DN32 的专用空调冷凝水排水立管，管材采用给水塑料管。
2高层建筑给排水系统下的消防系统设计要求
随着人们生活水平和安全意识的提高，高层建筑对消防系统也提出了更高的要求。当外部的消防力量无法对高层建筑本身提供保护时，立足自救就成为高层住宅建筑消防系统的主要目的。
根据规范的规定，大多数的住宅小区、单体建筑及高层建筑等，均应设足够的消防水池 及加压泵房，来满足区域消防供水的要求。另外，在高层住宅建筑的消火栓系统设计中，室外消防用水量应按建筑总体积计算，避免把各幢楼体分开，按各幢体的体积计算室外消防用水量，未按整个住宅建筑群总体积计算。设计人员要根据房子的体积选择室外消火栓用水量设计参数。并严格按照规范的规定："室外消火栓用水量应按消防需水量最大的一座建筑物或一个防火分区计算"，依此条文进行计算。按规范设定建筑防火设计类别，确定室外和室内消火栓用水量，尽量防止消火栓用水量计算错误，这可能会影响室外消防水池贮水量或室外消防管道管径不足。在室内消火栓系统设计中，高层建筑可共用消防水池、消防泵及消防水箱。目前常发现的问题是，乙幢消火栓环状管网由区域内设有消防水源的甲幢供给，乙幢在两根引入管上均设有阀门，每根竖管上下亦设阀，但底部环状管上中间未设一个分段检修阀，若底部环状管某段损坏要进行检修时，就必须关闭二路进水，造成整栋楼无消防水源，存在着极大的安全隐患，违反了规范的规定。消防水泵房向环状管供水的加压管不应少于两条。环状管上应分段设阀门，即在两根出水管之间要设阀门，环状管上至少还要再设一只检修阀，保证管路分段，检修时才能向管网供应全部的消防用水。
管网安装完毕后。应进行强度试验和严密性试验。如果因为设计人员的失误，仅在管网出现故障需维修，就无法保证消防用水的需要。另外，消火栓给水系统中应按照设计要求和规范规定在需减压处设置减压孔板等减压装置，避免消火栓栓口的静水压力过大，引起消火栓拴润容易损坏。消火栓栓口的静水压力超过 0.8Mpa 时，采取分区给水系统，大于 0.5Mpa 时，则设置减压孔板等减压装置。自动喷水系统的进化。自动喷水灭火系统是在发生火灾时，喷头动作向消防中心显示着火区域位置，此时湿式报警阀处的压力开关动作自动启动喷水泵并向消防中心报警。消防水泵启动前，首先要满足灭火系统的水压要求。增压水泵的出水量应达到一个自动喷水灭火系统喷头的用水量，并把增压水泵设置在屋顶，尽量轻载启动，启动的速度能满足火灾扑救的需要。再次，将自动喷水灭火系统与消火栓给水系统增压水泵的出水量都统一定为 5 L／s。它将大大增加二个系统共用一套增压装置的可能性。也就是说，它可能增加

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的投资不多，甚至不增加投资。但却大大加强系统的可靠性。这在实际工作中对降低工程的造价也是有益的。报警阀前环状供水管道应能保证每个报警阀双向供水《自动喷水灭火系统设计规范》规定："当自动喷水灭火系统中设有2个及以上报警阀组时，报警阀组前宜设环状供水管道。"喷头应布置在顶板或吊顶易于接触到火灾热气流并有利于均匀布水的位置。当喷头附近有不可避免的障碍物时，应按《自动喷水灭火系统设计规范》。喷头与障碍物的距离的要求布置喷头或增设喷头，补偿因喷头的洒水受阻不能到位灭火的水量。增压装置出水管上安装两个电接点压力表，增压泵的启停和消防泵的启动可根据压力值来控制，并设压力开关等辅助报警装置，当管网压力持续下降至启动压力下限点的 0.05MPa 时，马上启动自动报警。
另外，自动喷水系统正由原来的大水量水喷淋系统向小水量的细水雾系统过渡，而且已经有公司开发出更先进的绿色环保产品，可以完全避免水对电器设备造成的损害。高层建筑采用细水雾系统可以减少水量的储备，大幅度地减少设备面积，并增强对火灾的探测能力。
随着科学技术的发展，高层建筑给排水的发展趋势也将更加迅速地向人性化、智能化、环保化的方向发展。
3结 语
高层住宅建筑给排水设计与普通多层住宅在消防、生活给水、雨污水排放等方面有很大的不同，设计时仅仅满足规范要求是不够的。设计者应对用户的需要充分了解，否则可能给用户的使用带来很大的不便。高层建筑对给排水设计施工的质量要求高，设计时考虑周全一些，会给工程的整体质量的提高打下良好的基础。在进行高层建筑给排水设计时，设计者应对现场的情况、管道材料、卫生设备等充分了解，这样才能较好的处理设计过程中的一些细节问题。
参考文献
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