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摘要：建筑给排水工程是建筑安装中的重要组成部分，随着人们对建筑的质量和消防安全提出了更高的要求，且高层建筑体积庞大，火灾隐患多，火灾产生后，火情蔓延速度快，火灾扑救难度大，给人们的生命安全和财产损失带来的后果严重，选用正确合理的给排水消防系统对减少或避免人民群众的生命安全和财产损失具有重要的作用。文章分析了高层建筑给排水消防设计的一些问题，并提出了改善措施。
关键词：高层建筑；给排水消防；设计
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
在高层民用建筑应用环节中，做好消防给排水设计的工作是非常必要的，对于民用建筑的功能性、安全性都具备重要的意义，需要引起相关人员的重视。
1、高层建筑给排水消防设计的特点
高层建筑与一般多层建筑相比，在给水排水工程方面，设计的基本理论和计算方法基本上是相同的。但是，由于高层建筑层数多、高度大、功能广、结构复杂，振动源多、用水要求高等特点，高层建筑给水排水工程在技术难度上，远远超过了低层建筑物的给水排水工程的范畴。
与低层建筑给水排水消防工程相比，高层建筑给水排水消防工程具有以下特点。
(1)高层建筑的特征主要表现在高度大、层数多。高层建筑,特别是高层建筑消防给水和排水系统的静水压力很大,合理的垂直分区供水系统非常重要。合理的垂直分区不仅能够降低静水压力,还可以避免管道和配件由于分区太少而使其遭到摧毁以及使用不便的问题。
(2)高层建筑的功能具有复杂性,发生火灾的概率比较大,在发生火灾的过程中,火势蔓延速度非常快,风险大,进行火灾扑救的难度增加。所以,相比低层建筑施工而言，其施工要求高出很多。在进行高层建筑消防系统设计过程中,根据高规的要求设置消防系统确保其安全可靠,满足高层建筑的防火要求的各种功能。
(3)高层建筑具有给排水量大的特点。如果出现排水管道堵塞或者出现停水现象，它所涉及的范围就会比较大。所以,必须有安全可靠的水源和经济合理的供水和排水形式,以及处理好管道的通气问题，,确保排水安全可靠。
(4)高层建筑的防止噪音和震动的需求相对而言比较高,所以就需要将设备和管道振动以及噪声消除的技术充分考虑在内。高层建筑电力设备具有种类多样化、管线长度长、噪声源和振动源繁多,振动和噪声产生频繁等特点。所以,高层建筑对管道的要求就比较高，要确保其具有良好的防噪、防震、抗压的优势，从而确保周围的环境不会受到影响。
2、高层建筑给排水消防设计存在的不足
2.1 对消防安全的重视程度不够
与普通建筑相比，高层建筑更需要设计者将消防系统与消防安全紧密联系在一起，从而使高层建筑消防安全得到保障。但很多设计者将普通建筑给排水系统设计与高层建筑给排水系统设计混为一谈，忽视了系统的消防安全，甚至有的高层建筑未经消防验收合格就投入使用，给人民群众的生命和财产安全带来隐患。
2.2 消防给水管网存在隐患
在消防给水管网施工中，试漏检修和强度测试是最主要的,但是仍然存在一些消防给水管网的泄漏修复和强度测试过程不能满足规范的需求,而且与设计规范出入很大,经常引起消防给水管网供水的不顺畅,从而影响了消防水系统在消防安全中的作用的正常发挥,最终可能产生不安全事故。
2.3 自动喷水灭火系统设计不合理
自动喷水灭火系统设计存在的问题主要包括喷头设计不合理与自喷系统的水力警铃设置不合理等。喷头的设计不合理主要体现在没有吊顶的喷头设计按照有吊顶的喷头设计，导致喷头布置不合理，没有考虑到喷头与梁的水平距离和与顶板的垂直距离的关系；另外，实际施工中喷头的位置与图纸设计中喷头位置不一致，导致实际与设计不符。自喷系统的水力警铃设置不合理主要表现在公共通道或值班室的附近并没有进行警铃的设置，从而使得火灾发生后，消防安全的相关人员没有及时发现，最终延误火灾扑救，造成生命和财产的损失。
2.4 消火栓栓口减压设施设置不当
在消火栓系统中减少消火栓栓口的静水压力有着重要作用。规定消火栓栓口处的出水压力超过0.5MPa时需要设置减压设施，主要是因为：
2.4.1在消火栓栓口处的出水压力高于0.5MPa时，水枪所产生的反作用力会增加，单个人操作困难。
2.4.2 当水枪的出流量高过每秒5升的时候，此时高位消防水箱内的贮水极有可能在很短的时间里被消耗殆尽，针对初期火灾的扑救是极为不利的。因此，正确地设置减压孔板或采用减压稳压消火栓消除消火栓口处的剩余水头是非常重要的。
3、高层建筑给排水消防系统设计优化方法
3.1、正确计算消火栓保护半径并合理进行布置
当该高层建筑的高度低于100米的时候，在进行消防设计时，按照水枪的最小流量为每秒5升，水枪喷嘴的口径是19毫米，根据相关的设计手册，得知水枪充实水柱后的长度应该是11.3米；而当该高层建筑的高度高于100米时，就要根据相关规范将水枪流量调整到所要求的水枪充实水柱长度。但是实际上，为了考虑经济因素而将高层建筑标准楼层净高定在 4米以下，而层高取 4米水枪上倾角取 45°的时候会限制充实水柱的长度，不过可以通过改变上倾角来达到目的。当层高仍然取 4米而喷嘴口径 19毫米， 水枪的充实水柱小于 10米时，扑救火灾的难度因为火场烟雾大且辐射热高而增大，因此，应该先计算水枪的充实水柱长度且满足《高层民用建筑设计防火规范》规定的下限。
3.2、合理设计消防水泵的泄压装置与防超压装置
一方面,消防泵出水管需要安装相应的试水管,以便员工测试泵的工作状态,方便水泵排水。如果消防泵排水量很小,可以直接把水排放在泵房的集水坑中;相反,如果排水量比较大,可以直接回流至消防水池。另一方面,水泵出口设置有关防止超压的设备。另外消防用水的蓄水量会有所变化,有减少的可能，甚至会小到水泵流量的基本规定值。如果没有相应的回流装置,必将增加消防管网压力,导致事故的发生。
3.3、自喷系统末端试水装置的设置
截止阀、压力表、试水接头、排水漏斗是末端试水装置的组成部分，该装置是消防验收和日常检查的重要设施，可以用来判断喷淋系统工作压力能否达到规范要求，但通常，末端试水装置的设置会出现被忽视或设置位置不合理不规范等问题，应该这样设置：最不利点喷头后接试水阀，再与压力表相接，然后再接流量系数等同于防火分区的最小流量系数喷头的试水接头。只有这样，末端试水装置才能准确模拟出最不利点喷头的实际喷水情况并将实际工作压力测出以帮助做好消防验收和检查的工作。
3.4、合理设计消防水池以保障高层建筑的消防供水充足
建筑的消防水池的设计,有效容积必须是将需要同时开启的各种室内、外消防系统的用水量和火灾蔓延的时间相结合,当室外给水管网供水充足且在火灾延续时间内能保证连续补水时，消防水池的容积可减去火灾延续时间内补充的水量。补水管的设计流速不宜大于2.5m/s。此外,严禁用建筑自身的结构来充当消防火池的结构,从而可以避免水质的恶化和污染。消防水池的引入管要不小于两根管,确保消防水池的补水安全。消防给水系统应设置备用消防水泵，其工作能力不应小于其中最大一台消防工作泵。
3.5、高层建筑的消防电梯间前室必须设置消火栓
高层建筑发生火灾时，消防人员通过使用消防电梯来进行灭火和救援的工作，而且消防电梯间前室的消火栓能够为消防人员提供开道的必要保护和足够的水柱。按照《高层民用建筑设计防火规范》的规定，消防电梯的井底应该设置排水设施，且为了保证消防电梯的正常運行，集水坑有效容积不应小于 2.0平方米。集水坑内的排水泵应当设置备用泵，当水位达到报警水位时同时开启工作泵和备用泵一起排水。
3.6、有效设置自动喷水灭火系统
设置自动喷水灭火系统首先要注意喷头的保护面积和喷头间的最大保护间距。只有确保布置的合理性，才能保证喷头在自身的作用面积内实现有效灭火的目的；而且在上述条件得到保证的基础上，灵活的进行喷头的配置，确保洒水的均匀性，不能使得喷头之间产生干涉或者影响。影响喷头喷水开放时间的因素（例如热烟的羽流效果，喷头周围的障碍物等) 较多，因此，在满足规范的前提下，根据需要处理好喷头周边的障碍物，确保喷头的开启和喷水不受影响。
结束语
高层建筑消防给水和排水设计是不存在绝对完善的固定模式可言的，所以它也无法按照一般模型进行设计,在具体的设计过程中,必须根据实际需求实施消防设计，切实遵循“预防为主、以人为本、安全第一”的原则。高层建筑设计、施工人员要不断探索实际问题,将新技术、新方法应用于实际的具体情况中去，从而提高消防控制系统的水平。充分掌握高层建筑给排水消防设计技术是最重要的因素,也是消除火灾源和扑救工作顺利完成的基本保证。
参考文献
[1]丁士棡,于欣欣.高层民用建筑消防给排水设计环节的优化[J].民营科技,2014,01:163.
[2]陈江英.建筑消防给排水设计探讨[J].山西青年,2013,14:159.
[3]黄柳凤.高层建筑给排水消防设计关键技术[J].经营管理者,2013,08:375.
关键词：高层建筑；给排水消防；设计
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
在高层民用建筑应用环节中，做好消防给排水设计的工作是非常必要的，对于民用建筑的功能性、安全性都具备重要的意义，需要引起相关人员的重视。
1、高层建筑给排水消防设计的特点
高层建筑与一般多层建筑相比，在给水排水工程方面，设计的基本理论和计算方法基本上是相同的。但是，由于高层建筑层数多、高度大、功能广、结构复杂，振动源多、用水要求高等特点，高层建筑给水排水工程在技术难度上，远远超过了低层建筑物的给水排水工程的范畴。
与低层建筑给水排水消防工程相比，高层建筑给水排水消防工程具有以下特点。
(1)高层建筑的特征主要表现在高度大、层数多。高层建筑,特别是高层建筑消防给水和排水系统的静水压力很大,合理的垂直分区供水系统非常重要。合理的垂直分区不仅能够降低静水压力,还可以避免管道和配件由于分区太少而使其遭到摧毁以及使用不便的问题。
(2)高层建筑的功能具有复杂性,发生火灾的概率比较大,在发生火灾的过程中,火势蔓延速度非常快,风险大,进行火灾扑救的难度增加。所以,相比低层建筑施工而言，其施工要求高出很多。在进行高层建筑消防系统设计过程中,根据高规的要求设置消防系统确保其安全可靠,满足高层建筑的防火要求的各种功能。
(3)高层建筑具有给排水量大的特点。如果出现排水管道堵塞或者出现停水现象，它所涉及的范围就会比较大。所以,必须有安全可靠的水源和经济合理的供水和排水形式,以及处理好管道的通气问题，,确保排水安全可靠。
(4)高层建筑的防止噪音和震动的需求相对而言比较高,所以就需要将设备和管道振动以及噪声消除的技术充分考虑在内。高层建筑电力设备具有种类多样化、管线长度长、噪声源和振动源繁多,振动和噪声产生频繁等特点。所以,高层建筑对管道的要求就比较高，要确保其具有良好的防噪、防震、抗压的优势，从而确保周围的环境不会受到影响。
2、高层建筑给排水消防设计存在的不足
2.1 对消防安全的重视程度不够
与普通建筑相比，高层建筑更需要设计者将消防系统与消防安全紧密联系在一起，从而使高层建筑消防安全得到保障。但很多设计者将普通建筑给排水系统设计与高层建筑给排水系统设计混为一谈，忽视了系统的消防安全，甚至有的高层建筑未经消防验收合格就投入使用，给人民群众的生命和财产安全带来隐患。
2.2 消防给水管网存在隐患
在消防给水管网施工中，试漏检修和强度测试是最主要的,但是仍然存在一些消防给水管网的泄漏修复和强度测试过程不能满足规范的需求,而且与设计规范出入很大,经常引起消防给水管网供水的不顺畅,从而影响了消防水系统在消防安全中的作用的正常发挥,最终可能产生不安全事故。
2.3 自动喷水灭火系统设计不合理
自动喷水灭火系统设计存在的问题主要包括喷头设计不合理与自喷系统的水力警铃设置不合理等。喷头的设计不合理主要体现在没有吊顶的喷头设计按照有吊顶的喷头设计，导致喷头布置不合理，没有考虑到喷头与梁的水平距离和与顶板的垂直距离的关系；另外，实际施工中喷头的位置与图纸设计中喷头位置不一致，导致实际与设计不符。自喷系统的水力警铃设置不合理主要表现在公共通道或值班室的附近并没有进行警铃的设置，从而使得火灾发生后，消防安全的相关人员没有及时发现，最终延误火灾扑救，造成生命和财产的损失。
2.4 消火栓栓口减压设施设置不当
在消火栓系统中减少消火栓栓口的静水压力有着重要作用。规定消火栓栓口处的出水压力超过0.5MPa时需要设置减压设施，主要是因为：
2.4.1在消火栓栓口处的出水压力高于0.5MPa时，水枪所产生的反作用力会增加，单个人操作困难。
2.4.2 当水枪的出流量高过每秒5升的时候，此时高位消防水箱内的贮水极有可能在很短的时间里被消耗殆尽，针对初期火灾的扑救是极为不利的。因此，正确地设置减压孔板或采用减压稳压消火栓消除消火栓口处的剩余水头是非常重要的。
3、高层建筑给排水消防系统设计优化方法
3.1、正确计算消火栓保护半径并合理进行布置
当该高层建筑的高度低于100米的时候，在进行消防设计时，按照水枪的最小流量为每秒5升，水枪喷嘴的口径是19毫米，根据相关的设计手册，得知水枪充实水柱后的长度应该是11.3米；而当该高层建筑的高度高于100米时，就要根据相关规范将水枪流量调整到所要求的水枪充实水柱长度。但是实际上，为了考虑经济因素而将高层建筑标准楼层净高定在 4米以下，而层高取 4米水枪上倾角取 45°的时候会限制充实水柱的长度，不过可以通过改变上倾角来达到目的。当层高仍然取 4米而喷嘴口径 19毫米， 水枪的充实水柱小于 10米时，扑救火灾的难度因为火场烟雾大且辐射热高而增大，因此，应该先计算水枪的充实水柱长度且满足《高层民用建筑设计防火规范》规定的下限。
3.2、合理设计消防水泵的泄压装置与防超压装置
一方面,消防泵出水管需要安装相应的试水管,以便员工测试泵的工作状态,方便水泵排水。如果消防泵排水量很小,可以直接把水排放在泵房的集水坑中;相反,如果排水量比较大,可以直接回流至消防水池。另一方面,水泵出口设置有关防止超压的设备。另外消防用水的蓄水量会有所变化,有减少的可能，甚至会小到水泵流量的基本规定值。如果没有相应的回流装置,必将增加消防管网压力,导致事故的发生。
3.3、自喷系统末端试水装置的设置
截止阀、压力表、试水接头、排水漏斗是末端试水装置的组成部分，该装置是消防验收和日常检查的重要设施，可以用来判断喷淋系统工作压力能否达到规范要求，但通常，末端试水装置的设置会出现被忽视或设置位置不合理不规范等问题，应该这样设置：最不利点喷头后接试水阀，再与压力表相接，然后再接流量系数等同于防火分区的最小流量系数喷头的试水接头。只有这样，末端试水装置才能准确模拟出最不利点喷头的实际喷水情况并将实际工作压力测出以帮助做好消防验收和检查的工作。
3.4、合理设计消防水池以保障高层建筑的消防供水充足
建筑的消防水池的设计,有效容积必须是将需要同时开启的各种室内、外消防系统的用水量和火灾蔓延的时间相结合,当室外给水管网供水充足且在火灾延续时间内能保证连续补水时，消防水池的容积可减去火灾延续时间内补充的水量。补水管的设计流速不宜大于2.5m/s。此外,严禁用建筑自身的结构来充当消防火池的结构,从而可以避免水质的恶化和污染。消防水池的引入管要不小于两根管,确保消防水池的补水安全。消防给水系统应设置备用消防水泵，其工作能力不应小于其中最大一台消防工作泵。
3.5、高层建筑的消防电梯间前室必须设置消火栓
高层建筑发生火灾时，消防人员通过使用消防电梯来进行灭火和救援的工作，而且消防电梯间前室的消火栓能够为消防人员提供开道的必要保护和足够的水柱。按照《高层民用建筑设计防火规范》的规定，消防电梯的井底应该设置排水设施，且为了保证消防电梯的正常運行，集水坑有效容积不应小于 2.0平方米。集水坑内的排水泵应当设置备用泵，当水位达到报警水位时同时开启工作泵和备用泵一起排水。
3.6、有效设置自动喷水灭火系统
设置自动喷水灭火系统首先要注意喷头的保护面积和喷头间的最大保护间距。只有确保布置的合理性，才能保证喷头在自身的作用面积内实现有效灭火的目的；而且在上述条件得到保证的基础上，灵活的进行喷头的配置，确保洒水的均匀性，不能使得喷头之间产生干涉或者影响。影响喷头喷水开放时间的因素（例如热烟的羽流效果，喷头周围的障碍物等) 较多，因此，在满足规范的前提下，根据需要处理好喷头周边的障碍物，确保喷头的开启和喷水不受影响。
结束语
高层建筑消防给水和排水设计是不存在绝对完善的固定模式可言的，所以它也无法按照一般模型进行设计,在具体的设计过程中,必须根据实际需求实施消防设计，切实遵循“预防为主、以人为本、安全第一”的原则。高层建筑设计、施工人员要不断探索实际问题,将新技术、新方法应用于实际的具体情况中去，从而提高消防控制系统的水平。充分掌握高层建筑给排水消防设计技术是最重要的因素,也是消除火灾源和扑救工作顺利完成的基本保证。
参考文献
[1]丁士棡,于欣欣.高层民用建筑消防给排水设计环节的优化[J].民营科技,2014,01:163.
[2]陈江英.建筑消防给排水设计探讨[J].山西青年,2013,14:159.
[3]黄柳凤.高层建筑给排水消防设计关键技术[J].经营管理者,2013,08:375.