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【摘 要】 随着高层建筑的建设，对于高层建筑消防给排水工程的设计关注的越来越高。相比于一般的建筑而言，高层建筑消防给排水设计具有其自身的特点，如果给排水消防设计出现问题，一旦建筑内发生火灾，就会对人们的生命财产安全造成严重的影响。因此，采用合适的设计措施，具有非常重要的意义。基于此，文章对高层建筑消防给排水工程特点与设计措施进行分析，以期能够提供一个借鉴。
【关键词】 高层建筑；消防给排水；设计措施
1. 高层建筑消防给排水系统组成要素概述
高层建筑的消防给水系统由消火栓系统与喷淋系统两大部分组成。消火栓系统由消防水池、高位消防水池、消防泵、稳压系统、管道系统、消火栓等组成。喷淋系统由消防水池、高位消防水池（与消火栓系统合用）、消防泵、稳压系统、报警阀组、压力开关、水力警铃、信号阀、水流指示器、管道系统、喷淋头、末端试水装置、压力流量控制部分等组成。
根据《高层建筑设计的防火规范》的第7.3.6条文规定，“高层建筑室外消防栓的数量可以按照规范中的第7.2.2条文进行计算和确定。每个消防栓经过计算的水量都应在10L/s～15L/s。对消防用水量的计算就应该按照室内外总的用水量来计算，并且，在高层建筑设计防火规范条例7.4.5.3的条文中规定，消防的水泵要设计在室外，方便消防车进行使用的地点。并且它与室外的消防水池、消防栓的距离最好在15m～45m之间，根据它规定的设计距离，我们也能知道水泵的接合器一定是安排在室外的。因此，在布置消防栓的接合器时，一定要考虑它们之间的集中性，以便计算室外设计消防栓的数量。一旦在设计中出现的室内消防系统过多时，就要多接一些水泵接合器，并进行分散布置，如有需要就额外的加一些室外的消防栓。
2. 高层民用建筑的火灾特点
2.1火源点多，火势蔓延快
高层建筑一般电气化、自动化程度较高，内部安装有种类繁多的电器设备，用电量大且电气故障几率大幅度增加，容易引起电流过载、短路等从而引发火灾。人为纵火、未熄灭的烟蒂、雷击等都会成为超高层建筑发生火灾的火源。超高层建筑中垂直的楼梯间、电梯井以及管道井会产生强力的烟囱效应，助长火势的蔓延，特别是在那些储藏有大量可燃物的超高层建筑物内，如办公楼、图书馆等。研究数据表明，超高层建筑中火灾烟气沿楼梯间等的垂直扩散速度远超水平方向的扩散速度，可达每秒3—4m。一旦发生了火灾，火势会迅速蔓延扩展，容易形成难以控制的立体式火灾。
2.2员安全疏散难度大
高层建筑发生火灾时，普通电梯因缺少防烟火功能而必须停止使用，或由于停电而不能使用。而高度有限的消防云梯和数量稀少的登高消防车对于超高层建筑人员疏散作用有限，难以满足实际救援需要。所以，超高层建筑通常通过楼梯进行安全疏散，可火灾时的烟气会对疏散工作造成严重的影响。除此之外，由于高层建筑通常具有较多的楼层，可以容纳数千人甚至上万人，人员比较密集。由于疏散手段有限，将楼上人员疏散至安全地带需要耗费较长的时间，还会经常发生拥挤的现象，而火势蔓延比疏散的速度要快得多。
2.3扑救难度大
现有消防云梯车最高仅能达到50m左右，如果超高层建筑上部楼层发生火灾，消防员将难以从建筑外部进行灭火。而在超高层建筑发生的火灾会迅速向上层蔓延形成立体式火灾，从而增大了火灾扑救的难度。虽然少数经济发达地区可以通过直升机扑救的方式来灭火，但是，以当前数量有限的消防直升机来说，是无法满足灭火的实际需要。考虑到地区经济发展的不平衡，该方式也难以进行普及。与此同时，高层建筑的灭火需要消耗大量的水，且对水压的要求很高，目前传统供水方式难以达到扑救建筑上层火灾的要求，需要采取专门的供水措施，这就导致超高层建筑的供水难度较高。受限于当前我国经济和技术发展水平，多数超高层建筑还是主要通过消火栓系统来扑救火灾，尚缺少完善的消防设施，导致了超高层建筑火灾的扑救难度增大。此外，火势蔓延迅速和强热辐射等因素也会影响超高层建筑火灾的扑救工作。
3. 高层建筑消防给排水设计中存在的问题
3.1设计人员观念问题
设计人员观念问题主要表现在他们对高层建筑与普通低层建筑未能正确区分对待上。作为高层建筑，有许多与普通低层建筑不同的特点，因此在设计中应结高层建筑消防隐患多等特点，然而部分设计人员却忽略这些特点，直接将普通地产建筑的设计照搬照抄于高层建筑的设计中。使建筑无形中增加很多风险。
3.2建筑消防泵房以及消防水池的设计分析
在设计消防泵房时一定要考虑到当火灾发生后，这地点不能受到火灾的威胁，必须可以使人们能进行灭火行动。在通常情况下，建筑的消防泵都是独立的，而且防火性能基本上都在二级以上或是选择优质的防火门和非常好的防火材料制作的防火门。消防泵房不但要满足非常好的防火性能，还要让水源能及时供应上来。因此，在选择使用供水材料上也是非常关键的。
3.3自动喷水灭火系统设计问题
在此方面的问题起因主要归于两点：其一，相关设计不够精密，甚至纸上谈兵，忽略了现实的施工要求。由直立型喷头的安裝过程举例，设计和施工中均没有区分场所是否有吊顶，均以有吊顶的要求来设计执行，导致安全隐患。其二，工作不够具体，只能达到一半要求。例如自喷系统的水力警铃虽人按要求设计，在灾害产生时也能自动发出警报，然而其安装位置不当，警报虽响却无人能听到，因而在灾害发生时也只是虚有其表、无济于事。
4. 提高高层建筑给排水的消防设计水平的方法
4.1地下消防水泵房给排水设计
随着科技的发展，在现代高层建筑的消防系统供水形式多样，比如消防栓供水方式，自动喷淋供水方式等。为了能够更加地完善高层建筑的消防系统还应根据高层建筑结构的实际情况合理设置地下消防水泵和消防水池。在高层建筑地下消防水泵房给水设计过程中，首要考虑的就是消防水池；建筑地下消防水池的设置可根据建筑所在地区的市政供水情况而定，如果市政供水无法满足建筑消防用水量需求，就应设置地下消防水池，储存一定量的水，确保建筑消防用水的正常供应；消防泵房的设计过程中应做到以下几点笔者认为：①在地下消防水池中设置导流墙及循环水泵，防止池水无法正常循环；②消防水泵选择是应以水泵特性曲线为依据，再选择与其相匹配的管道系统；其中，水泵选择时必须要考虑水泵机组的综合运行效果，应尽量选择大功率水泵，以防因水泵功率过小影响供水效果；各个水泵并联组成机组时，应尽可能地将水泵接近高效端的左边界；③合理设置水泵的安装高度及调速，尽量将水泵机组的调到最大速，提高水泵的运行效率。 4.2自动喷水灭火系统设计
在高层建筑给排水消防设计中自动喷水灭火系统是其重要的设计内容，也是提高高层建筑消防功能的重要设计手段和措施。结合笔者以往对高层建筑给排水消防设计经验，认为设计中应做到以下几点：①高层建筑内公共过道喷淋头应根据有关的消防设计规范要求合理确定喷淋头数量和安装位置，并对安装设置后的喷淋系统进行试验，以防某个喷淋头自身存在故障，火灾发生时无法运行。②消防喷淋头的水管入口减压设计。设计时首先要考虑建筑高度和喷淋给水管水力损失情况，在对水泵的扬程进行准确计算，综合考虑后确定喷淋同给水管连接处的实际压力，如果水压过大，应在其位置装置减压阀门，以防因水压过大在正常情况下损坏喷淋头；③喷淋头末端试水装置设计。应根据有关的消防试水装置设计规范要求，对喷淋试水装置的接头出水口流量进行检测试水，然后确定喷淋自喷末端型号，将排水管设计为间接排放，以防排水漏斗的水道气体进入室内；④信号阀设计。应将喷淋报警信号阀设置在出口处，避免信号传输不畅造成系统操作失误；⑤消防增压泵设计。确保增压泵的流量为一股水柱，根据建筑构造的实际情况及增压泵功率，将增压泵扬程控制在有效范围内，防止增压泵扬程过大或者过小，浪费水资源和电能；⑥喷淋头供水时报警阀位置设计。自动喷淋系统启动后，报警阀也会及时地得到信号指示发出警报，为了能使有关消防人员及时地发现警报，应将警报阀设置在值班室内或者人员活动密集的地区。
4.3水箱和水泵
高层的设计中，水箱和水泵也是设计的重点，对于高层的重力系统而言，消防所用的水都放在高位水箱里，为消防工作提供足够的建筑用水。从而，使得水泵在水灾来临时能及时的派上用场，使高层消防安全可靠。从现行的规范及所见到的资料里都没有明确消防水箱中的消防储水量是一个18m3还是两个18m3。即一般的将GB50045-95（2005年版）中的18m3理解为消火栓系统室内10min消防用水（故近日有将高位水箱中之10min消防储水量定为24m3，因室内消火栓用水量为40L/s）；将GBJ84-85中的18m3理解为自动喷水灭火系统10min消防储量（与原GBJ45-82第6.2.3建筑物内自动喷水灭火设备的用水量，按30L/s计算巧合）。因此设计消防栓与自动喷水灭火系统同时存在时出现高位水箱中的消防储量为36m3。
5.结束语
消防給排水工程以对建筑和相关人员的安全进行保护为使命，要求技术强大、操作简单且经济合理。通过科学、合理的设计，保证高层建筑消防给排水系统设计的科学化和经济化，对火灾进行有效的控制，对促进国家的发展具有非常重要的意义。
参考文献：
[1]刘丹莉.建筑消防给排水设计要点分析[J].中华民居（下旬刊），2014，04：27.
[2]赵树荣.民用建筑消防给排水设计初探[J].中华民居（下旬刊），2014，06：34.
[3]李志红.高层建筑综合楼消防给排水设计常见问题探讨[J].技术与市场，2014，07：202.
【关键词】 高层建筑；消防给排水；设计措施
1. 高层建筑消防给排水系统组成要素概述
高层建筑的消防给水系统由消火栓系统与喷淋系统两大部分组成。消火栓系统由消防水池、高位消防水池、消防泵、稳压系统、管道系统、消火栓等组成。喷淋系统由消防水池、高位消防水池（与消火栓系统合用）、消防泵、稳压系统、报警阀组、压力开关、水力警铃、信号阀、水流指示器、管道系统、喷淋头、末端试水装置、压力流量控制部分等组成。
根据《高层建筑设计的防火规范》的第7.3.6条文规定，“高层建筑室外消防栓的数量可以按照规范中的第7.2.2条文进行计算和确定。每个消防栓经过计算的水量都应在10L/s～15L/s。对消防用水量的计算就应该按照室内外总的用水量来计算，并且，在高层建筑设计防火规范条例7.4.5.3的条文中规定，消防的水泵要设计在室外，方便消防车进行使用的地点。并且它与室外的消防水池、消防栓的距离最好在15m～45m之间，根据它规定的设计距离，我们也能知道水泵的接合器一定是安排在室外的。因此，在布置消防栓的接合器时，一定要考虑它们之间的集中性，以便计算室外设计消防栓的数量。一旦在设计中出现的室内消防系统过多时，就要多接一些水泵接合器，并进行分散布置，如有需要就额外的加一些室外的消防栓。
2. 高层民用建筑的火灾特点
2.1火源点多，火势蔓延快
高层建筑一般电气化、自动化程度较高，内部安装有种类繁多的电器设备，用电量大且电气故障几率大幅度增加，容易引起电流过载、短路等从而引发火灾。人为纵火、未熄灭的烟蒂、雷击等都会成为超高层建筑发生火灾的火源。超高层建筑中垂直的楼梯间、电梯井以及管道井会产生强力的烟囱效应，助长火势的蔓延，特别是在那些储藏有大量可燃物的超高层建筑物内，如办公楼、图书馆等。研究数据表明，超高层建筑中火灾烟气沿楼梯间等的垂直扩散速度远超水平方向的扩散速度，可达每秒3—4m。一旦发生了火灾，火势会迅速蔓延扩展，容易形成难以控制的立体式火灾。
2.2员安全疏散难度大
高层建筑发生火灾时，普通电梯因缺少防烟火功能而必须停止使用，或由于停电而不能使用。而高度有限的消防云梯和数量稀少的登高消防车对于超高层建筑人员疏散作用有限，难以满足实际救援需要。所以，超高层建筑通常通过楼梯进行安全疏散，可火灾时的烟气会对疏散工作造成严重的影响。除此之外，由于高层建筑通常具有较多的楼层，可以容纳数千人甚至上万人，人员比较密集。由于疏散手段有限，将楼上人员疏散至安全地带需要耗费较长的时间，还会经常发生拥挤的现象，而火势蔓延比疏散的速度要快得多。
2.3扑救难度大
现有消防云梯车最高仅能达到50m左右，如果超高层建筑上部楼层发生火灾，消防员将难以从建筑外部进行灭火。而在超高层建筑发生的火灾会迅速向上层蔓延形成立体式火灾，从而增大了火灾扑救的难度。虽然少数经济发达地区可以通过直升机扑救的方式来灭火，但是，以当前数量有限的消防直升机来说，是无法满足灭火的实际需要。考虑到地区经济发展的不平衡，该方式也难以进行普及。与此同时，高层建筑的灭火需要消耗大量的水，且对水压的要求很高，目前传统供水方式难以达到扑救建筑上层火灾的要求，需要采取专门的供水措施，这就导致超高层建筑的供水难度较高。受限于当前我国经济和技术发展水平，多数超高层建筑还是主要通过消火栓系统来扑救火灾，尚缺少完善的消防设施，导致了超高层建筑火灾的扑救难度增大。此外，火势蔓延迅速和强热辐射等因素也会影响超高层建筑火灾的扑救工作。
3. 高层建筑消防给排水设计中存在的问题
3.1设计人员观念问题
设计人员观念问题主要表现在他们对高层建筑与普通低层建筑未能正确区分对待上。作为高层建筑，有许多与普通低层建筑不同的特点，因此在设计中应结高层建筑消防隐患多等特点，然而部分设计人员却忽略这些特点，直接将普通地产建筑的设计照搬照抄于高层建筑的设计中。使建筑无形中增加很多风险。
3.2建筑消防泵房以及消防水池的设计分析
在设计消防泵房时一定要考虑到当火灾发生后，这地点不能受到火灾的威胁，必须可以使人们能进行灭火行动。在通常情况下，建筑的消防泵都是独立的，而且防火性能基本上都在二级以上或是选择优质的防火门和非常好的防火材料制作的防火门。消防泵房不但要满足非常好的防火性能，还要让水源能及时供应上来。因此，在选择使用供水材料上也是非常关键的。
3.3自动喷水灭火系统设计问题
在此方面的问题起因主要归于两点：其一，相关设计不够精密，甚至纸上谈兵，忽略了现实的施工要求。由直立型喷头的安裝过程举例，设计和施工中均没有区分场所是否有吊顶，均以有吊顶的要求来设计执行，导致安全隐患。其二，工作不够具体，只能达到一半要求。例如自喷系统的水力警铃虽人按要求设计，在灾害产生时也能自动发出警报，然而其安装位置不当，警报虽响却无人能听到，因而在灾害发生时也只是虚有其表、无济于事。
4. 提高高层建筑给排水的消防设计水平的方法
4.1地下消防水泵房给排水设计
随着科技的发展，在现代高层建筑的消防系统供水形式多样，比如消防栓供水方式，自动喷淋供水方式等。为了能够更加地完善高层建筑的消防系统还应根据高层建筑结构的实际情况合理设置地下消防水泵和消防水池。在高层建筑地下消防水泵房给水设计过程中，首要考虑的就是消防水池；建筑地下消防水池的设置可根据建筑所在地区的市政供水情况而定，如果市政供水无法满足建筑消防用水量需求，就应设置地下消防水池，储存一定量的水，确保建筑消防用水的正常供应；消防泵房的设计过程中应做到以下几点笔者认为：①在地下消防水池中设置导流墙及循环水泵，防止池水无法正常循环；②消防水泵选择是应以水泵特性曲线为依据，再选择与其相匹配的管道系统；其中，水泵选择时必须要考虑水泵机组的综合运行效果，应尽量选择大功率水泵，以防因水泵功率过小影响供水效果；各个水泵并联组成机组时，应尽可能地将水泵接近高效端的左边界；③合理设置水泵的安装高度及调速，尽量将水泵机组的调到最大速，提高水泵的运行效率。 4.2自动喷水灭火系统设计
在高层建筑给排水消防设计中自动喷水灭火系统是其重要的设计内容，也是提高高层建筑消防功能的重要设计手段和措施。结合笔者以往对高层建筑给排水消防设计经验，认为设计中应做到以下几点：①高层建筑内公共过道喷淋头应根据有关的消防设计规范要求合理确定喷淋头数量和安装位置，并对安装设置后的喷淋系统进行试验，以防某个喷淋头自身存在故障，火灾发生时无法运行。②消防喷淋头的水管入口减压设计。设计时首先要考虑建筑高度和喷淋给水管水力损失情况，在对水泵的扬程进行准确计算，综合考虑后确定喷淋同给水管连接处的实际压力，如果水压过大，应在其位置装置减压阀门，以防因水压过大在正常情况下损坏喷淋头；③喷淋头末端试水装置设计。应根据有关的消防试水装置设计规范要求，对喷淋试水装置的接头出水口流量进行检测试水，然后确定喷淋自喷末端型号，将排水管设计为间接排放，以防排水漏斗的水道气体进入室内；④信号阀设计。应将喷淋报警信号阀设置在出口处，避免信号传输不畅造成系统操作失误；⑤消防增压泵设计。确保增压泵的流量为一股水柱，根据建筑构造的实际情况及增压泵功率，将增压泵扬程控制在有效范围内，防止增压泵扬程过大或者过小，浪费水资源和电能；⑥喷淋头供水时报警阀位置设计。自动喷淋系统启动后，报警阀也会及时地得到信号指示发出警报，为了能使有关消防人员及时地发现警报，应将警报阀设置在值班室内或者人员活动密集的地区。
4.3水箱和水泵
高层的设计中，水箱和水泵也是设计的重点，对于高层的重力系统而言，消防所用的水都放在高位水箱里，为消防工作提供足够的建筑用水。从而，使得水泵在水灾来临时能及时的派上用场，使高层消防安全可靠。从现行的规范及所见到的资料里都没有明确消防水箱中的消防储水量是一个18m3还是两个18m3。即一般的将GB50045-95（2005年版）中的18m3理解为消火栓系统室内10min消防用水（故近日有将高位水箱中之10min消防储水量定为24m3，因室内消火栓用水量为40L/s）；将GBJ84-85中的18m3理解为自动喷水灭火系统10min消防储量（与原GBJ45-82第6.2.3建筑物内自动喷水灭火设备的用水量，按30L/s计算巧合）。因此设计消防栓与自动喷水灭火系统同时存在时出现高位水箱中的消防储量为36m3。
5.结束语
消防給排水工程以对建筑和相关人员的安全进行保护为使命，要求技术强大、操作简单且经济合理。通过科学、合理的设计，保证高层建筑消防给排水系统设计的科学化和经济化，对火灾进行有效的控制，对促进国家的发展具有非常重要的意义。
参考文献：
[1]刘丹莉.建筑消防给排水设计要点分析[J].中华民居（下旬刊），2014，04：27.
[2]赵树荣.民用建筑消防给排水设计初探[J].中华民居（下旬刊），2014，06：34.
[3]李志红.高层建筑综合楼消防给排水设计常见问题探讨[J].技术与市场，2014，07：202.