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摘要：由于高层建筑具有层数多、用水要求高、高度大、振动源多、排水量大等特点，因此对建筑给水排水的设计、施工、材料及管理方面都提出了较高的要求。本文就高层住宅给排水及消防系统设计进行分析和阐述，本工程涉及到给排水系统，室内外消火栓系统，自动喷水灭火系统及建筑灭火器配置等内容，并对高层建筑给排水和消防设计提出一些建议。
关键词：高层住宅；给排水；消火栓给水系统；自喷系统
中图分类号：TU97文献标识码： A
一、工程概况
1、本工程位于江西九江某开发区，交通极为便利。总用地面积为9594.13 m2,总建筑面积32488.65 m2，地上建筑面积为25761.8 m2，其中住宅建筑面积23823.42 m2，商业建筑面积1784.52 m2；地下建筑面积为6726.85 m2，其中地下汽车库建筑面积5452.36 m2，地下自行车库建筑面积为1274.49 m2。
2、本工程由3栋高层住宅组成，1#楼、2#楼均是18层，一-二层为商业营业网店，三-十八层为住宅，建筑高度58.460米；3#楼共29层，一层为架空层，二-二十九层为住宅，建筑高度89.100米。
二、給排水设计
（一）生活给水系统设计
（1）生活用水水源
本工程给水水源接自市政自来水管，市政供水压力约0.25Mpa。
（2）按照当地的实际情况和建筑给水排水排水手册上的标准选取用水定额。本工程为高层住宅建筑，生活用水按照用水点的静水压力不超过0.35Mpa-0.45Mpa进行竖向分区。工程实践证明，当分区压力过大时，底层水压较大，用水器具容易损坏，且水流流速大，运用不便。因此，本工程的给水系统按照用水点的静水压力不超过0.35Mpa进行竖向分区。具体如下：一至五层为市政供水，六至十三层为低区加压供水，十四至二十一层为中区加压供水，二十二至二十九层为高区加压供水。生活加压给水设备设于地下室水泵房内，室内给水管采用下行上给方式供水。
1#楼住宅套数126套，2#楼住宅套数63套，3#楼住宅套数258套。生活用水量见表1。
表1 生活用水量及标准
本工程在地下室泵房内设有食用级不锈钢水箱（分两格）一个，有效容量70t。生活给水低、中、高区各设置一套变频加压供水设备，设备型号见表2。
表2 变频加压供水设备
本工程室内给水管立管管材采用钢塑复合管，丝接；支管采用聚丙烯（PP-R）管，采用热熔连接，工作压力为1.0Mpa。管径DN≤50mm者采用截止阀，DN＞50mm者采用闸阀或蝶阀。
（二）消防给水系统设计
（1）消防水源和用水量：
本工程在地下室设消防水池一座，有效容积288t，储存有2小时室内消火栓和1小时自喷用水量。高位消防水箱设于3#楼的屋顶夹层内，有效容积18T，保证火灾发生时前10分钟的消防用水量。
本工程消防用水量见表3：
表3 消防用水量
（2）室外消火栓系统
本工程室外消防给水管成环布置，由两路市政自来水管供给。室外消防给水环管上共设置4个地上式室外消火栓（型号SS100/65型），消火栓间距不大于120米，保护半径150米。消火栓距高层建筑外墙的距离不小于5m，且不大于40m，距路边的距离不大于2m，距室外消火栓40m范围内设有室内消防水泵接合器2个（型号SQS100-A型）。
（3）室内消火栓系统
根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，2005年版）的规定，本工程按大于50米的一类高层住宅楼进行消防给水系统设计。由于本工程消火栓静水压力不超过100米，因此，室内消火栓系统竖向不分区。
本工程高层住宅、商业及地下室均设置室内消火栓系统，室内消火栓布置保证同层任何地方均有二股水柱同时到达。室内消火栓箱均选用带灭火器箱组合式消防柜，消火栓栓口为65毫米，水枪喷嘴为19毫米，配备25米长衬胶水龙带，栓口距各层楼面1.10m。消防柜内均设置消防水泵启动按钮。
本工程室内消火栓系统为临时高压消防给水系统，当火灾发生时，整个系统由地下室消防水泵加压供水。消防泵房内设置消火栓泵两台（一用一备），并配备消防增压稳压设备，室外设置室内消防水泵接合器2个（型号SQS100-A型）与室内消防给水管网相连。
室内消火栓系统供水设备型号见表4。
表4 室内消火栓系统供水设备
以1#楼为例，室内消火栓管网底部在自行车库梁底成环，两路供水接自地下车库内消防环管。商业部分的消火栓立管根据消火栓箱的布置在一、二层梁底分别成环布置，住宅部分消火栓立管在屋顶夹层内成环布置。室内消火栓原理图见图1。
图1 1#楼室内消火栓原理图
本工程消火栓泵的扬程为115米，21层楼地面标高58.35米，泵房地面标高-5.10米，由此推算出21层消火栓栓口处的动压稍大于0.5Mpa。因此，21层及以下的消火栓采用减压稳压消火栓。
本工程室内消防给水管管材采用内外壁热浸镀锌钢管，DN≤80丝扣连接，DN＞80卡箍连接。消防管道上的阀门工作压力为1.6Mpa。
（4）自动喷淋灭火系统
本工程在地下室和3#楼公共走道设置自动喷淋灭火系统。3#楼定性为一类高层居住建筑，由于标准层的两个安全出口之间的距离小于5米（见图2），因此在公共走道增加了自喷系统。
图2 3#楼标准层平面图
按照《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001，2005版)的规定，本工程地下室为中危险Ⅱ级，喷水强度8L/min·m2 ，本工程3#楼为中危险Ⅰ级，喷水强度6L/min·m2 ，作用面积160m2，作用时间1h，灭火用水量40L/s。地下车库采用直立型喷头，垂直向上安装，主楼下的地下室采用下垂型喷头；3#楼公共走道采用吊顶型喷头。喷头型号为ZST型，温级为68℃。水流指示器采用ZSFZ型，湿式报警阀、水流指示器前安装信号阀，型号为XZF。
本工程在消防泵房内设自动喷淋泵二台（一用一备）及湿式报警阀两套。整个系统在湿式报警阀控制的最不利点末端设有DN25末端试水装置，另在每个防火分区最不利点喷头处设有DN25试水阀，末端试水就近排入雨水管道。距室外消火栓40m范围内设置地上式水泵接合器4个（型号SQS100-A型）与自喷系统相连。
自喷系统供水设备型号见表5。
表5 自喷系统供水设备
名称 规格及型号 单位 数量 备注
自喷消防泵 XBD12/40-150D/6-L
Q=144m3 /h（40L/s），H=120m，N=75KW 台 2 一用一备
自喷增压稳压设备 ZW（L）-Ⅱ-Z-E型
配用水泵型号25LGW3-10*13，N=4.0KW 套 1
自动喷水灭火系统示意图见图3。
图3 自动喷水灭火系统示意图
自喷系统管材采用内外壁热浸镀锌钢管，DN≤80丝扣连接，DN＞80卡箍连接。自喷管道上的阀门工作压力为1.6Mpa。
（三）排水系统设计
（1）生活污水
本工程采用室内污、废合流排水，生活污水经化粪池处理后，接入室外排水管网，再排入市政污水管。一层污水单独排放至室外污水检查井，二层以上设排水立管排放至室外污水检查井。
1#、2#楼排水管采用 UPVC 芯层发泡管，通气立管采用U－PVC排水管，承插式胶粘剂连接；3#楼排水管采用柔性铸铁管，卡箍连接，通气立管采用U－PVC排水管，承插式胶粘剂连接，排水支管采用UPVC管，承插粘接。排水立管每层设一个伸缩节，立管穿越楼板处设阻火圈。
（2）雨水
本工程建筑屋面雨水采用重力排水方式，天沟雨水斗采用87型雨水斗。雨水统一收集后排入市政雨水管网。
1#、2#楼雨水管采用UPVC排水管，采用雨水管专用伸缩节连接或胶粘剂连接；3#楼雨水管采用柔性铸铁管，卡箍连接。冷凝水、阳台排水管采用 UPVC 雨水排水管（防紫外线），承插粘接。
（四）建筑灭火器的配置
根据《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）,住宅和商业的建筑火灾类别为A类，中危险级，灭火器最小灭火配置级别2A，最大保护面积75m2/A，消火栓下设置2具手提贮压式磷酸铵盐干粉灭火器(MFZ/ABC4)，4Kg/具，保护距离20米；地下室的建筑火灾类别为B类，中危险级，灭火器最小灭火配置级别55B，最大保护面积1.0m2/B，消火栓下设置2具手提贮压式磷酸铵盐干粉灭火器(MFZ/ABC4)，4Kg/具，保护距离12米。
三、结束语
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。设计者应充分了解用户的需要，进行合理的设计，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：
1、高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95，2005年版
2、自动喷水灭火系统设计规范 GB50084-2001,2005年版
3、建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005
4、汽车库、修车库、停车场设计防火规范 GB 50067-97
关键词：高层住宅；给排水；消火栓给水系统；自喷系统
中图分类号：TU97文献标识码： A
一、工程概况
1、本工程位于江西九江某开发区，交通极为便利。总用地面积为9594.13 m2,总建筑面积32488.65 m2，地上建筑面积为25761.8 m2，其中住宅建筑面积23823.42 m2，商业建筑面积1784.52 m2；地下建筑面积为6726.85 m2，其中地下汽车库建筑面积5452.36 m2，地下自行车库建筑面积为1274.49 m2。
2、本工程由3栋高层住宅组成，1#楼、2#楼均是18层，一-二层为商业营业网店，三-十八层为住宅，建筑高度58.460米；3#楼共29层，一层为架空层，二-二十九层为住宅，建筑高度89.100米。
二、給排水设计
（一）生活给水系统设计
（1）生活用水水源
本工程给水水源接自市政自来水管，市政供水压力约0.25Mpa。
（2）按照当地的实际情况和建筑给水排水排水手册上的标准选取用水定额。本工程为高层住宅建筑，生活用水按照用水点的静水压力不超过0.35Mpa-0.45Mpa进行竖向分区。工程实践证明，当分区压力过大时，底层水压较大，用水器具容易损坏，且水流流速大，运用不便。因此，本工程的给水系统按照用水点的静水压力不超过0.35Mpa进行竖向分区。具体如下：一至五层为市政供水，六至十三层为低区加压供水，十四至二十一层为中区加压供水，二十二至二十九层为高区加压供水。生活加压给水设备设于地下室水泵房内，室内给水管采用下行上给方式供水。
1#楼住宅套数126套，2#楼住宅套数63套，3#楼住宅套数258套。生活用水量见表1。
表1 生活用水量及标准
本工程在地下室泵房内设有食用级不锈钢水箱（分两格）一个，有效容量70t。生活给水低、中、高区各设置一套变频加压供水设备，设备型号见表2。
表2 变频加压供水设备
本工程室内给水管立管管材采用钢塑复合管，丝接；支管采用聚丙烯（PP-R）管，采用热熔连接，工作压力为1.0Mpa。管径DN≤50mm者采用截止阀，DN＞50mm者采用闸阀或蝶阀。
（二）消防给水系统设计
（1）消防水源和用水量：
本工程在地下室设消防水池一座，有效容积288t，储存有2小时室内消火栓和1小时自喷用水量。高位消防水箱设于3#楼的屋顶夹层内，有效容积18T，保证火灾发生时前10分钟的消防用水量。
本工程消防用水量见表3：
表3 消防用水量
（2）室外消火栓系统
本工程室外消防给水管成环布置，由两路市政自来水管供给。室外消防给水环管上共设置4个地上式室外消火栓（型号SS100/65型），消火栓间距不大于120米，保护半径150米。消火栓距高层建筑外墙的距离不小于5m，且不大于40m，距路边的距离不大于2m，距室外消火栓40m范围内设有室内消防水泵接合器2个（型号SQS100-A型）。
（3）室内消火栓系统
根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，2005年版）的规定，本工程按大于50米的一类高层住宅楼进行消防给水系统设计。由于本工程消火栓静水压力不超过100米，因此，室内消火栓系统竖向不分区。
本工程高层住宅、商业及地下室均设置室内消火栓系统，室内消火栓布置保证同层任何地方均有二股水柱同时到达。室内消火栓箱均选用带灭火器箱组合式消防柜，消火栓栓口为65毫米，水枪喷嘴为19毫米，配备25米长衬胶水龙带，栓口距各层楼面1.10m。消防柜内均设置消防水泵启动按钮。
本工程室内消火栓系统为临时高压消防给水系统，当火灾发生时，整个系统由地下室消防水泵加压供水。消防泵房内设置消火栓泵两台（一用一备），并配备消防增压稳压设备，室外设置室内消防水泵接合器2个（型号SQS100-A型）与室内消防给水管网相连。
室内消火栓系统供水设备型号见表4。
表4 室内消火栓系统供水设备
以1#楼为例，室内消火栓管网底部在自行车库梁底成环，两路供水接自地下车库内消防环管。商业部分的消火栓立管根据消火栓箱的布置在一、二层梁底分别成环布置，住宅部分消火栓立管在屋顶夹层内成环布置。室内消火栓原理图见图1。
图1 1#楼室内消火栓原理图
本工程消火栓泵的扬程为115米，21层楼地面标高58.35米，泵房地面标高-5.10米，由此推算出21层消火栓栓口处的动压稍大于0.5Mpa。因此，21层及以下的消火栓采用减压稳压消火栓。
本工程室内消防给水管管材采用内外壁热浸镀锌钢管，DN≤80丝扣连接，DN＞80卡箍连接。消防管道上的阀门工作压力为1.6Mpa。
（4）自动喷淋灭火系统
本工程在地下室和3#楼公共走道设置自动喷淋灭火系统。3#楼定性为一类高层居住建筑，由于标准层的两个安全出口之间的距离小于5米（见图2），因此在公共走道增加了自喷系统。
图2 3#楼标准层平面图
按照《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001，2005版)的规定，本工程地下室为中危险Ⅱ级，喷水强度8L/min·m2 ，本工程3#楼为中危险Ⅰ级，喷水强度6L/min·m2 ，作用面积160m2，作用时间1h，灭火用水量40L/s。地下车库采用直立型喷头，垂直向上安装，主楼下的地下室采用下垂型喷头；3#楼公共走道采用吊顶型喷头。喷头型号为ZST型，温级为68℃。水流指示器采用ZSFZ型，湿式报警阀、水流指示器前安装信号阀，型号为XZF。
本工程在消防泵房内设自动喷淋泵二台（一用一备）及湿式报警阀两套。整个系统在湿式报警阀控制的最不利点末端设有DN25末端试水装置，另在每个防火分区最不利点喷头处设有DN25试水阀，末端试水就近排入雨水管道。距室外消火栓40m范围内设置地上式水泵接合器4个（型号SQS100-A型）与自喷系统相连。
自喷系统供水设备型号见表5。
表5 自喷系统供水设备
名称 规格及型号 单位 数量 备注
自喷消防泵 XBD12/40-150D/6-L
Q=144m3 /h（40L/s），H=120m，N=75KW 台 2 一用一备
自喷增压稳压设备 ZW（L）-Ⅱ-Z-E型
配用水泵型号25LGW3-10*13，N=4.0KW 套 1
自动喷水灭火系统示意图见图3。
图3 自动喷水灭火系统示意图
自喷系统管材采用内外壁热浸镀锌钢管，DN≤80丝扣连接，DN＞80卡箍连接。自喷管道上的阀门工作压力为1.6Mpa。
（三）排水系统设计
（1）生活污水
本工程采用室内污、废合流排水，生活污水经化粪池处理后，接入室外排水管网，再排入市政污水管。一层污水单独排放至室外污水检查井，二层以上设排水立管排放至室外污水检查井。
1#、2#楼排水管采用 UPVC 芯层发泡管，通气立管采用U－PVC排水管，承插式胶粘剂连接；3#楼排水管采用柔性铸铁管，卡箍连接，通气立管采用U－PVC排水管，承插式胶粘剂连接，排水支管采用UPVC管，承插粘接。排水立管每层设一个伸缩节，立管穿越楼板处设阻火圈。
（2）雨水
本工程建筑屋面雨水采用重力排水方式，天沟雨水斗采用87型雨水斗。雨水统一收集后排入市政雨水管网。
1#、2#楼雨水管采用UPVC排水管，采用雨水管专用伸缩节连接或胶粘剂连接；3#楼雨水管采用柔性铸铁管，卡箍连接。冷凝水、阳台排水管采用 UPVC 雨水排水管（防紫外线），承插粘接。
（四）建筑灭火器的配置
根据《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）,住宅和商业的建筑火灾类别为A类，中危险级，灭火器最小灭火配置级别2A，最大保护面积75m2/A，消火栓下设置2具手提贮压式磷酸铵盐干粉灭火器(MFZ/ABC4)，4Kg/具，保护距离20米；地下室的建筑火灾类别为B类，中危险级，灭火器最小灭火配置级别55B，最大保护面积1.0m2/B，消火栓下设置2具手提贮压式磷酸铵盐干粉灭火器(MFZ/ABC4)，4Kg/具，保护距离12米。
三、结束语
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。设计者应充分了解用户的需要，进行合理的设计，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：
1、高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95，2005年版
2、自动喷水灭火系统设计规范 GB50084-2001,2005年版
3、建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005
4、汽车库、修车库、停车场设计防火规范 GB 50067-97