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【摘 要】高层建筑设计必须遵循国家的有关方针、政策及消防管理部门的有关标准和规范规定，针对保护对象发生火灾的特点，一切从实际出发，以安全适用，技术先进，经济合理为前提，采用可靠的消防措施，做到防患未然，确保安全。本文介绍了高层建筑消防给水设计要求，探讨了高层建筑给排水消防设计要点。
【关键词】高层建筑；给排水工程；消防水系统；给排水设计
一、消火栓系统设计
在高层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，避免把各幢分开，按各幢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。设计人员要根据厂房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。
目前，如何合理地设计给排水及消防系统，对高层建筑日常运行的经济性，以及消防时的安全性和可靠性是高层建筑给排水设计最主要的问题。当前的高层给排水技术总体上日趋成熟，但也存在许多待解决的问题：
（1）新型减压、稳压设备的研制与应用；（2）安全可靠经济实用运行管理方便的供水技术的研究与推广应用；（3）低成本高效能新型管道材料的开发与应用；（4）高层建筑消防与自动控制技术；（5）提高排水系统过水能力，稳定排水系统压力的技术措施；为了适应和推动高层建筑的发展，必须不断改进和提高给排水的技术水平。
二、高层建筑给排水系统的设计方法
1、随着城市建设的快速发展，人民生活水平的日益提高，高层建筑在大中城市乃至小城市如雨后春笋般拔地而起。高层建筑在节约用地、改善城市形象和提高人们生活质量等方面发挥了重要作用。但同时高层民用建筑具有的火灾蔓延快、人员疏散难、扑救难度大等特点，给消防工作带来了一定的难度。对立足于自救的高层民用建筑来说，直接作用于灭火的消防给水设施尤为重要。在高层建筑火灾中，是否有足够的水压不间断地送到水枪阵地上，直接关系到火灾扑救的成败。
2、给排水管道的敷设设计
给排水管道明敷设时，常沿墙、梁、柱敷设，并满足施工、维护、检修的间距要求即可，在设计中最常见。给排水管道暗敷设时，给水管相对排水管而言，由于是压力管，且管径较细，故其暗敷有一定的优越性。室内给水管常见的暗敷方式分直埋式和非直埋式。
直埋式又分以下几种方法：（1）埋地或在地坪面层内敷设。给水管埋地敷设时，应避免布置在可能受重物压坏处或受振动而损坏处。埋地管道的敷土厚度，金属管不得<0.3m；塑料管管径≤50mm时，不宜小于0.5m；管径>50mm时，不宜小于0.7m。管道如设在地坪面的面层内，可在板面适当剔出管槽，冷、热水管平行走，避免交叉，安装时试崖验收合格后，再作建筑找平。.采用卡套式或卡环式接口连接的管道，当敷设在找平层或管槽内时，宜采用分水器向各用水点配管，中途不得有连接配件，两端接口应明露。（2）嵌墙敷设。给水支管若暗装于砖墙内，则在砖墙内开管槽。管槽宽度宜为管子外径大20mm，管槽深为管子外径。给水支管如敷设的墙面是钢筋混凝土剪力墙，则应贴于墙表面，并用管卡子固定于墙面，待土建墙面施工时，用水泥砂浆抹平。嵌墙敷设的塑料管、复合管管径不宜大于25mm，嵌墙横管距地面不宜大于450mm。嵌墙敷设的薄壁不锈钢管宜采用覆塑薄壁不锈钢管，并不得采用卡套式连接，管径不宜大于20mm。非直埋式的方法有管道设在管道井、吊顶内，地坪架空层内两种。住宅排水管明敷或暗设布置应根据建筑物的性质、使用要求和建筑平面布局確定。
三、高层建筑消防水系统的设计方法
1、正确设置消防水池及保证高层建筑两路供水
通常在高层建筑中，在市政供水不能满足消防用水量要求或市政为单路进水时，规范都要求设置消防水池。计算消防水池容积时，应将火灾延续时间内室内各消防用水量之和减去市政进水管的补水量。补水时间可按最长的火灾延续时间计。如果要考虑室外消防用水量或是设置生活、消防共用水池，则还需要补充相应的用水量。当设置生活、消防共用水池时，不能利用建筑物的本体结构做水池池壁以及池底，以防止生活水质污染。对此，《强制性条文》中已经明令禁止。同理，如果高层建筑屋顶设有生活、消防共用水箱，也应满足该要求。从消防水池接入水泵间的引入管应该保证不少于2根，如果在接入泵房前就将引入管汇合为一，对消防水池而言，仅为单路供水，存在供水的安全隐患。同时，从消防水泵接入各消防管网的供水管也应保证两路。
2、正确设置消防水池及保证高层建筑两路供水
（1）走道喷头的布置。在高层建筑中，为了美观往往设有吊顶，隐藏结构梁及各专业管道。而走道通常是各种管道最为集中的地方，特别是设置集中空调的高层建筑，结构梁、空调风管以及分层布置的给排水、电力管线等使设有吊顶的走道净空降低，若其吊顶形式为闷顶，则其闷顶的净空高度极有可能大于800mm。而《自喷规范》规定：“净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时，应设置喷头。”这是我们在设计中容易忽视的地方。由于走道内管道众多，设计中往往会出现直接在自喷配水管上、下接喷头的错误做法。首先这种接法不符合配水支管允许设置喷头数量（≤8个）的规定，其次走道内的自喷配水管往往管径较大，它缺少接小管径喷头的管件，在安装上也有弊病。所以，走道内的喷头应该从配水支管上接出为宜，在管线的布置上应与暖通、电力专业密切配合。
（2）高层建筑部分层自喷配水管入口应按要求减压。新《自喷规范》规定：“管道直径应经水力计算确定。配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.4MPa。”而老《自喷规范》对此并无具体要求。高层住宅火灾危险等级一般为中危险级，自喷水泵是根据最高层最不利喷头工作压力经过计算而选择。实践证明，设计中计算的最不利层配水管入口处所需压力均不大于0.3Mpa（最不利喷头工作压力按0.05MPa计），由于自喷水泵的扬程还需考虑建筑高度、水力损失等因素，故必使高层建筑的底部几层配水管入口处压力大于0.4MPa。因而在设计时，在自喷水泵扬程的确定上不能一味放大了事，应该在自喷平面布置完毕后通过水力计算校核水泵扬程，并在此基础上校核底部几层配水管入口处压力。
四、结束语
综上所述，在高层建筑给排水及消防设计中不仅要满足设计规范，而且要求设计者在满足甲方的要求同时还要符合当地职能部门设计规定；更要对用户的需求充分了解，真正做到以人为本，在设备选择与空间布置上更好地满足人们对居住环境的要求。
参考文献：
[1]《住宅设计规范》
[2]《建筑给水排水设计规范》
【关键词】高层建筑；给排水工程；消防水系统；给排水设计
一、消火栓系统设计
在高层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，避免把各幢分开，按各幢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。设计人员要根据厂房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。
目前，如何合理地设计给排水及消防系统，对高层建筑日常运行的经济性，以及消防时的安全性和可靠性是高层建筑给排水设计最主要的问题。当前的高层给排水技术总体上日趋成熟，但也存在许多待解决的问题：
（1）新型减压、稳压设备的研制与应用；（2）安全可靠经济实用运行管理方便的供水技术的研究与推广应用；（3）低成本高效能新型管道材料的开发与应用；（4）高层建筑消防与自动控制技术；（5）提高排水系统过水能力，稳定排水系统压力的技术措施；为了适应和推动高层建筑的发展，必须不断改进和提高给排水的技术水平。
二、高层建筑给排水系统的设计方法
1、随着城市建设的快速发展，人民生活水平的日益提高，高层建筑在大中城市乃至小城市如雨后春笋般拔地而起。高层建筑在节约用地、改善城市形象和提高人们生活质量等方面发挥了重要作用。但同时高层民用建筑具有的火灾蔓延快、人员疏散难、扑救难度大等特点，给消防工作带来了一定的难度。对立足于自救的高层民用建筑来说，直接作用于灭火的消防给水设施尤为重要。在高层建筑火灾中，是否有足够的水压不间断地送到水枪阵地上，直接关系到火灾扑救的成败。
2、给排水管道的敷设设计
给排水管道明敷设时，常沿墙、梁、柱敷设，并满足施工、维护、检修的间距要求即可，在设计中最常见。给排水管道暗敷设时，给水管相对排水管而言，由于是压力管，且管径较细，故其暗敷有一定的优越性。室内给水管常见的暗敷方式分直埋式和非直埋式。
直埋式又分以下几种方法：（1）埋地或在地坪面层内敷设。给水管埋地敷设时，应避免布置在可能受重物压坏处或受振动而损坏处。埋地管道的敷土厚度，金属管不得<0.3m；塑料管管径≤50mm时，不宜小于0.5m；管径>50mm时，不宜小于0.7m。管道如设在地坪面的面层内，可在板面适当剔出管槽，冷、热水管平行走，避免交叉，安装时试崖验收合格后，再作建筑找平。.采用卡套式或卡环式接口连接的管道，当敷设在找平层或管槽内时，宜采用分水器向各用水点配管，中途不得有连接配件，两端接口应明露。（2）嵌墙敷设。给水支管若暗装于砖墙内，则在砖墙内开管槽。管槽宽度宜为管子外径大20mm，管槽深为管子外径。给水支管如敷设的墙面是钢筋混凝土剪力墙，则应贴于墙表面，并用管卡子固定于墙面，待土建墙面施工时，用水泥砂浆抹平。嵌墙敷设的塑料管、复合管管径不宜大于25mm，嵌墙横管距地面不宜大于450mm。嵌墙敷设的薄壁不锈钢管宜采用覆塑薄壁不锈钢管，并不得采用卡套式连接，管径不宜大于20mm。非直埋式的方法有管道设在管道井、吊顶内，地坪架空层内两种。住宅排水管明敷或暗设布置应根据建筑物的性质、使用要求和建筑平面布局確定。
三、高层建筑消防水系统的设计方法
1、正确设置消防水池及保证高层建筑两路供水
通常在高层建筑中，在市政供水不能满足消防用水量要求或市政为单路进水时，规范都要求设置消防水池。计算消防水池容积时，应将火灾延续时间内室内各消防用水量之和减去市政进水管的补水量。补水时间可按最长的火灾延续时间计。如果要考虑室外消防用水量或是设置生活、消防共用水池，则还需要补充相应的用水量。当设置生活、消防共用水池时，不能利用建筑物的本体结构做水池池壁以及池底，以防止生活水质污染。对此，《强制性条文》中已经明令禁止。同理，如果高层建筑屋顶设有生活、消防共用水箱，也应满足该要求。从消防水池接入水泵间的引入管应该保证不少于2根，如果在接入泵房前就将引入管汇合为一，对消防水池而言，仅为单路供水，存在供水的安全隐患。同时，从消防水泵接入各消防管网的供水管也应保证两路。
2、正确设置消防水池及保证高层建筑两路供水
（1）走道喷头的布置。在高层建筑中，为了美观往往设有吊顶，隐藏结构梁及各专业管道。而走道通常是各种管道最为集中的地方，特别是设置集中空调的高层建筑，结构梁、空调风管以及分层布置的给排水、电力管线等使设有吊顶的走道净空降低，若其吊顶形式为闷顶，则其闷顶的净空高度极有可能大于800mm。而《自喷规范》规定：“净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时，应设置喷头。”这是我们在设计中容易忽视的地方。由于走道内管道众多，设计中往往会出现直接在自喷配水管上、下接喷头的错误做法。首先这种接法不符合配水支管允许设置喷头数量（≤8个）的规定，其次走道内的自喷配水管往往管径较大，它缺少接小管径喷头的管件，在安装上也有弊病。所以，走道内的喷头应该从配水支管上接出为宜，在管线的布置上应与暖通、电力专业密切配合。
（2）高层建筑部分层自喷配水管入口应按要求减压。新《自喷规范》规定：“管道直径应经水力计算确定。配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.4MPa。”而老《自喷规范》对此并无具体要求。高层住宅火灾危险等级一般为中危险级，自喷水泵是根据最高层最不利喷头工作压力经过计算而选择。实践证明，设计中计算的最不利层配水管入口处所需压力均不大于0.3Mpa（最不利喷头工作压力按0.05MPa计），由于自喷水泵的扬程还需考虑建筑高度、水力损失等因素，故必使高层建筑的底部几层配水管入口处压力大于0.4MPa。因而在设计时，在自喷水泵扬程的确定上不能一味放大了事，应该在自喷平面布置完毕后通过水力计算校核水泵扬程，并在此基础上校核底部几层配水管入口处压力。
四、结束语
综上所述，在高层建筑给排水及消防设计中不仅要满足设计规范，而且要求设计者在满足甲方的要求同时还要符合当地职能部门设计规定；更要对用户的需求充分了解，真正做到以人为本，在设备选择与空间布置上更好地满足人们对居住环境的要求。
参考文献：
[1]《住宅设计规范》
[2]《建筑给水排水设计规范》