給排水工程師小議高層建筑給排水消防設計
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從實際情況來看即使一個項目工程人員非常用心、非常細致的去完成，并且完成了設計院內部審查、審圖公司審查等程序，但是設計中一些細節問題依然存在，甚至還是比較嚴重的問題，這便需要設計者在工作完成后，靜心的將消防系統進行梳理，查缺查漏，為建筑消防設計的安全盡心盡力，將消防隱患徹底排除在施工階段。高層建筑消防給水系統是高層建筑消防設計的重要組成部分，正確合理地選擇消防給水系統，對于保障建筑物內財產和人身安全起著至關重要的作用，同時也是高層建筑設計審核中的重中之重。本文對易出現的消防給水問題進行了總結和分析。
1 高層建筑給排水消防設計常見的問題
1.1 設計人員的觀念問題
高層建筑不同于普通建筑，而前者設計人員的設計思想往往僅僅停留于普通的設計理念層面上，譬如建筑給排水布局缺乏消防安全的考慮，個別建筑未經過消防審核及驗收就投入使用，給建筑的消防安全帶來隱患。
1.2 消防給水管網試壓問題
消防給水管網的施工是按照試漏檢修和強度試驗兩個步驟進行的，但目前在管網試漏檢修和強度試驗方面，大多數不符合設計規范要求，給排水系統的正常運行帶來很大隱患。
1.3 自動噴水滅火系統設計問題
首先是在沒有吊頂的場所安裝直立型噴頭的時候，按照有吊頂的規范布置，導致噴頭與梁的距離不符合規范，而設計師在設計圖紙上布置噴頭，通常忽略了施工的實際需求，從而使得設計與施工錯位。另外一個方面是沒有將自噴系統的水力警鈴設置在公共通道或值班室的外墻上，一旦發生火災，即使自動噴水滅火系統會自行啟動，所引起的報警聲音卻不能被相關的人員發現，很有可能造成不必要的財產損失，甚至是人員傷亡。
2 高層建筑給排水的消防設計方法
2.1 地下消防水泵房給排水設計
高層建筑的供水方式種類較多，除了消防栓系統供水、自動噴淋供水等，還應設置地下消防水泵房及消防水池，以保證足夠的水量作為消防儲備[1]。地下消防水泵房給排水設計首先是消防水池的設計。如果天然水源或者市政給水管道無法滿足建筑所需的消防用水量，且消防進水管道只有一條，給水管道為枝狀，就應設置消防水池，這樣才能夠保證室內外消防用水的正常供應。消防用水量需要根據高層建筑的具體情況進行計算[2]。例如按照《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045―95(2005年版)，對于一類建筑，室外消防用水量為30L/s，室內消防用水量為40L/s，火災延續時間按3小時計;自動噴水滅火系統用水量為30L/s，火災延續時間按1小時計。故室外消防用水量為324m3，室內消防用水量為540m3，10分鐘消防儲水量不應小于18m3。在對此類高層建筑在做消防給水設計時，首先要將公共生活、住宅及消防用水分開設置，宜采用區域集中室內臨時高壓消防給水系統，設置地下消防泵房，消防水池容積為540m3，儲存3小時的室內消火栓用水量和1小時的噴淋用水量97m3，且應設置18m3的消防水箱一個，以確保火災初期的消防用水。消防泵房的設置還應注意：
第一，應在消防水池中設置導流墻，以減少死角，同時通過循環水泵的設置保證池水的循環。
第二，防水泵時，通常是在考慮水泵特性曲線的基礎上，再進行管道系統特性曲線的考慮，選擇水泵的時候，一是要考慮水泵組的運行綜合效果，盡可能選擇功率較大的水泵，提高工作效率，并且節約能源，二是水泵在并聯的時候，盡可能使其接近高效段的左邊界。
第三，組安裝高度的調速，要結合全速運行狀態，提高水泵的運行效率。再次是水泵的防超壓設計，目的是在高層建筑需要分區供水的時候，通過使用多出口的消防泵進行防超壓，避免水泵損壞。
2.2 自動噴水滅火系統設計
自動噴水滅火系統是高層建筑給排水消防系統的重點之一，此系統的設計，筆者認為應分成六個步驟進行分析。
第一，頭：按照規定要求，噴頭的數量在8個或者8個以下，為了解決走道內自噴配水管管徑過大的問題，噴頭要在配水支管接出，并結合暖通、電力等布置管線。
第二，水滅火系統配水管入口的減壓設計：一方面要考慮建筑的高度和水力的損失，另一方面應在自動噴水滅火系統平面布置后，進行水泵揚程的計算校核，以此確定入口處的壓力，進行減壓設計。
第三，火系統末端試水裝置的設置：首先根據相關的設計要求，按照試水接頭出水口的流量系數確定自噴末端試水裝置的型號，其次在確定型號之后，將排水管設計成間接排放，避免排水漏斗的水道氣體深入室內。
2.3 消火栓的設計
建筑物室內消火栓一般包括：消火栓箱、消火栓、水帶接扣、消防水帶、消防水槍。在消防電梯前室設置的消火栓，應保證每一層有兩股水柱同時到達室內任何部位。另外，消火栓給水系統中應按照規范規定和設計要求，在需減壓處設置減壓孔板等減壓裝置，避免消火栓栓口的靜水壓力過大，造成消火栓的損壞。消火栓栓口的靜水壓力超過0.8MPa時，應采用分區給水系統，大于0.5MPa 時，則應設置減壓孔板等減壓裝置。例如一商住綜合樓設計室內消火栓消防用水量為40L/s，室外消防用水量為30L/s，火災延續3小時，室內消防用水量由消防加壓水泵和屋頂水箱聯合供給。屋頂消防水箱儲存18m3的消防用水量，在消防水箱間內設置2臺穩壓泵(一用一備)及1個氣壓水罐以確保室內消火栓正常供水。
3建筑給水技術的現狀及需要注意的問題
近幾年來,高層建筑大量出現,但某些城市的供水能力嚴重不足,且城市水廠發展速度滯后于住宅和公共建筑的發展速度,加之管道老化、承壓能力下降,有不少城市不但高層建筑需升壓供水,一般的多層建筑也不能滿足頂層出水水頭的要求。因此,增壓設施成為建筑給水中發展最快的一種裝置。我國常用的增壓設施是水泵、氣壓給水設備和變頻調速給水設備,采用變頻泵+氣壓罐組合式設備的技術已日趨成熟,但須注意以下幾點:
3.1增壓所造成的靜壓過高:高層建筑高度大,生活用水一般要按照用水點的靜水壓力0. 35~0. 45 MPa進行豎向分區。工程實踐表明,當分區壓力過大時,底層水壓較大,用水器具容易損壞,且水流流速大,使用不便。一般設計采用用水點的靜水壓力7-0. 35 MPa進行分區。生活用水增壓后送到頂層水箱,然后用比例式減壓閥向下供水。
3.2環保和節能的組合:除了在功能上要達到要求外,為了達到經濟上也合理的目的,高壓區供水多采用變頻泵+氣壓罐的組合式設備,變頻泵可設置成工頻和變頻、人工和自動調節等方式,根據小區的發展規模、季節、時段、天氣等因素適時作出調整,使機組始終處于高效區運行,這樣比一般的供水設備節電20% ~50%。
4 結束語
綜上所述，建筑消防給排水系統是建筑投入使用后安全保障的一個重要因素，尤其是高層建筑，對消防設計的要求越來越高，由此會不斷產生各類新的問題，因此，高層建筑給排水系統在進行設計的時候，必須將消防的理念納入其中，從建筑安全的角度進行設計分析，提高建筑給排水系統的消防能力。
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