谈超高层建筑给排水及消防设计

【摘要】楼层越高在供水时所需的压力越大，随着压力的增加对供水设计的抗压能力的要求也随之增加，如何设计高层建筑的供水系统使之既能满足正常的供水需求，又能降低工程难度、节约成本，这些需要我们在设计时根据实际情况采取不同的方案。笔者结合自己的研究对超高层建筑给排水及消防设计进行分析。

【关键字】超高层建筑，给水设计，排水，消防

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

随着我国经济的快速发展建筑工程犹如雨后春笋般的在神州大地上兴起，建筑工程行业逐渐成为了我国重要的经济增长行业，不仅仅关系到国民经济的快速发展，也关系到人们生活质量的提高，尤其是自我国大力推进新农村建设以来，农村人也开始和城里人一样住进了一栋栋的高楼大厦了。因此，加强超高层建筑工程质量的控制，特别是探讨超高层建筑给排水消防设计中存在的问题，具有十分重要的意义。

二、工程概况

(1)天津某超高层位于塘沽区，总用地面积9917.4平方米，总建筑面积170487．23平方米。建筑主楼54层、裙楼4层，建筑高度269．9米(屋面高237．7米)，属一类超高层公共建筑，耐火等级为一级。1层至3层为商业用房，4层为餐饮和办公用房，5～54层为办公用房，15层、27层和42层为避难层。地下共4层，面积31758．67平方米，主要为地下车库、设备用房。地下4层局部设置人防。

(2)连云港某超高层是集商业、办公、酒店式公寓等为一体的超高层公共建筑。总建筑面积154122．2平方米，地上60层，建筑高度203.95米，属一类超高层公共建筑，耐火等级为一级。1层为商业，2层至3O层为办公用房，32层至6O层为酒店式公寓，16层、31层及46层为避难层。地下共2层，面积36571平方米，主要为地下车库、设备用房，地下2层战时作二等人员掩蔽部及物资储备库。

三、超高层建筑给水方式分析

1、天津实例

该超高层采用的是分区串联的供水方式。在地下4层，15层及42层分别设装配式不锈钢水箱和生活水泵。生活给水系统分区按竖向分五个区域：一区为地下部分的生活给水，均由室外给水管网直接供给；二区为1至11层，由15层生活水泵房内生活水箱下行供给；三区为12至38层，由42层生活水泵房内生活水箱下行供给；四区为39至52层，由屋顶生活水泵房内生活水箱下行供给；五区为53、54层，由屋顶生活水泵房内生活水箱经变频水泵加压后供给。

各分区内再结合立管和支管可调式减压阀减压，控制各用水点压力不超过O20MPa，达到节水节能的要求。生活水泵由水箱进水管上的电动液位阀反馈信号控制水泵的启停。

2、连云港实例

该超高层采用的是水泵并联结合分区串联的给水方式。在地下2层和地上31层分别设装配式不锈钢水箱和变频泵组。

生活给水系统分区按竖向分六个区域：一区为地下2层至2层的生活给水，均由室外给水管网直接供给；二区为3至15层：三区为16至30层：四区为32至41层：五区为42至51层：六区为52至6O层。二区和三区用水均由地下二层生活水泵房内各区变频泵组供水。四区、五区、六区用水均由31层生活水泵房内各区变频泵组供水。31层设生活转输水箱，由地下二层生活泵房两台转输水泵供给。支管设置可调式减压阀减压，控制各用水点压力不超过O.2OMPa，达到节水节能的要求。

3、给水方式分析

（一）给水系统的分区方式是超高层设计的重点。分区方式多种多样，有时要相互结合彼此嵌套，必须在设计初期结合建筑功能进行方案评审，确定一种节水节能的合理方式。

（二）水箱供水和变频供水的节能性在学术界存在较大的分歧。除考虑节能性以外，水箱供水有供水可靠但加大二次污染可能性的特点，变频供水则相反。笔者认为办公楼采用水箱供水较好。办公楼用水量较公寓或住宅用水量小得多，采用变频系统则会出现高扬程小流量、不易调节、节能效果差等情况。而水箱供水则容积小，机房面积小。

（三）不同给水方式调节水箱容积的计算方法不同。《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)3．7．8条规定：生活给水用中途转输水箱转输调节容积宜取5～10min转输水泵的流量。如系统为水箱下行供给，则中间转输水箱除作为上区水泵的吸水井外，还需储存本区用水的调节容积，一般此部分调节容积按水箱重力供水服务区域最大时用水的50％计，两部分叠加为水箱下行供给系统中间转输水箱的容积。

四、消防设计要点

超高层建筑物的消防设计主要从消防水池、火灾报警系统和地下室排水来进行控制。在进行消防水池的设计时，要严格按照相关规定，对于所有的超高层建筑物都必须设置消防水池，但是很多消防水池并没有用到实处，反而增加了建筑物的面积和投资。

针对这种情况，在设计的过程中首先要增强整体规化意识，可以在一个建筑群建造一个公用的消防水池，并进行统一管理，这样可以节省投资;其次，还可以在建筑群的中心位置设置消防加压泵，以便能够直接从市政管道直接取水;最后，对还可以对小区的游泳池进行综合设计，采取过滤措施，以备在火灾发生的时侯作消防水池使用。

在进行火灾报警系统的设计日寸也要注意很多技术要点。国内超高层建筑物为了控制防排烟系统和消防电梯，普遍设置了火灾报警系统，但很多都成了摆设，实际运用效果并不明显。主要表现为烟气到达探测器的时间很长，不能及时报警。在进行火灾报警系统的设计时，要在厨房或者客厅灯对烟气敏感的地方安装探测器。

同时，要严格控制消防水泵的启停。消防水泵是灭火措施中比较关键的设备，对消火栓系统来讲，按照高规的方式，消火栓处的消火栓泵一定要做到能够直接启动。依照报警规范，在消防控制室，消火栓泵的启、停也必须做到能够手动控制。以消防控制室为主。可以采取以下措施：消火栓的控制方式是将自动和手动转换的开关装设于泵房控制柜上，一般设在自动位置；消防控制室的手动启停按钮可以直接启动消防泵，而无需经过设在泵房处的转换开关。

《超高层民用建筑设计防火规范》规定“消防水泵的供水管上应设置DN65的放水阀门”，目的是便于水泵检查试验时排水。排水量小时，可直接排至泵房集水池；排水量大时，可排至消防水池。同时消防水泵出口还需要考虑一定的稳压同流措施。因为在实际使用中，会出现消防水量小于水泵选定流量值的情况，此时水泵扬程远大干设计值，在无任何回流措施保护下，消防管蹦压力过大，容易造成事故。简单的做法是在供水管上装设安全稳压阀，在管网超压时，可以通过同流管泄压，将回流水排至消防水池；在管网压力不稳定时，亦可稳压。

五、消防设计注意事项

1、恒切向消防泵及防超压措施。

恒切向消防泵的特点是流量从零提升到最大流量之间的变化幅度不超过5%，且小流量和零流量没有压力，这些泵供水有压力稳定，供水可靠性高，寿命长等优点，在切向恒启动消防水泵正常运行时，改变系统的管网变化不大，压力系统的安全性高，但由于突然断电或其他原因引起的消防泵阀门的开启状态，水泵突然停止运转时，将发生停泵水锤，因此，在使用恒压切线消防泵时，为了防止泵运行时系统管网的压力过大，采用缓闭式止回阀和安装减压阀可以减小水锤压力，可以减少消防泵出口管道的危害，消防系统更安全。

2、选择减压稳压消火栓减压孔板

根据《高层民用建筑防火设计规范》（2005版）》规定的，不得超过1.0MPa静水压力工程的室内消火栓系统，室内消火栓管道不设垂直分区。当消火栓栓口的水压力大于0.5MPa，应该采取的救济措施，根据《条例》入口压力的危险场所自动喷水灭火系统设计不低于0.4MPa。消火栓减压不需要手动调试，安装方便，但不能任意设定，根据螺栓压力的特性曲线，能减压稳压消火栓压力，当插头前压力等于0.4Mpa压力0.25MPa，消火栓压力会下降。为了保证消火栓的水枪充实水柱不小于10m的要求，当插头在压力低于0.4MPa，不应设置减压稳压消火栓。

六、结束语

我国超高层建筑中对于火灾防范措施还不健全，和发达国家比还有一定的差距，问题也比较多，我们应该积极向发达国家学习，结合我国具体国情将超高层建筑的消防给排水设计到最佳，保障人民生命财产安全。

参考文献：

[1]超高层建筑设计防火规范(2005年版)[S]

[2]蔡文毅;丁飞;俞烈涛 谈高层与超高层建筑给排水设计的若干问题中小企业管理与科技(下旬刊)2009-11-25期刊

[3]沈思远 浅谈高层建筑给排水技术的设计与施工华章2010-08-10期刊