摘要：文中分析了高层民用建筑消防给排水工程设计要求，以便于合理提高整个建筑物消防给水的有效性与稳定性，为防止大面积失火奠定良好基础。
关键词：高层建筑；给排水；消防设计
1超高层建筑概述
1.1超高层建筑的特点
超高层工程的特点主要是高度高、人员密集、火灾风险高、人员撤离难、管路系统压力要求高、消防难度大等。同时，由于超高层建筑物建设投入大、施工人员多、功能复杂，水暖电专业的管线、电路系统种类繁多，不仅给工程建筑的消防安全增加了难度，也给建筑各方面实施带来了困难。同时，还有很多问题难以妥善解决，比如安全、内部交通、环境、能耗等。因此，在工程设计方面，超高层建筑设计是一项技术含量高、工程规模大、设计周期长的复杂系统工程，对建筑、结构、给排水、暖通、电气等专业的要求较高［1］。
1.2超高层建筑给排水专业设计的难点
1.2.1超高层建筑室内消防系统的给水设计
超高层建筑室内消防系统的给水设计特点不仅体现在每栋建筑设计不同，还体现在每栋“因地制宜”的给水设计特点。目前，业界比较普遍的有串联加压供水系统和重力流供水系统，这两种供水系统在建筑高层建设中各占一半。因这两个系统各有优势，建筑设计决于可靠性和与其他专业的协调性。
1.2.2消防中转水箱和减压水箱位置
消防水输送罐和减压罐安装在建筑物的避难楼层或设备楼层。避难楼还设有给水、排水、暖通、空调、电气设备需要设置的区域。因此，在满足消防规范要求的前提下，尽量减少消防水箱所占用的地方面积，在避难楼层或设备楼层仔细检查专业管道布设和设备布局。
1.2.3消防系统安装及设计合理性
建筑的合理设计需要与各专业科学地协调与配合。消防系统设计是否安全、可靠、经济，取决于行业间的协调，因此各部门需相互配合，因地制宜地进行消防系统设计。（1）防火是设计的指导原则。（2）控制火势。一旦发生火情，如何在早期控制火势，在萌芽阶段扑灭火势是设计的核心思想。（3）耐火性。如果消防控制系统一旦无法控制火势，如何减缓火势蔓延，给人们增加逃生的时间，这个环节是“以人为本”的社会价值观在消防设计中的最佳体现。
2高层民用建筑消防给排水设计要求
2.1消火栓的位置设计
18层以上的大型高层建筑走廊隔断墙和建筑窗户的设计在整个建筑内，对消火栓的正常使用造成了一定的干扰。因此,在大型高层建筑结构条件下,每个楼层不超过8个家庭,通常需要设置2个以上消防管道和消防设施以及辅助管道,以合理地选择减压阀或者部分气压系统的消防栓设置模式。
2.2消防水供给与排放的设计
要注意一些特定的建筑构造点，同样的水源要直接进入消防池。同时，在管线施工水压不稳的状况下，确保整个给排水的稳定性。当水源由消防池进入水泵后，将引导到单管的供水管道中。经过对供水的计量与分析，可以正确估计消火栓的水柱长度，合理地将消火栓设置于不同区域的部位。
2.3消火栓给排水方案
通过分析得出，在高层建筑消防给排水方案设计过程中，不能简单地画一个保护半径圈来设定消火栓的位置。若建筑高度大于100m，则保护半径必须小于13m，根据水枪的最大长度设置。因此，在设计工作中，需有效地使用水柱的水平投影仪，或使用软管的长度准确测量消防栓的保护半径。建筑高度小于100m时，实际设置长度必须大于13m［2］。
2.4预防消防水消耗及水污染预防
在进入泵房之前，如果进水管是组合在一起的，那么正确的测试方法是确保消防水池和高层民用建筑的供水状况。一般来说，在高层建筑给排水设计中，消防给排水的设计必须充分考虑火灾的实际持续时间，根据管线的相同流量和管线供水的规格要求，可以设置相应的消防池，同时要充分考虑整体消防水消耗。此外，在设计时，必须全面防止居民用水的污染，保证消防泵与消防网络直接相连，并确保消防用水与居民用水的有效分离。
3高层建筑给排水消防设计中存在的问题
3.1设计人员缺乏针对性设计理念
高层建筑设计的防火理念和普通建筑设计有所不同。而在实际实践中，由于受聘于建设单位的设计者普遍不是专门从事高层建筑，设计经验和理念也停留在了一般建筑设计的范畴上，因此，在给水排水工程安全及防火对策的研究中，还没有具体的防火设计。因为参与者的目标考虑因素和设计缺陷，导致给排水工程防火系统设计计划很可能存在潜在的安全隐患，一旦对设计没有进行变更，将使施工队伍遭受巨大经济损失，从而对未来居民生活产生潜在的威胁。
3.2消防给水管网试压问题
在高层建筑的供水体系中，尤为重要的是消防给水管网。如果设计的给排水管网能够达到要求，那么能确保给排水网络系统的正常工作。反之如给排水网络的设计不满足此条件，则将会进行水压试验，高层建筑的供水系统将无法顺利排水。
3.3自动喷水灭火系统设计问题
高层建筑物有较多的楼层，在筑给排水消防系统设计过程中，应用自动喷水控制系统，能够实现自动喷水灭火的目的。在高层建筑给排水工程设计中，自动喷水灭火控制系统有助于高层建筑免于大规模灾害，但是由于在工程设计与施工过程中会产生问题，自动喷水系统的效果会大打折扣。自动喷水系统一般都是在建筑的底层位置处安装喷水装置，并与液压报警铃相结合，向建筑物的住户和安全管理人员发送警报。在实际设计过程中，设计师出于各种因素原因，会产生了数据误差。只要存在相关的数据误差（如喷头与建筑物梁之间距离的测量误差），喷嘴的布置与施工方式会产生偏差，正常喷水会受到影响［3］。
3.4消火栓系统减压阀的设计问题
为了让高层建筑消防设计中消火栓类型的问题得以简化，其他类型的减压门也应根据建筑物的实际情况设计，并实现供水和排气等系统的合理布局［4-5］。然而，设计建筑时，建筑设计师为简化综合排水的设置，往往都会采用综合排水系统，并配置对应类型的减压门，进而引起一些同时需要不同类型减压门的建筑综合排水存在问题，即使用时无法启用排水系统［6］。为了避免综合排水设置复杂，建筑设计师往往是通过使用组合排水系统，在同一时间设置同一类型的泄压门，导致一些需要不同类型减压门的建筑物在同时进行综合排水时遇到问题，排水系统无法正常运行。
4高层建筑给排水消防设计的要点分析
4.1精确消防栓相关数据，正确安置消防栓设施
目前，城市建筑由原来的小型高层建筑，逐步扩大到十层以上的大中型高层建筑及超高层建筑。随着楼层的增加，失火风险也越高。因此，设计人员应该充分考虑高层建筑的实际施工情况，确保消防栓设计与布局的合理性，同时准备科学的上层给水系统。把握高层建筑的给水与消防设计基本要点，有助于设计者对建筑消火栓进行合理的规划和设计［7-8］。据统计，对于总高度小于100m的大中型高层建筑，根据水枪直径高达11.3m，而对于总高度大于100m以上的高层建筑，要根据水枪流量，计算所需要的水柱高度。由于高层民用建筑的消防保护设计规范中明确规定了顶层消火栓的水柱高度，所以在工程实践中，设计者往往需要按照合理的水柱高度给出消防设备安装的正确数值。
4.2全面考虑消防栓设计，保证给排水系统正常运转
高层建筑给水与排水的消防保护与设计也尤为重要。为了提出最科学、合理、安全、有效的高层建筑防火设计体系，需要综合考虑与消防设计体系相关的设备，提供较为全面的设计方案，避免造成整个城市供水和消防系统瘫痪的重大故障。所以，设计自动喷水消防控制系统时，需要充分考虑到喷头、信号阀、消防增压泵、自动喷水灭火系统减压以及末端试水装置等。各个环节都应该进行合理地设计，同时各种相应的配件也都需要合理布设在相应位置，才能在发生灾害时起到供水警戒作用［9］。目前消火栓的支撑装置，包括：消防栓、消防箱、消防枪及消防水带等，电梯井廊道内或者消防电梯内会布置消火栓箱。给水系统主要是提供消防用水，所以其设计与安装都需要依据相关标准执行。必须严格设有卸压装置（如卸压孔板），这样在消防栓启动时，能快速地供水给管道，并且不会存在静水压力过大，导致消防栓的栓口被破坏。虽然未规定消火栓的数量，然而设计过程中仍需要满足其相关的标准要求，以确保建筑的防火安全［10］。
4.3重视给排水消防报警，确保消防栓给排水实时供应
在高层建筑中均应该装设给排水报警阀，以便于在发生重大灾害状况时，对建筑物居民与监控室的工作人员加以警示。一般来说，供水和排水系统的火灾报警阀都和自动喷水泵相连接。主要原则是用供水的水压开启报警阀开关，报警阀开始报警。为了保证消防器材管理随时都可运行，在设计自来水管理系统时，设计者还可将其设为水双向供应，也就是说，在消防水池中连接消防栓的给水管，两者互不影响的独立管路，能够及时地供应水给消防栓。
5结语
综上所述，高层建筑给水排水消防设计直接影响着高层建筑的消防安全，属于建筑施工的核心内容之一。为提高高层建筑的防火能力，设计师只有具备相应的给排水防火设计职业资格和设计能力，才能设计出更加全面的、科学的高层建筑给排水防火体系，以保证高层建筑的安全与工程质量。
作者：顾满 杨蔚 马益 单位：上海富士特消防安全咨询有限公司
