劉智巖 王婷涵
水作為生命源泉,與人們?nèi)粘I钜约案鱾€(gè)行業(yè)的發(fā)展密不可分,尤其是建筑消防用水對(duì)水資源的穩(wěn)定供應(yīng)要求較高。城市化促進(jìn)了大量高層建筑涌現(xiàn),其消防安全事故發(fā)生概率較普通建筑進(jìn)一步增加,嚴(yán)重威脅住戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。在此背景下,需要在高層建筑設(shè)計(jì)施工中提高對(duì)給排水消防設(shè)計(jì)的認(rèn)知和重視,并選擇合理有效的技術(shù)來(lái)提升給排水消防系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
但在實(shí)際投入使用過(guò)程中,若未能科學(xué)設(shè)計(jì)給排水消防系統(tǒng),不僅會(huì)影響高層建筑各項(xiàng)功能的正常使用,還會(huì)威脅居民的人身安全。因此,建筑企業(yè)需要高度重視給排水消防設(shè)計(jì),選擇合理、可靠的技術(shù),提升給排水消防的設(shè)計(jì)質(zhì)量,提供一個(gè)舒適安全的居住環(huán)境。
高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專業(yè)性較強(qiáng)的工作,直接關(guān)乎高層建筑物整體的使用安全。由于高層建筑的垂直高度大,一旦失火則后續(xù)救援難度較大,設(shè)計(jì)中通常選擇自救方式,便于快速疏散高層住戶,也可以快速撲滅火災(zāi)。高層建筑的靜水壓力較大,如果建筑內(nèi)部不采用分區(qū)供水,則會(huì)導(dǎo)致供水壓力過(guò)高進(jìn)而造成管道破裂,影響整個(gè)給水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
鑒于此,為了保證給排水消防系統(tǒng)穩(wěn)定、安全,應(yīng)合理化設(shè)計(jì)供水豎向分區(qū)??紤]到建筑內(nèi)部電氣設(shè)備分布范圍較廣,一旦失火便會(huì)快速蔓延,故需要合理設(shè)置消防用水,滿足滅火需求的同時(shí)規(guī)避干擾。另外,高層建筑單位面積人口遠(yuǎn)比多層建筑要多,給排水量也較大,但同一時(shí)間給排水量過(guò)大也會(huì)增加系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)擔(dān),若管道堵塞則會(huì)影響火災(zāi)救援工作的順利進(jìn)行,因此做好高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)至關(guān)重要[1]。
給排水設(shè)備設(shè)計(jì)作為給排水消防設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,在設(shè)計(jì)過(guò)程中要做好給排水管道的承壓設(shè)計(jì),盡可能以光滑管道為主,避免污垢沉積,并選擇導(dǎo)熱系數(shù)較小、抗腐蝕性較強(qiáng)的材質(zhì),延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命[2]。同時(shí),給排水管道布置過(guò)程中要全面考慮高層建筑的整體建設(shè)布局,確保各個(gè)給排水設(shè)備布設(shè)不會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,并滿足建筑給排水需求。
高層建筑給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)極為重要,設(shè)計(jì)時(shí)不僅要充分滿足居民生活用水要求,還必須符合高層建筑消防設(shè)計(jì)要求[3]。由于高層建筑樓層較高,若出現(xiàn)火災(zāi)事故,則將大大增加消防救援難度,因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)主要圍繞居民自救方面優(yōu)化設(shè)計(jì)[4]。另外,還需要結(jié)合高層建筑具體情況,合理布設(shè)各種滅火工具,以此來(lái)提高建筑安全性。
設(shè)計(jì)消防排水系統(tǒng)時(shí)要注意以下3點(diǎn):(1)處理建筑內(nèi)部火災(zāi)時(shí),待火勢(shì)徹底撲滅后要利用快速排水系統(tǒng)盡快排出滅火水源,以避免損壞高層建筑的主體結(jié)構(gòu);(2)設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)期間還要融入雨水管道設(shè)計(jì),并要求加強(qiáng)排水泵安全保護(hù)設(shè)計(jì),防止電機(jī)短路影響排水系統(tǒng)運(yùn)行 ;(3)對(duì)于高層建筑消防重點(diǎn)區(qū)域,要求設(shè)計(jì)專用排水管道并分區(qū)設(shè)計(jì)消防區(qū)域,防止排水過(guò)程中相互影響,降低排水效率[5]。
高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)提高對(duì)給排水消防設(shè)計(jì)方面的重視程度,確保給排水與消防系統(tǒng)融為一體,從而有效提高高層建筑的消防性能。在實(shí)際設(shè)計(jì)階段,科學(xué)細(xì)化排水系統(tǒng)與消防安全系統(tǒng),不僅可以實(shí)現(xiàn)分離化設(shè)計(jì),還可以整合給排水消防系統(tǒng)[6]。例如,給排水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后需及時(shí)進(jìn)行消防審查工作并將各個(gè)審查結(jié)果內(nèi)容添加至設(shè)計(jì)方案。但是在實(shí)際工作過(guò)程中,很多企業(yè)并未重視該工作,導(dǎo)致高層建筑設(shè)施遺留很多安全隱患,這些均可能?chē)?yán)重影響建筑的投入使用。
消防給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)不合理會(huì)導(dǎo)致給排水消防系統(tǒng)滲漏、輸水錯(cuò)誤等問(wèn)題,進(jìn)而影響消防給水系統(tǒng)運(yùn)行,因此必須保證其布置合理性并定期開(kāi)展實(shí)驗(yàn)檢測(cè),若檢測(cè)不合格則禁止投入使用。另外,還要防止發(fā)生偷工減料的情況[7]。但是,由于高層建筑企業(yè)過(guò)于重視利益而未能科學(xué)設(shè)計(jì)消防給水管網(wǎng),最終可能給高層建筑給排水帶來(lái)不利影響。
需要注意的是,高層建筑消防給水管道設(shè)計(jì)需要經(jīng)過(guò)多方計(jì)算確定相應(yīng)參數(shù),但有些參數(shù)是設(shè)計(jì)人員依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)確定,與實(shí)際情況存在一定偏差,這將為后續(xù)消防給水管網(wǎng)的運(yùn)行埋下安全隱患。另外,部分高層建筑中消火栓系統(tǒng)的減壓閥設(shè)計(jì)也存在問(wèn)題,主要是減壓閥型號(hào)選擇方面的偏差。為了避免消防給水系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜,在設(shè)計(jì)階段通常采取分區(qū)設(shè)置減壓型消火栓的方式,如果型號(hào)選擇不符合要求,那么也會(huì)在不同程度上威脅后續(xù)給排水消防系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間,自動(dòng)噴水滅火設(shè)計(jì)極為重要,因此在高層建筑消防設(shè)計(jì)工作中,要重視自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)與感應(yīng)裝置設(shè)計(jì),以達(dá)到消防自動(dòng)滅火的目的。目前,常用的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)可分有吊頂滅火系統(tǒng)與無(wú)吊頂滅火系統(tǒng),因此需要開(kāi)展分類(lèi)式設(shè)計(jì)安排。若火災(zāi)發(fā)生時(shí)火源點(diǎn)距離噴水口位置較遠(yuǎn),難以發(fā)揮滅火功效,且如果自動(dòng)噴水口未感應(yīng)到火勢(shì),也無(wú)法起到滅火效果,因此在自動(dòng)噴水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要加強(qiáng)研究,以便設(shè)計(jì)出更加合理的滅火系統(tǒng)[8]。
我國(guó)水資源短缺,市政給水系統(tǒng)中水資源不足的問(wèn)題一直存在,導(dǎo)致高層建筑給水系統(tǒng)供水不穩(wěn)定。如果間歇性供水情況時(shí)常出現(xiàn),那么就可能是水系統(tǒng)中水資源不足造成的,嚴(yán)重影響了城市居民的生活質(zhì)量及工業(yè)與企業(yè)的生產(chǎn)工作。市政給水系統(tǒng)水資源不足的原因有很多,有可能是地理原因造成的供水不足,也有可能是給水系統(tǒng)存在問(wèn)題造成壓力不足,導(dǎo)致無(wú)法收集足量的水資源。因此,為了保證高層建筑給排水消防系統(tǒng)正常運(yùn)行,且實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用,必須要加強(qiáng)給排水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)[9]。另外,給排水工程主要可以分成給水設(shè)計(jì)和排水設(shè)計(jì),若排水設(shè)計(jì)特別是排水管道設(shè)計(jì)不滿足相關(guān)規(guī)定,一旦發(fā)生故障不但會(huì)影響居民生活質(zhì)量,還會(huì)間接導(dǎo)致水污染的情況發(fā)生。
消防水泵房作為消防用水儲(chǔ)備的一個(gè)重要途徑,通常涉及消防水池設(shè)計(jì)。由于高層建筑的特殊性,發(fā)生火情后往往需要較大用水量,為了避免出現(xiàn)消防系統(tǒng)給水不足造成無(wú)法及時(shí)滅火的情況,科學(xué)設(shè)計(jì)消防水池的意義重大,能夠?yàn)橄罍缁鹛峁┏渥愕乃碵10]。因此,需要科學(xué)計(jì)算出高層建筑消防用水量,并結(jié)合計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)消防水泵房,確??梢詽M足火情發(fā)生初期的消防用水需求。
在消防水泵房設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要注意以下4 點(diǎn)。第一,注意消防水泵的選擇。確保水泵系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上首選小功率水泵,保證供水需求的同時(shí)達(dá)到節(jié)約能源的目的。第二,注意導(dǎo)流墻設(shè)置。在消防水池吸水槽中要合理設(shè)計(jì)導(dǎo)流墻,避免吸水槽出現(xiàn)死角。第三,注意消防泵面積。如果消防泵面積相對(duì)較小,那么在布局時(shí)應(yīng)做好電氣方面的協(xié)調(diào),預(yù)留控制箱擺放位置且滿足電氣專業(yè)要求,并避免和報(bào)警閥、消防泵發(fā)生沖突。第四,注意水泵運(yùn)行效率設(shè)計(jì)。工作人員必須結(jié)合水泵運(yùn)行效率合理調(diào)節(jié)水泵速度,同時(shí)還需要進(jìn)行防超壓設(shè)計(jì),保證水泵可以穩(wěn)定運(yùn)行[11]。
高層建筑施工過(guò)程中,為了追求建筑的美觀性,通常采用隱蔽管道或者建筑梁等方式,因此可能會(huì)出現(xiàn)管道集中的現(xiàn)象,導(dǎo)致配水管設(shè)計(jì)難度增加。根據(jù)現(xiàn)階段高層建筑的特點(diǎn),在設(shè)計(jì)配水管時(shí)需要確保各個(gè)噴頭位置不同,同時(shí)若想提高配水管設(shè)計(jì)的合理性,則要在管線布置設(shè)計(jì)工作中全面考慮電力與暖通等管線情況[12]。另外,為了保證能夠充分發(fā)揮高層建筑配水管的作用,必須加強(qiáng)有關(guān)方面的設(shè)計(jì),結(jié)合國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)正確計(jì)算管道水力并合理協(xié)調(diào)進(jìn)水口與出水口的壓力,以提高消防效果。
在進(jìn)行高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)時(shí),需要重點(diǎn)設(shè)計(jì)工程施工材質(zhì),保證可以有效發(fā)揮排水管網(wǎng)的作用,對(duì)此需要注意以下幾點(diǎn)。
設(shè)計(jì)時(shí)必須保證混凝土管道的質(zhì)量。目前,高層建筑工程大多選用預(yù)應(yīng)力混凝土管道,實(shí)際施工建設(shè)中為了符合排水的客觀需要,混凝土管道直徑通常要超過(guò)200 mm,設(shè)計(jì)期間還要充分考慮混凝土管道的性能、價(jià)格,并在主干道設(shè)計(jì)中合理運(yùn)用混凝土管道,以充分發(fā)揮混凝土的優(yōu)勢(shì)。
第二,設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)材料時(shí)多選取聚乙烯管材。通常情況下,聚乙烯管材主要可以分成高密度、低密度與中密度3 類(lèi),屬于高分子材料,具有柔性好、延展性優(yōu)良及抗沖擊性強(qiáng)的特點(diǎn),將其用在建筑建設(shè)中可以更好地滿足城市給排水需要。另外,聚乙烯管材具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與抗腐蝕性,這些都能為高層建筑施工建設(shè)提供幫助。
第三,設(shè)計(jì)時(shí)可以合理選擇鋁塑復(fù)合管。鋁塑復(fù)合管屬于一種新型材料,抗腐蝕性較強(qiáng)且具有可加工性,可用于個(gè)別特殊給排水設(shè)計(jì)部位。此外,實(shí)際設(shè)計(jì)期間還要重視各管道的功能,如孔網(wǎng)鋼帶塑料復(fù)合管不但具有聚乙烯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)還兼具鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),因此在強(qiáng)度與功能上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
自動(dòng)滅火系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。噴淋頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮高層建筑高度與給水管損失情況,合理調(diào)整入水壓力,設(shè)計(jì)完成后需檢查噴淋效果,保證設(shè)計(jì)合理。同時(shí),高層建筑需要根據(jù)吊頂情況選擇噴淋頭,對(duì)于無(wú)吊頂建筑選擇直立狀噴淋頭。此外,設(shè)計(jì)者也要考慮高層建筑中電力設(shè)備和暖氣管道的安全設(shè)置,噴頭設(shè)置要遠(yuǎn)離這些設(shè)備。而且警鈴不能設(shè)置在樓道里,以免影響鈴聲的傳播效果,報(bào)警閥應(yīng)連接管道且管道長(zhǎng)度為20 m 以上。
設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)污水管網(wǎng)時(shí)應(yīng)考慮實(shí)際排放需求,合理設(shè)置管網(wǎng)。在分析單體出戶管標(biāo)高和下水道預(yù)埋深度對(duì)設(shè)計(jì)的影響后,設(shè)計(jì)人員還需要考慮下游支管的接入問(wèn)題。根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)污水管網(wǎng)時(shí)可令下水道與道路、建筑物平行。同時(shí),在設(shè)計(jì)管網(wǎng)系統(tǒng)基礎(chǔ)要素時(shí)還應(yīng)關(guān)注設(shè)計(jì)流速、最小管徑等問(wèn)題。
高層建筑生活用水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中水量與水壓的設(shè)計(jì)要求較高,樓層較高且生活用水需求較大的居民可能會(huì)存在斷水問(wèn)題。因此,可以采用分層加壓供水方式確保水能夠正常輸送到較高的位置,但還是難以滿足低樓層住戶的用水需求,故該給排水設(shè)計(jì)僅適用于地勢(shì)高或者建筑樓層高的住戶。因此,可以根據(jù)各個(gè)樓層的需求進(jìn)行給排水設(shè)計(jì),充分利用不同的揚(yáng)程水泵,在保障生活用水供水穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上有效減少管網(wǎng)中的損耗問(wèn)題,這樣既可以提升生活用水管網(wǎng)的供水效率,還可以強(qiáng)化供水系統(tǒng)的節(jié)能效果。
隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,對(duì)建筑給排水消防設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高。當(dāng)前的高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)過(guò)程中,給水系統(tǒng)與自動(dòng)滅火系統(tǒng)等方面仍存在一些問(wèn)題,因此必須及時(shí)分析設(shè)計(jì)問(wèn)題并明確設(shè)計(jì)要點(diǎn),以滿足城市居民的生活用水需求,大力推動(dòng)城市化建設(shè)發(fā)展,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供動(dòng)力。