摘要：高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)影響其用水安全，需要給予必要重視。以高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)要求為切入點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上分析其關(guān)鍵技術(shù)，就基本技術(shù)框架、感知技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容進(jìn)行論述，以智能技術(shù)為中心設(shè)計(jì)能夠改善高層建筑給排水消防能力的作業(yè)系統(tǒng)，有效保證給排水系統(tǒng)安全。最后從共性角度出發(fā)，就高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單展望。

關(guān)鍵詞：高層建筑給排水系統(tǒng)消防設(shè)計(jì)智能技術(shù)

中圖分類號(hào)：TL35

ResearchonKeyTechnologiesfortheFireProtectionDesignofWaterSupplyandDrainageinHigh-RiseBuildings

KUANGTao

EnergyandEnvironmentalProtectionDepartmentofXinyuIronandSteelCo.，Ltd，Xinyu，JiangxiProvince，338001China

Abstract：Thefireprotectiondesignofwatersupplyanddrainageinhigh-risebuildingsaffectstheirwatersafetyandrequiresnecessaryattention.Startingfromtherequirementsofthefireprotectiondesignofwatersupplyanddrainageinhigh-risebuildings，thispaperanalyzesitskeytechnologiesanddiscussesthebasictechnicalframework，thedesignoftheperceptiontechnologysystemandotheraspects.Withintelligenttechnologyasthecenter，itdesignsanoperationalsystemthatcanimprovethefireprotectioncapabilityofwatersupplyanddrainageinhigh-risebuildings，soastoeffectivelyensurethesafetyofthewatersupplyanddrainagesystem.Finally，fromacommonperspective，itsimplyprospectsthetechnologyofthefireprotectiondesignofwatersupplyanddrainageinhigh-risebuildings.

KeyWords：High-risebuilding;Watersupplyanddrainagesystem;Fireprotectiondesign;Intelligenttechnology

給排水消防系統(tǒng)是以保證建筑用水安全性、穩(wěn)定性為目標(biāo)，設(shè)計(jì)的工作系統(tǒng)。高層建筑用水量較大，其給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，需要加強(qiáng)消防管控，這也對(duì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)提出了較高要求[1]。從共性角度出發(fā)，需要在組織高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)時(shí)，遵行國(guó)家、行業(yè)和地區(qū)出具的硬性標(biāo)準(zhǔn)，以此為基礎(chǔ)聯(lián)用信息技術(shù)、線下工作技術(shù)，確定高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)的具體參數(shù)、關(guān)鍵工作模塊，確保其能夠發(fā)揮預(yù)期作用，控制消防隱患。就高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)要求、關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行分析，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)要求

1.1全覆蓋

高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)的基本要求為全覆蓋，全覆蓋是指給排水消防系統(tǒng)能夠覆蓋高層建筑各個(gè)區(qū)域，確保各區(qū)域出現(xiàn)消防問(wèn)題時(shí)均能得到解決。同時(shí)也指該排水系統(tǒng)出現(xiàn)的各類問(wèn)題，應(yīng)能夠被消防系統(tǒng)感知和處理，以通過(guò)必要的早期干預(yù)避免隱患爆發(fā)、問(wèn)題擴(kuò)大。如排水系統(tǒng)管道裂縫、供水系統(tǒng)壓力不足、動(dòng)力泵功能異常等[2]。

1.2靈敏性

高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)也應(yīng)保證靈敏性。靈敏性是指該系統(tǒng)應(yīng)能夠以現(xiàn)代化的方式方法完成作業(yè)，以精準(zhǔn)感知本建筑給排水系統(tǒng)出現(xiàn)的消防問(wèn)題或有關(guān)隱患，及時(shí)加以處理、提醒人員進(jìn)行干預(yù)[3]。如現(xiàn)代感應(yīng)技術(shù)、智能分析技術(shù)、實(shí)時(shí)處理技術(shù)等，可以比較精準(zhǔn)地感知該排水系統(tǒng)中的異常，包括漏水、短路以及其他常見(jiàn)問(wèn)題等。

1.3可控性

可控性是高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)的基本要求之一，是指消防設(shè)計(jì)應(yīng)能夠滿足一般控制需要，可以通過(guò)系統(tǒng)自適應(yīng)方式控制消防問(wèn)題，也可以通過(guò)人工操作的方式消除安全隱患[4]。前者如感應(yīng)消防設(shè)施，當(dāng)給排水系統(tǒng)出現(xiàn)漏水、管道破裂等風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，系統(tǒng)可以臨時(shí)關(guān)閉水閥，避免出現(xiàn)更嚴(yán)重的事故。后者如人工使用的常規(guī)消防斧、消防栓、人工閥門(mén)等，可根據(jù)消防工作實(shí)際需要，對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行必要干預(yù)和管控。

51fe81ccf6c802d634a509c54006b8e6714eb61638dc64841ed56f48337583b52高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

2.1基本技術(shù)框架

從技術(shù)角度出發(fā)，高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)可在保留一般工作模塊、功能模式的基礎(chǔ)上，引入信息技術(shù)作業(yè)系統(tǒng)，并獨(dú)立提供給排水消防方面的支持。該系統(tǒng)主要以傳感器、智能分析模塊、應(yīng)急處理模塊、通信模塊、遠(yuǎn)程控制模塊以及其他輔助模塊共同組成。

根據(jù)圖1所示的消防設(shè)計(jì)框架，來(lái)自高層建筑給排水系統(tǒng)的各類實(shí)時(shí)信息，通過(guò)傳感器進(jìn)行收集，為保證系統(tǒng)“覆蓋性”要求，應(yīng)在給排水系統(tǒng)不同區(qū)域、不同工作環(huán)節(jié)分別設(shè)置若干傳感器，并根據(jù)其工作需要選取接觸式、非接觸式傳感器類別。傳感器收集信息通過(guò)有線通信系統(tǒng)提供給智能終端，智能終端根據(jù)默認(rèn)程序和數(shù)據(jù)庫(kù)信息，對(duì)給排水系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息進(jìn)行對(duì)照分析，評(píng)估是否存在消防方面的問(wèn)題或隱患，對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)、可能出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行處理，并發(fā)出警報(bào)提示人員干預(yù)，無(wú)異常的情況下繼續(xù)進(jìn)行上述工作。該框架不影響常規(guī)高層建筑給排水消防作業(yè)，但利用信息技術(shù)提供了靈敏性、可控性和穩(wěn)定方面的服務(wù)，有利于提升系統(tǒng)工作質(zhì)量。

2.2感知技術(shù)系統(tǒng)

按圖1所示模式，感知技術(shù)系統(tǒng)是其是否能夠發(fā)揮作用的關(guān)鍵，該系統(tǒng)的核心技術(shù)為智能技術(shù)，主要輔助技術(shù)為傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、通信技術(shù)、決策樹(shù)技術(shù)等。作業(yè)原理為，對(duì)實(shí)時(shí)信息進(jìn)行感知和對(duì)照，借助數(shù)據(jù)庫(kù)信息判斷其是否異常。為實(shí)現(xiàn)該技術(shù)，要求做好大數(shù)據(jù)分析、挖掘，形成高質(zhì)量的原始信息和結(jié)構(gòu)化信息，用以構(gòu)建智能工作系統(tǒng)。以給排水系統(tǒng)中的濕度為例，濕度過(guò)高表明管道存在泄漏、滲水問(wèn)題，可能導(dǎo)致建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水蝕破壞，產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。默認(rèn)高層建筑給排水系統(tǒng)的濕度參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值為I，實(shí)際工作中受到周邊環(huán)境、供水壓力、管道老化等因素影響，可能出現(xiàn)一定波動(dòng)，形成一個(gè)帶有模糊線性特點(diǎn)的數(shù)集：

[Imin；I-2；I-1；I；I1；I2；Imax]（1）

數(shù)集（1）中：I為高層建筑給排水系統(tǒng)的濕度參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值；Imin、Imax分別代表該系統(tǒng)內(nèi)濕度參數(shù)的最小允許值和最大允許值，理論值為0%、100%，實(shí)際工作中必然處于0%、100%之間，其他參數(shù)均為隨機(jī)參數(shù)。可通過(guò)大數(shù)據(jù)方法，對(duì)Imin、Imax數(shù)值進(jìn)行具體收集，原始信息越豐富，所獲參數(shù)的準(zhǔn)確性越高。如果高層建筑給排水系統(tǒng)濕度值低于Imin，表明系統(tǒng)出現(xiàn)給水能力不足或排水系統(tǒng)不佳隱患；反之，如果高層建筑給排水系統(tǒng)濕度值高于Imax，表明系統(tǒng)存在管道破裂、漏水隱患。借助大數(shù)據(jù)確定Imin、Imax的可靠參數(shù)值后，將其代入計(jì)算機(jī)中，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)移技術(shù)將參數(shù)匹配到高層建筑給排水系統(tǒng)智能模塊，同步在智能模塊引入決策樹(shù)技術(shù)，初步建立信息智能感知分析系統(tǒng)。

2.3技術(shù)參數(shù)分析

在感知技術(shù)系統(tǒng)建設(shè)的同時(shí)，也應(yīng)關(guān)注高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)的一般技術(shù)要求，通過(guò)技術(shù)參數(shù)分析、控制的方式，進(jìn)一步改善系統(tǒng)工作能力，應(yīng)對(duì)高層建筑給排水消防隱患。具體包括防滲漏控制、防火控制、防管道爆裂等。

以防火控制為例，高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)需要關(guān)注消防水池設(shè)計(jì)、用水量分析、管道管控等技術(shù)細(xì)節(jié)。通常室外部分應(yīng)保證能夠快速控制高層建筑給排水系統(tǒng)出現(xiàn)的各類災(zāi)害、問(wèn)題，包括電力火災(zāi)在內(nèi)，原則上用于滅火的設(shè)施應(yīng)能夠單次提供至少150m3滅火用水，其流量參數(shù)應(yīng)在15～20L/s左右。考慮到高層建筑給排水系統(tǒng)可能出現(xiàn)隱蔽的電力火災(zāi)、蔓延到變電設(shè)施區(qū)域、居民家中，還應(yīng)設(shè)計(jì)便捷易用的消防栓、消防滅火器，一般兩具消防栓的距離不應(yīng)超過(guò)150m，保護(hù)半徑也應(yīng)達(dá)到此水平。所有消防設(shè)施應(yīng)保證具有一定防火能力，采用金屬類管材進(jìn)行供水，各閥門(mén)的工作壓力應(yīng)在1.6MPa或以上。高層建筑給排水系統(tǒng)的防滲參數(shù)等也按照明確標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保其能夠應(yīng)對(duì)各類常見(jiàn)消防隱患。

2.4模擬與調(diào)整

初步完成高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)后，還應(yīng)根據(jù)重點(diǎn)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)、場(chǎng)景等，進(jìn)行必要模擬，以了解相關(guān)設(shè)計(jì)是否滿足國(guó)家、行業(yè)規(guī)定，是否滿足建設(shè)方要求，是否能夠有效應(yīng)對(duì)各類消防問(wèn)題。目前一般可以采用BIM模擬法，首先對(duì)高層建筑給排水消防工作需要、常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，采集建筑基礎(chǔ)信息，完成上述信息采集后代入BIM軟件中，形成一個(gè)原始模型，利用動(dòng)態(tài)、靜態(tài)模擬技術(shù)進(jìn)行分析[5]。

靜態(tài)模擬方式比較簡(jiǎn)單，根據(jù)早期收集所獲的一般參數(shù)，代入技術(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)，評(píng)估后者是否滿足高層建筑給排水消防的靜態(tài)要求，根據(jù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行后續(xù)調(diào)整（如有必要）。動(dòng)態(tài)模擬的作用更突出，在建立模型后，動(dòng)態(tài)模擬大量給排水、系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間使用等情況下，現(xiàn)有設(shè)計(jì)是否仍可以滿足高層建筑給排水消防要求，根據(jù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行后續(xù)調(diào)整（如有必要）。BIM模擬的特點(diǎn)在于比較強(qiáng)的時(shí)間跨越性，可以根據(jù)高層建筑的設(shè)計(jì)使用年限、給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)年限等進(jìn)行模擬研究，為高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)提供更多技術(shù)層面的支持。

3高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)技術(shù)展望

3.1通用化和個(gè)性化兼顧

未來(lái)高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)進(jìn)一步尋求優(yōu)化，根據(jù)不同建筑的個(gè)性特點(diǎn)以及高層建筑的共性需要，出具更完善、內(nèi)容更豐富的技術(shù)方案，提供高質(zhì)量的設(shè)計(jì)支持。例如：部分地區(qū)高層建筑用水量較大，需要向商戶和居民同步提供供水和排水服務(wù)，其出現(xiàn)給排水系統(tǒng)消防隱患的問(wèn)題也更突出；部分地區(qū)停止了商民兩用建筑審批，當(dāng)?shù)剡M(jìn)行高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮居民用水可能存在的威脅。實(shí)際工作中應(yīng)兼顧共性、個(gè)性要求，對(duì)不同高層建筑給排水消防系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，提供具有實(shí)用價(jià)值的技術(shù)方案和設(shè)計(jì)建議。

3.2遠(yuǎn)程處理技術(shù)

高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)關(guān)注處理的消防問(wèn)題，也重視對(duì)隱患的排查和預(yù)處理，這要求未來(lái)的高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)引入遠(yuǎn)程處理技術(shù)。遠(yuǎn)程處理技術(shù)主要借助一鍵管控、智能控制、遠(yuǎn)程執(zhí)行等技術(shù)的聯(lián)用，如給排水系統(tǒng)出現(xiàn)管道爆裂隱患，系統(tǒng)內(nèi)供水壓力、排水壓力越大，其爆裂風(fēng)險(xiǎn)越突出，可在發(fā)現(xiàn)此類隱患時(shí)，遠(yuǎn)程一鍵管控給排水系統(tǒng)，降低系統(tǒng)最大作業(yè)參數(shù)，下調(diào)泵站的輸水壓力水平作為應(yīng)急措施，或直接遠(yuǎn)程關(guān)閉各類給排水閥門(mén)，直到管道問(wèn)題得到處理，減少高層建筑給排水消防問(wèn)題的發(fā)生率和破壞性。

3.3可視化技術(shù)

可視化技術(shù)并非高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，但該技術(shù)的運(yùn)用有助于提升系統(tǒng)控制水平，便于工作人員了解高層建筑內(nèi)給排水系統(tǒng)工作情況，評(píng)估消防隱患和問(wèn)題的處理進(jìn)度。如已經(jīng)出現(xiàn)的給排水系統(tǒng)滲漏問(wèn)題，在對(duì)其進(jìn)行處理的過(guò)程中，借助可視化技術(shù)可跟蹤其進(jìn)度，遠(yuǎn)程與現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行交流和溝通，及時(shí)提供意見(jiàn)。也便于利用信息技術(shù)提升對(duì)異常、隱患的分析定位能力。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)影響建筑使用安全，也關(guān)聯(lián)到給排水系統(tǒng)控制，應(yīng)做好技術(shù)研究、應(yīng)用。從要求上看，高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)要求保證覆蓋效應(yīng)、可控性、靈敏性和作業(yè)穩(wěn)定性，其關(guān)鍵技術(shù)包括傳感器技術(shù)、智能技術(shù)、通信技術(shù)等，要求做好參數(shù)分析和模擬調(diào)整。未來(lái)隨著高層建筑給排水消防要求提升，更多現(xiàn)代化技術(shù)會(huì)應(yīng)用于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括遠(yuǎn)程處理技術(shù)、可視化技術(shù)等，尋求技術(shù)通用化和個(gè)性化的兼顧，有效保證高層建筑給排水系統(tǒng)安全。

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