摘要：高层民用建筑具有火灾蔓延快、人员疏散难、扑救难度大等特点，给消防工作带来了一定的难度。对立足于自救的高层民用建筑来说，直接作用于灭火的消防给水设施尤为重要。本文就高层建筑给排水消防设计进行分析。
关键词：给排水系统；消防设计；特点；分析
一、高层建筑火灾的特点分析
1、高层建筑楼层高、人员集中、疏散困难
高层建筑层数多，垂直距离长，疏散到地面或其它安全场所的时间长，且人员集中，另外，发生火灾时由于各竖井空气流动畅通，火势和烟雾向上蔓延快，更是增加了疏散的难度。
2、高层建筑扑救难度大
高层建筑高达数十米，甚至达数百米，发生火灾时从室外进行扑救相当困难。一般要立足于自救，即主要靠室内消防设施。但由于目前我国经济技术条件所限，高层建筑内部的消防设施还不可能很完善，尤其是二类高层建筑仍以消火栓系统扑救为主，喷淋系统不能完全覆盖，因此，扑救高层建筑火灾往往遇到较大困难。
3、高层建筑火灾蔓延途径多、火势迅猛
高层建筑面积大、电设备种类多等。且其建筑标准较高、电气化、自动化程度也高，各种电器设备繁多，漏电短路几率大为增加，极易引起火灾。高层建筑内一旦起火，其火势蔓延相当的快。高层建筑的楼梯间、电梯井、管道井、排风道、电缆井等竖向井道多，如果防火分隔处理不好，发生火灾时就好像一座座高耸的烟囱，成为火势迅速蔓延的途径，尤其是高级宾馆、综合楼和图书馆、办公楼等高层建筑，一般室内可燃物较多，一旦起火，燃烧猛烈，蔓延迅速。
二、高层建筑给排水消防工程设计的特点
高层建筑与一般多层建筑相比，在给水排水工程方面，设计的基本理论和计算方法基本上是相同的。但是，由于高层建筑层数多、高度大、功能广、结构复杂，振动源多、用水要求高等特点，高层建筑给水排水工程在技术难度上，远远超过了低层建筑物的给水排水工程的范畴。与低层建筑给水排水消防工程相比，高层建筑给水排水消防工程具有以下特点：
1、高层建筑具有层数多、高度大的特点。高层建筑尤其是超高层建筑给水排水消防系统静水压力非常大，供水系统进行合理的竖向分区就显得尤为重要。合理的竖向分区不但降低了静水压力，而且避免了采用分区过小时管道及配件容易被破坏以及对使用带来的不便。
2、高层建筑功能复杂，容易引发火灾。而且一旦发生火灾，火势蔓延速度非常快，危险性大，扑救难度大。因此，施工要求相比低层建筑要求高得多和高层建筑消防系统的设计，按高规要求设置安全可靠的消防系统，满足各类的消防要求。
3、高层建筑对防噪音、防震要求较高，必须考虑设备和管道的防振动和噪声的技术措施，因为高层建筑动力设备及种类繁多，管线长，噪声源和振动源多，易产生振动和噪声。因此，高层建筑管道应采取防震、防噪、防压力过高等措施，以保证不影响周围环境。
三、高层建筑给排水的消防设计方法
1、地下消防水泵房给排水设计
高层建筑的供水渠道种类较多，除了消防栓系统供水、自动喷淋供水等，还应设置地下消防水泵房及消防水池，以保证足够的水量作为消防储备。地下消防水泵房给排水设计首先是消防水池的设计。如果天然水源或者市政给水管道无法满足建筑所需的消防用水量，且消防进水管道只有一条，给水管道为枝状，就应设置消防水池，这样才能够保证室内外消防用水的正常供应。
消防用水量需要根据高层建筑的具体情况进行计算。例如按照《高层民用建筑设计防火规范》，对于一类建筑，室外消防用水量为30L/s，室内消防用水量为40L/s，火灾延续时间按3小时计；自动喷水灭火系统用水量为30L/s，火灾延续时间按1小时计。故室外消防用水量为324m3，室内消防用水量为540m3，10分钟消防储水量不应小于18m3。在对此类高层建筑在做消防给水设计时，首先要将公共生活、住宅及消防用水分开设置，宜采用区域集中室内临时高压消防给水系统，设置地下消防泵房，消防水池容积为540m3，储存3小时的室内消火栓用水量和1小时的喷淋用水量97m3，且应设置18m3的消防水箱一个，以确保火灾初期的消防用水。消防泵房的设置还应注意：
（1）应在消防水池中设置导流墙，以减少死角，同时通过循环水泵的设置保证池水的循环。
（2）选择消防水泵时，通常是在考虑水泵特性曲线的基础上，再进行管道系统特性曲线的考虑，选择水泵的时候，一是要考虑水泵组的运行综合效果，尽可能选择功率较大的水泵，提高工作效率，并且节约能源，二是水泵在并联的时候，尽可能使其接近高效段的左边界。
（3）水泵机组安装高度的调速，要结合全速运行状态，提高水泵的运行效率。再次是水泵的防超压设计，目的是在高层建筑需要分区供水的时候，通过使用多出口的消防泵进行防超压，避免水泵损坏。
2、自动喷水灭火系统设计
自动喷水灭火系统是高层建筑给排水消防系统的重点之一，此系统的设计，笔者认为应分成六个步骤进行分析。
（1）走道喷头：按照规定要求，喷头的数量在8个或者8个以下，为了解决走道内自喷配水管管径过大的问题，喷头要在配水支管接出，并结合暖通、电力等布置管线。
（2）自动喷水灭火系统配水管入口的减压设计：一方面要考虑建筑的高度和水力的损失，另一方面应在自动喷水灭火系统平面布置后，进行水泵扬程的计算校核，以此确定入口处的压力，进行减压设计。
（3）自动喷水灭火系统末端试水装置的设置：首先根据相关的设计要求，按照试水接头出水口的流量系数确定自喷末端试水装置的型号，其次在确定型号之后，将排水管设计成间接排放，避免排水漏斗的水道气体深入室内。
（4）信号阀的设置：设置的位置应为报警阀出口处，防止给排水的错误操作。
（5）消防增压泵设置：首先是保证增压泵满足1股水柱的流量，其次是将增压泵的扬程控制在适当的距离内，避免扬程过大或者过小，如果条件允许，可适当抬高水箱的位置，也可适当增加增压设施。
（6）自喷供水时报警阀的设置：在启动自动喷水泵之后，报警阀也会跟着启动，但警铃应该安装在管理处或者值班室内。
3、消火栓的设计
建筑物室内消火栓一般包括：消火栓箱、消火栓、水带接扣、消防水带、消防水枪。在消防电梯前室设置的消火栓，应保证每一层有两股水柱同时到达室内任何部位。另外，消火栓给水系统中应按照规范规定和设计要求，在需减压处设置减压孔板等减压装置，避免消火栓栓口的静水压力过大，造成消火栓的损坏。消火栓栓口的静水压力超过0.8MPa时，应采用分区给水系统，大于0.5MPa 时，则应设置减压孔板等减压装置。例如一商住综合楼设计室内消火栓消防用水量为40L/s，室外消防用水量为30L/s，火灾延续3小时，室内消防用水量由消防加压水泵和屋顶水箱联合供给。屋顶消防水箱储存18m3的消防用水量，在消防水箱间内设置2台稳压泵（一用一备）及1个气压水罐以确保室内消火栓正常供水。消火栓的数量要根据消防用水量和建筑的特点进行规定，另外，高层建筑消防电梯间前室必须设置消火栓，防烟楼梯间前室也应设置消火栓。
结语：给排水消防系统的科学合理设计是高层建筑的重要组成环节，建筑业的发展也给建筑给排水技术提出了更高的要求，为了适应高层建筑的发展，高层建筑消防和给排水设计也应不断创新和发展。
参考文献：
[1] 蒋永琨 等.高层建筑消防设计手册.同济大学出版社.
[2] 蒋永琨.高层建筑消防设计手册[M].上海：同济大学出版社， 2001年.
[3] 徐颖冰.关于自动喷水灭火系统设计中几个问题的探讨[J].工程设计与建设.2004，2.