太原王孝雄建筑设计院伊犁分公司 新疆伊宁 835000
摘要：近些年，我国经济发展的步伐越来越快，建筑事业也随之蓬勃发展，建筑工程的规模也越来越大。对于高层建筑而言，建筑的给排水和消防设计相当重要，是确保建筑使用者生活安居乐业的重要保障，也是制约建筑工程项目质量的重要因素。本文将对高层建筑的给排水、消防系统设计方法与特点进行初步探索分析，供业内人士参考。
关键词：高层建筑；给排水；消防设计
随着城市化建设规模的扩大，我国的建筑行业发展迅速，为了满足使用者的需求，建筑设计和施工过程中，不仅仅要注重建筑外观和使用功能，还要注重建筑的给排水和消防设计，尤其是对于高层建筑，在面临意外灾害的时候，更容易造成使用者生命安全和财产的危险，所以，给排水和消防设计更要引起重视。
1高层建筑给排水设计
高层建筑层数多、高度高，给水系统中的静水压力大，为保证给水管道管材及管配件不受破坏，设计时必须对给水系统进行合理的竖向分区并设置减压设备，施工中还要保证管道的施工质量，以确保高层建筑给水系统的正常运行。
1.1供水分区
高层建筑给水方式一般有三种：1.市政给水直供（充分利用市政给水的压力，一般用在六层以下的区域）；2.给水泵房加压直接供水方式（变频调速水泵供水或无负压变频设备供水，即通过泵房加压水泵供水，其缺点是停电后，就停水）；3.由高位给水箱供水，水泵补水方式（此方式是临时停电不会断水，但给水水箱容易形成水的二次污染）
1.2雨水排水设计
在进行高层建筑雨水设计的时候，设计师需要综合考虑建筑布局、当地降水量、水利趋势等因素，本着生态、绿色为主的原则，最大限度地控制排水成本和安全性，选择合适的排水管材，针对建筑积水严重区域要重点设计，确保建筑的排水顺畅，根据相关设计标准，合理设计雨水排水系统，充分考虑由于雨水的冲刷给管道带来的重力或者压力，确保管道安装的牢固性和后期维护的安全性。所以，在实际设计中，结合汇水程度、截流频率等多方面，可采用压力流排水设计，确保雨水的有效排出。
1.3污水排水设计
高层建筑的建筑高度较高，排水量比较大，排水管道也较长，导致排水管中有较大的冲击力及压力波动。排水系统的排水能力也有待提高，以此确保管道压力稳定性，水封也需要加强保护。除此之外，高层住宅建筑的排水工程在进行设计时需要进行通气管的设置，或者是直接采用新型的单立管系统，排水管道尽量采用新型的管道管材。建筑污水的排放通畅度直接影响到建筑内部使用者的生活体验感，所以在设计的时候一定要注意污水排水设计的合理性。设计过程中，要考虑高层建筑每日污水排水量，选择合理的污水管道管径计算，确保不会出现下水道堵塞等情况，对于特殊位置的污水管道，需要加强存水弯的设计，防止污水气味飘回到屋内，更要注意回流的现象，而存水弯设计过程中，还要给予水封处理，水封深度不小于50mm，确保不会受到外界压力的影响而导致排水管堵塞的问题发生。
2、高层建筑消防给水系统设计
2.1地下消防泵房给排水设计
在高层建筑给排水设计时，需要做好地下泵房的消防给排水设计，在设计时应当充分地将消防水池考虑在内，在地下消防水池设计时，消防水池容积应考虑所有高层建筑消防系统用水量之和，消防水池的容积是消防灭火时的重要保障。在地下消防泵房及消防水池设计时，必须遵循以下几点内容进行设计：第一点，消防水池必须做好导流墙，减少水流死角，保证消防水池池水的循环流动。第二点，则是考虑到消防水泵特性曲线，流量扬程性能曲线应选用无驼峰、无拐点的光滑曲线，使其作为消防泵选型的依据，从而使所设计的消防系统更具科学化、合理性的特点。第三点是水泵的安装问题，要结合消防水泵全速运行状态，提高消防水泵的运行效率。其次是消防水泵的防超压设计，避免水泵损坏，以保证消防水泵运行的安全性。
2.2合理设置给排水管道的敷设设计
对高层建筑给排水进行设计时，要注意给排水管道的敷设方式，必须注意管道敷设对墙体.梁和柱影响。从给排水敷设的角度出发，其压力管若比较细，则必须进行暗装敷设。室内给排水管段比较常见的暗装敷设一般分为直埋式与非直埋式两种类别。第一种是埋地敷设的方式，在进行给排水预埋时必须注意周围的环境，以免造成破坏，在管道设置的时候，必须保证地面内冷热水的平行敷设，避免交叉设置。第二种则是墙内暗装敷设的方式，若给排水支管暗装于砖墙内，则必须在砖墙内壁开设相应的管槽。若墙面属于钢筋混凝土剪力墙，则必须贴墙处理。
2.3消火栓的设计
在消防设计时，其室内消火栓的设计主要由消火栓箱、消火栓、水带接扣、消防水带以及消防水枪共同组成，所以在进行消火栓的设计时，需要确保同一平面都需要有两股水柱，且水柱能够同时到达室内的任何一个部位才符合要求。其次，应当考虑消火栓栓口的动压，根据具体的要求设计好减压装置。其减压装置的设置，需要考虑到栓口动压压力大小，若动压力超过0.5MPa时，则必须增加减压装置，设计一般采用设置减压稳压消火栓做减压，确保消火栓的使用安全。高层建筑消防水枪的充实水柱要求按13m计算。对于高层建筑，则必须在每层消防电梯合用前室设有消火栓，以满足火灾时消防队员使用方便的要求。
2.4自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统由于系统简单 、维护维修方便，造价低、灭火效率高，在越来越多的高层建筑均采用这种灭火系统。自动喷水灭火系统主要由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置等相关管道、供水设施组成。当高层建筑发生火灾时，火灾初期建筑物内环境温度升高，当温度高达一定程度时，喷头的温度感应元件会出现爆破进行自动灭火，水泵房湿式报警阀的水力警铃会发出报警信号，且每层的感烟探测器同时会发出报警信号，确定火灾位置，反馈至消防控制室，方便消防队员及时到达火灾现场进行灭火处理。该系统具有科学型和经济性，减少火灾损失，高效控制火灾蔓延，所以使用的范围也较广。
2.5自动喷水灭火系统设计
自动喷水灭火系统是高层建筑消防系统的重中之重，自动喷水灭火系统设计可分成三点分析。
第一，喷淋头的合理布置：喷淋头按照规范要求布置，支管连接喷头数量在八个或者八个以下，合理布置自喷系统配水管道管径，避免配水管经过大。在工程设计中喷淋头的选用也至关重要，喷头起着探测火灾、喷水灭火的作用，灭火效果在很大程度上取决喷头的选择和布置的合理性。
第二，自动喷水灭火系统配水管入口的减压设计：一方面要考虑建筑高度和管道水力损失，另一方面应在自动喷水灭火系统平面布置后，进行喷淋水泵扬程的计算校核，确定入口处的压力，进行减压设计。
第三，自动喷水灭火系统末端试水装置的设置：按照试水接头出水口的流量系数确定自喷系统末端试水装置，将排水管设计成间接排放，避免排水漏斗的气味串入室内，避免污染环境。
结束语：
综上所述，高层建筑的给排水设计、消防设计是关乎到建筑使用者的生活质量和安全，是需要引起重视的。所以，在建筑给排水、消防设计中，一定要根据建筑的特点制定科学合理的方案，综合考虑管材选择、设备位置、安装技术等因素，确保建筑内部给排水系统、消防系统的安全运行，提高建筑使用的舒适感。
参考文献：
[1]孙明泉.高层建筑给排水消防系统设计[J].建筑工程技术与设计,2019,(36):811.
[2]苏岩.高层建筑给排水及消防设计初探[J].建筑与装饰,2020,(7):18,20.
[3]董贺.高层建筑给排水消防设计方法研究[J].建材发展导向（上）,2020,18(2):379.
[4]刘倩.关于高层建筑给排水及消防设计关键技术的分析[J].建材发展导向（上）,2020,18(3):380.