高层民用建筑给水排水设计及消防安全分析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

高层民用建筑给水排水设计及消防安全分析

发表时间：2021/5/10 来源：《基层建设》2021年第1期作者：张晓宁

[导读] 摘要：近几年，我国综合实力大幅增强，在很大程度上带动了人民生活水平的提高，国际上的地位优势越来越明显。

        山东新华医药化工设计有限公司山东淄博 255000
        摘要：近几年，我国综合实力大幅增强，在很大程度上带动了人民生活水平的提高，国际上的地位优势越来越明显。国家为实现社会主义现代化强国的建设，大部分城市都在积极进行经济的发展与人才的引进。在这个过程中，就涉及到住房需求的增加，这导致在建筑行业中，特别是民用建筑的项目数量越来越多。为了使城市在发展过程中兼顾可持续发展理念，在进行建筑的设计过程中，建筑向高层化方向发展。因此，在高层化的民用建筑中，进行设计给排水时就需要考虑到消防安全方面的问题。这对保障人民群众的人身、财产安全有着非常重要的意义。加之高层建筑的承载性能、结构变得愈加复杂，在进行给排水设计的过程中，就必须要具有更高质量的设计方案，才能满足消防安全的需要。本文主要是针对在高层民用建筑中进行设计给排水系统设计以及消防安全方面的设计时，存在的问题进行分析与研究，并提出相应的优化策略，更好的保障人民群众的人身、财产方面的安全。
        关键词：高层民用建筑；给排水设计；消防安全
        1、高层民用建筑给排水设计以及消防安全方面的问题分析
        1.1设计的消防水箱过小
        高层建筑中，由于楼层较高，在进行设计消防水箱时，经常性使用分立结构，将其水箱放置在楼顶附近，其主要功能是用于高层建筑的室内外安全消防用水。其次，还将其设置在地基以下，该部分的水箱适用于地下停车场、地下室以及低层部分的安全消防用水。在实际的设计过程中，也会根据高层建筑的实际需要，设置更多的安全消防水箱。根据国家相关标准规定，新设计的消防水箱的容积，需要按照相应的标准与规定进行设计，主要是依照自动喷淋装置的10min用水量要求以及保障室内消防栓的客观标准。按照该项规定，在设计过程中，室内环境中设置的消防栓应当根据40L/s，而对应的喷淋系统也需要按照相应的用水量进行设计。因此，在设计水箱装置的过程中，应当保持在25~37立方米的容积。然而，在具体的设计过程中，大部分消防水箱的设计，都没有严格按照相应的客观标准进行设计，主要原因在于，设计人员在进行给排水设计时，对消防安全存在忽视的心理，加上在高层建筑中公共空间有限的因素影响，使消防水箱的设计存在一定问题。
        1.2给排水管线存在偏置的现象
        在进行消防系统设计的过程中，主要是利用一体化设计的方法，而在给排水管线中，则必须要考虑到建筑的入户管线安装问题。在进行入户管线的安装过程中，经常性由于框架结构的影响，导致其给排水管线存在偏置的问题。换而言之，主要是指在实际的设计过程中，管线的可接入点与设计中的允许接入点存在较大的偏差。然而，根据相关的技术规定，该偏差应该控制在合理范围之内，主要是把控在10倍管径长度之内。倘若在设计过程中，其标准超过了该范围，就会使管道在进行上水、下水的过程中，需经过相当多的弯道，这要求在进行偏置通气的过程中，需做独立的运算。倘若在实际的设计过程中，没有注意到通气的处理，就会使管道发生堵塞的情况，影响给排水功能的发挥，主要体现在下水管线中。
        1.3管道内部发生流体变更现象
        一般情况下，在进行设计时，消防系统以及给排水系统中的水体压力需根据自然水做相应的计算。换而言之，主要是指管道内部的水体，会受到系统压力、重力的作用，这一现象属于非常典型的流体力学范畴。然而，在实际的管道运行过程中发现，由于管道直径相对较小，而水体与管壁之间形成的水膜，对水体的受力情况产生影响，也会导致在管道运行过程中，由于水体中杂质的逐渐增加，其影响也就越大。特别是在管道的下水系统中表现突出，对消防系统的正常运行也会产生影响。
        1.4管道内部气泡压力问题
        在民用类型的高层建筑中，其排水系统会涉及到大量的餐厨废水的排放，非常容易导致厌氧型微生物的产生，加之其生活污水中，含有大量的肥皂残液、洗洁精、洗衣粉等物质。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

这些物质的存在，使下水管线中很容易导致泡沫的产生，而泡沫本身的膨胀，会使致管道内部的压力大幅提升，并对管道内部的流体力学方面属性产生影响，使其发生改变，从而对其液体压力也会产生较大影响。而在消防系统中，其产生的泡沫主要是由于微生物的作用。因此，在设计过程中，若没有考虑到排水系统的生活污水以及餐厨废水等因素，就会导致高层建筑的排水系统在运作过程中出现排水不畅通的现象，也会影响到消防系统由于压力过小而导致失效的问题。
        2、优化思路
        2.1优化消防水箱容积设计
        在进行消防水箱的容积设计时，除了要遵循相关的设计标准和客观原则之外，还需要考虑到在高层民用建筑中，若发生火灾意外时需要采取的应对措施，将消防水箱的容积设计进一步优化。在设计过程中，可将高层建筑在发生火灾时，对于消防栓系统、喷淋系统经常性出现同时启动的问题进行分析，对二者需要的用水量进行叠加计算，而不是进行分别计算。倘若高层民用建筑中，其消防栓系统、喷淋系统属于独立供水，则需另外考虑。在设计过程中，可利用确定水箱容积的公式进行计算，从而使水箱的容积更为合理、科学。在设计过程中，要求无论是进行集中水箱或者采取分置水箱的方式，其选择的水箱总容积建议应当适当超过容积规模，并考虑到在使用水箱容积的分置设计过程中，需要将喷淋系统与消防系统的用水量做分别的计算，才可以使消防水箱的容积具有更高的合规性。
        2.2优化给排水管线的偏置
        在进行设计优化的过程中，可针对给排水系统的立管部分做优化，并重新布局。然而，在实际设计过程中，没有考虑到细节问题，导致管线设计与框架设计存在冲突，优化效果有限。首先，可通过增加管径或者分管数量的方式，规避其问题的发生。通过管道直径的增加，可以使接入的范围随之增加；而通过分管数量的增加，可以使给排水管线系统的覆盖率进一步增加，可以有利于在进行室内管线的安装时，使接入点的偏置问题得到有效解决。其次，还需对其给排水管线的具体布局作相应的优化设计，尽量减少弯路的存在，可使用锐角连接的方式，形成直管线与主管线之间的对接，使整体给排水管线的弯度大幅减少。
        2.3优化消防管道以及排水管道内部泡沫压力的消解
        在消防管道中，经常性出现的现象就是，其中混入了大量杂物，特别是厌氧菌的存在，非常容易导致其管道内部出现泡沫现象。特别是在民用建筑的下水管道中，其含有的洗洁精、洗衣粉等清洗剂，量比较大，导致泡沫的大量产生，且泡沫的存在会使管道内部的整体压力大幅增加，使其排水功能不能有效发挥，降低排水效率，同时也会使消防系统的喷淋系统发生误报警的情况。因此，在实际设计中，需考虑到泡沫的存在使管道压力的增加问题，并且采取有效的措施进行规避。可以根据相应的公式计算出管道内部可能存在的泡沫压力，并且制定相匹配的工程措施，消解在管道内部发生的泡沫压力。比如，可以利用管道高程，使排水系统中的泡沫压力大幅降低，而消防系统对应的喷淋系统中，将其内部压力阈值大幅提升，可将其消防系统内部中存在的泡沫压力进行消减。同时，需要注意的是，在消防系统中必须要对水质进行定期监测，避免由于厌氧微生物的存在，导致消防系统的正常使用受到影响，从源头上消除消防管道内部存在的泡沫压力问题。
        3、结语
        在高层建筑的设计过程中，给排水系统以及消防系统的设计必不可少。然而，在其设计过程中，也会受到各种因素的影响，导致消防安全受到影响，并对给排水系统功能的正常发挥造成阻碍。因此，在设计过程中，需要通过各种优化策略，有效的消除其设计过程中存在的相关问题，使高层民用建筑的管道设计更具有更高的实用性、有效性、科学性，更好的为人民提供排水、给水以及保障消防安全方面的服务。
        参考文献：
        [1]李慧.高层民用建筑给水排水设计及消防安全分析[J].散装水泥，2020（02）：95-96.
        [2]王晟.高层建筑给排水消防设计关键技术[J].建材与装饰，2020（04）：89-90.
        [3]孙晓怡.基于消防安全问题下城市高层建筑给排水系统设计探析[J].绿色环保建材，2019（12）：97-98.