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中图分类号:TU208文献标识码: A
一、高层建筑消防给排水工程特点
1.安全可靠性要求高
所谓安全第一,对于任何工程而言,安全都是最重要的。对于高层建筑消防给排水工程的设计而言,首先应考虑的关键要素即是其安全可靠性。安全可靠性之所以成为首要考虑的因素,一方面与高层建筑高层的特点息息相关,建筑层越高存在的火灾隐患就越多,而在火灾发生时的救火工作又相对困难;另一方面与我国现阶段基本国情相联。
2.静水压力大
在首先考虑了安全可靠性这一关键因素之后,另一个十分重要的因素便是静水压力。静水压力方位全面且压力均匀地作用于物体表层的各个方位。静水压力的大小与受力物体的体积成反比,然而当其增加至足够大时仍不会使受力物体形状发生变化。与低层建筑对比,高层建筑会产生十分大的静水压力,且是一种超越常规单区供水范围的压力,因此对此要重点注意。
3.管道机械强度高
同低层建筑对比,高层建筑不仅产生十分大的静水压力,而且具有更加长的排水管道和更加高的排水需求。基于高层建筑的以上特点,会造成浮动较大的管道内部压力差,对排水工程有阻碍作用。因此高层建筑要求选用机械强度更高的管道,一方面是对消防系统中排水工作顺利进行的保证,另一方面也是为管道内提供稳定压力的良好办法。
二、高层建筑给排水消防设计中常见问题
1.排水消防设计人员观念问题
高层建筑给排水消防设计人员往往将高层建筑的给排水消防设计思想停留在一般性建筑的设计理念层面。致使高层建筑给排水消防设计方案应用到工程实际中出现系列的问题,给排水消防系统无法正常运行,致使建筑火灾发生时,因给排水消防系统问题无法控制火情,给居民的生命财产带来了严重危害。
2.消防给水管网试压问题
一般情况下,高层建筑消防给水管网应根据有关的规范要求进行管网试压;试压内容包括给水管网的试漏检修和管网的强度试验。但目前的有关高层建筑给排水消防设计人员在设计过程中往往没有重视这两点,甚至是在设计方案中根本没有要求进行必要的管网试压。在这样的情形下,一旦消防给水管出现渗漏或者管网压力不够,火灾一旦发生,消防给水管网将无法发挥其应有的功能。
3.自动喷水灭火系统设计问题
自动喷水灭火系统在建筑消防中的主要功能是:建筑内一旦发生火灾,自动喷水灭火系统会自动启动进行灭火防灾;但有的设计人员在自动喷水灭火系统设计时,对于建筑内没有吊顶的房屋按照有吊顶的房屋设计自动喷水灭火装置,导致因喷淋头距离火灾发生区域距离过远无法自动感应火情,或者是喷淋感应到火情应距离过远喷淋作用范围过小,无法控制火情,导致灾害蔓延;此外,有的设计人员在设计过程中没有严格按照有关的消防规范设计要求将自动喷水灭火系统的报警装置设置在建筑内的公共通道或者是建筑消防中心的外墙上,致使火灾发生时,即使自动喷水灭火系统的报警装置发出警报,也无法及时地被消防中心工作人员发觉。不能及时地采取有关防治措施,导致火情发展严重。
4.消火栓系统减压阀的设计问题
消火栓系统的减压阀在整个系统中的主要作用是通过减压阀分区集中供水满足消防栓的供水压力,使消防管道的水压能达到不同火灾发生区域;但有关的设计人员对于消火栓系统减压阀型号选择方面没有严格的确定,造成施工过程中施工人员因没有具体的减压阀型号要求标准,随意的选用减压阀,一旦减压阀型号同消防管道不匹配,连接后出现漏气或者渗水现象,整个给排水消防系统将无法正常发挥其功能作用。
三、高层建筑给排水消防优化设计方案
1.消防水泵房设计
高层建筑如果发生火灾,可能会需要大量的水源来灭火。为了保证有足够的消防水源,相关人员在对高层建筑给排水系统进行相关设计时就要考虑到对后备水源的设计。消防水泵房是高层建筑消防储备水源的主要方式。消防泵房设计系统的主体是消防水池。消防水池是在正常的消防水源不能满足高层建筑的消防需要和消防进水管道单一而给水管道分散的情况下必须建立的,以便更好地补充高层建筑的消防用水。高层建筑的消防水源用水量可以通过一定的标准计算出来。消防水池的储水量设计一定要根据高层建筑的具体情况,保证高层建筑火灾初期的消防用水。相关人员在进行消防泵房设计时还应注意到一些细节问题。首先,相关人员应将导流墙设置在消防水池中,以保证消防水池没有死角,还要利用循环水泵保证消防水池中的水循环。其次,相关人员对消防水泵的选择一定要重视,应在保证工作效率的前提下尽量选择较大功率的水泵,以保证整个水泵系统的高效运行,还能在一定程度上节约能源。在对水泵房的水泵进行并联操作的时候,应保证其能够顺利的高效运行。此外,相关人员要依据水泵的运行效率对水泵进行相应的调速,以能够确保并提高水泵运行的效率。相关设计人员还要通过消防泵对水泵进行防超压设计,以有效地保证水泵的完好和正常运行。
2.消火栓设计
设计人员要依据高层建筑物的所需用水量和建筑物的自身情况在高层建筑的相应位置安放相应数量的消火栓。同时,在建筑物每一层的消火栓都要保证有能够达到室内任何位置的水柱。此外,相关人员还要对消火栓配备相应的减压装置,以避免消火栓压力太大或者发生损坏的情况。
3.自动喷水灭火系统设计
火灾随时都有可能发生,而消防人员未必能第一时间赶到,因此自动喷水的灭火设计显得尤为重要。其设计主要包括喷头、配水管、试水装置、信号阀、消防增压泵和报警阀的设计。基于有关规定,喷头应在8个以下,同时应将走道喷头与配水支管接触;配水管的减压设计应以通过自动喷水灭火系统对入口水压计算之后,结合建筑高度和水利损失共同完成;试水接头出水口的流量系数决定了末端试水设备的型号;信号阀应置于报警阀出口处位置,且报警阀应设置于便于人听到的位置;增压泵的流量可通过合理将水箱抬高来实现。
4.提升设计人员素质
高层建筑各方面都照普通低层建筑有更高规范要求,包括对此相关的设计人员也有更高的要求。相关设计人员但此重任应不断学习基础知识,并在基础知识之上创新运用,对相关工程的设计优化处理,达到更上一层楼的效果。对设计人员素质的提升不仅需要其自身的努力,相关单位部门也应为其提供定期培训、经验交流的机会,使设计人员在不断的学习和应用中成功完成实用性、安全性兼具的设计。
综上所述,高层建筑给排水消防系统设计工作技术含量高,极为复杂,应根据高层建筑的实际建筑情况合理设置给排水管道布局及采取有效的供水系统,才能确保高层建筑给排水消防系统的安全稳定运行。
参考文献:
[1]张谦.高层建筑给排水及消防设计体会[J].中国高新技术企业,2009,11:120-121.
关键词:高层建筑;给排水设计;节能
1.引言
当下,城市化水平的快速提高与水资源短缺、电力供应短缺以及原材料短缺的矛盾日益显现。特别是在排水管堵塞和半堵塞的情况下,使房内的高档装修和贮放的物品浸水,造成经济损失,容易发生纠纷,情节严重。因此,做好建筑给排水设计显得颇为重要!
2.高层建筑给排水工程的普遍特点
(1)高层建筑给排水设备的使用人数较多,水量也较大。如果发生停水或是管道堵塞等事故,则影响人群较多,范围较大。因此,高层建筑必须采用有效的措施,以保证供水安全和排水通畅,经济合理以及维护管理方便。(2)高层建筑中给排水系统中静水压力较大。如果只有一个供水区,不光是会影响使用,而且也容易损坏管道和配件。因此,可以对给排水系统进行合理的竖向分区,从而降低静水压力,使系统做到安全运行。(3)高层建筑的各种动力设备繁多,管道较长,比较容易产生振动和噪音。因此在给排水设计中,应该考虑到管道的防震、防噪、防管道的变位或是伸缩等措施。(4)高层建筑的功能复杂,引发火灾的因素也比较多,一旦失火,火势蔓延迅速,并且在人员的疏散和扑救方面都存着一定的困难。要提高高层建筑的消防系统的安全可靠性,必须设立安全可靠的室内消防给水系统。(5)高层建筑的给排水量大,管道长,管道中存在着较大的压力波动。为了使管道的压力稳定,提高系统的给排水能力,采用新型的单立管道系统或是设置通气管系统是很有必要的。此外,排水管道的材料最好采用机械强度较高的,并用柔性接口。
3、无锡红豆国际广场排水设计的概述
无锡红豆国际广场排水设计上:6层以下采用机制式铸铁排水管加专用通气立管。8-22层办公及24-46层酒店式公寓采用了单立管同层排水系统,管材为HDPE管,同传统的隔层排水该系统具有的优点是:(1)能够满足上下楼层不同户型排水的需求,从而达到房间功能的任意分隔,满足用户要求。传统的排水方式一般排水点如卫生间、厨房间的排水上下楼层必须在同一位置,户型也须相同,否则上层的排水管可能要在本层的卧室、客厅或餐厅穿过,而这些都是规范和用户不允许的。但同层排水可以解决上述问题,因为该系统的敷管不在下层走而是在本层走。(2)后期的使用和维护不影响下一楼层的用户。传统的排水系统由于用户使用不当造成管道赌赛或质量问题,而检修时要到下层用户内检修,若是漏水受损失的也是下一层的住户,且不能及时处理,容易造成纠纷。C、噪音低。D、节约管材,节能环保。
4.无锡红豆国际广场的给水方式
该高层建筑的给水秉承给水安全可靠、技术先进、经济合理的原则,该高层建筑给水主要有四种方式:
4.1减压分区给水
即是一种利用减压水箱或是减压阀进行减压。水泵直接将水注入最上区的水箱,然后依次向下区的水箱供水,或是在上下区间装置减压阀代替水箱起到减压的作用,用这种方式给水,设备和管道都比较简单,成本较低,方便维修管理,但是下区供水面临较大的压力,水泵也会消耗较多的能源。
4.2气压罐给水方式
这种方式需要离心水泵和气压罐两种设备。利用气压罐内的空气的压缩性来存储和调节水量的高度,并且使用水泵机组的循序启动和软启动,实现供水。气压罐供水不需要建设水塔和水箱,减少了建筑物的荷载和基建的投资,而且密封的罐内可以避免水质的污染,但是气压罐的容水量是有限的,并且会经常出现供水压力不稳定的现象,供水的可靠性无法保障,水泵的启用频繁,大大缩短了使用的寿命,设备支出费用会有所增加。
4.3高位水箱供水方式
这种方式所需的设备包括水泵和水箱。水箱内的水在泵房内离心泵的作用供给,高位水箱则用来存储和调节本区的水量及稳压。使用高位水箱供水方式,水箱里可以储存一定量的水,并且水泵的启动次数也相对较少,可以保障供水的安全可靠,同时所支出的设备费和运营费也比较低。但是,使用这种方式,首先,水箱内的水容易受到污染;其次水箱的设置会占用一定的建筑面积和增加建筑结构的复杂性。
4.4变频泵无水箱给水方式
这种方式的水压和流量是可以调节的,从而达到一种节能的效果,并且可以随着用水量的变化随时调整点机的转速运行,保证了运行的可靠性并且延长了设备的使用寿命。适用于用水量小、水泵扬程不大、水泵功率不大的场所。但是由于变频器的价格比较贵,所以设备所需的费用较大,并且变频器对工作环境也有一定的要求,容容易受到外界的干扰,特别是有的施工单位在施工时,有些配套的部件如压力、压差传感器等安装的位置不对或没有按厂家技术要求安装,影响整个系统的正常运行。
总而言之,每一种给水方式都各有利弊。给水方式的设计,应该结合实际的情况和地方特点,做到具体分体具体分析,也可以将几种供水方式相互结合使用。
无锡红豆国际广场给水系统采用二层及以下利用市政管网压力直接供水,减少了动力,达到节能要求。3-6层商业及8-22层写字楼为变频水泵直接供水,24-46层为高位水箱分区供水,中间设备层设置转换水箱和水泵。
5.无锡红豆国际广场的排水设计
5.1排水系统的分流制
污废水是采用合流制还是分流制主要是由技术和经济两大因素决定的。该高层建筑中,生活污、废与雨水是分流排放的。
5.2排水管道布置
需排出的污水尽量通过最短的排水管道排出室外,并且排水管道尽量的不要经过变形缝。这样有利于排水管道的安全使用以及维修清理。
5.3排水管道的铺设
管道与墙之间、管道之间需要留有一定的间距;如果管道要穿越楼板、穿越墙壁或是楼基怎要预留洞孔。排水立管与排水管端相连的部分应该采用两个45°的弯头或是弯曲半径不小于4倍管径的90°弯头。
5.4通气管道系统设置
建筑内排水管道系统要设置专用的通气立管与大气相通,达到释放排水管系中正压和补充空气减少负压的作用。保证排水管内空气的流通,减少排水管道内的有害气体。排水管道一般有伸顶通气管、专用通气管、主通气管、副通气管、器具通气管和结合通气管等几种通气的方式。
5.5严格的水力计算
控制排水立管的水流量不超过规定的最大流量值并且为了降低水流的下降速度,可以在排水立管中采取一些消能措施,从而避免水流的冲击对管系所造成的破坏。在实际的建筑操作中,通常自顶层起,每隔6层就会设置一套消能的装置。
6.高层建筑给排水中的节能设计
6.1建立中水利用系统
高层建筑使用后的某些生活排水、冷却水和雨水等,经过再处理后可以达到一定的水质指标,满足某些使用要求,成为可以进行有益使用的中水。在那些高层建筑比较集中的区域,生活废水具有水量较大,使用时间比较集中,水质和处理效果也相对的较理想,为中水系统的建立提供了水源。
6.2利用变频水泵
变频水泵有着显著的节能效果,调速方式方便、调速的范围较广、保护功能完善、以及安全可靠的运行。传统的高层建筑通常采用水箱和水泵结合的方式,水泵将水提供给高位水箱,再向下供水。为了防止水压过大,还需安装减压装置,造成大量的电能消耗。而采用变频水泵,则不需要水箱水罐等装置,节约了成本。而且采用调节速度的方式来调节流量,避免了电机的频繁启动,减少了电力资源的浪费。目前,变频水泵的技术已经日臻成熟,大量推广变频水泵在高层建筑给排水系统中的使用,在节能中意义重大。大力推广和使用节水设备。一套节水性能较好的设备,能对节约水资源产生非常重大的作用。例如阀门的质量与类型直接关系着用水质量,我们应该选择能节水的阀门。在水压等客观条件相同的情况下,节水龙头比普通的龙头节水30%到50%,所以在高层建筑中,在水压超标的地方使用节水龙头,可以减少浪费。
7.结束语
高层住宅的给排水工程设计一直都是一个非常关键的技术。给排水设计的好坏不但直接影响到整个给排水以后施工的质量,而且影响到住宅整体的质量和安全,所以为了消费者能更好的享受自己的小康住房,建造者一定要严把给排水质量关,以防事后纠纷。
参考文献
[1]建筑给水排水设计规范GB50015-2003,2009.
[2]魏凯.高层建筑中给排水节水技术研究[J]内蒙古石油化工,2011(6).
关键词:高层建筑;给排水设计;管材选用;节能措施
Abstract: in this paper, the high building water supply and drainage system design key points are illustrated, how to use of contemporary new materials, equipment and water saving measures to realize the construction drainage design of environment protection issues were discussed.
Keywords: high building; Water supply and drainage design; The selection of pipeline; Energy saving measures
中图分类号:TU97文献标识码:A文章编号:
引 言:
随着城市建设的加快,高层建筑已逐渐成为城市建筑中的一个主体。建筑给排水系统作为建筑中的重要组成部分,越来越被人们所重视。高层建筑的节水是一个系统工程,除应制订有关节水的法律法规、加强日常管理和宣传教育、利用价格杠杆促进节水工作外,还应采取有效的技术措施,以保证建筑节水工作全面深入的开展。合理的给排水设计对城市规划和建设发展具有深远的社会意义。
1.高层建筑给排水系统设计要点
由于高层建筑给排水系统的特殊性,层数多、高度大、功能广、结构复杂、并受各种外界条件的制约,使得其无论是在技术广度上还是在设计深度上都远远超过一般的建筑给排水。高层建筑的给排水工程的设计、施工、材料及管理方面都与低层建筑给排水工程不同。
1.1高层建筑给水热水消防系统静水压力大,如果只采用一个区供水,不仅影响使用,而且管道及配件容易被破坏。因此,供水必须进行合理的竖向分区,使静水压力降低,保证系统的安全运行。
1.2高层建筑给水系统的竖向分区,是根据规范要求各分区最低卫生器具给水配件处的静水压力不宜大于0.35Mpa的标准进行划分的,其供水方式多为下行上给式。
1.3高层建筑引发火灾的因素多。高层建筑的结构功能复杂,失火可能性较大,失火后也容易迅速蔓延,人员疏散困难。所以,必须设置安全可靠的室内消防给水系统,满足各类消防的需要,而且消防给水的设计应“立足自救”,方可保证即使扑灭火灾,也要防止重大事故发生。
1.4高层建筑的给排水量大。高层建筑给水排水设备的使用人数较多,瞬时的给水量和排水量,若发生停水和排水管道堵塞的事故,影响范围较大,所以必须具备安全可靠的水源,以及经济合理的给水排水系统形式,并妥善处理排水管道的通气问题,以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。
1.5高层建筑对防噪声、防震等要求较高,但室内管道及设备种类繁多、管线长、噪声源和震源多,必须考虑管道的防震、防沉降、防噪声、防水锤、防管道伸缩变位、防压力过高等措施。以保证管道不漏水,不损坏建筑结构及装饰,不影响周围环境,使系统安全运行。
1.6高层建筑给水系统的竖向分区,是根据规范要求各分区最低卫生器具给水配件处的静水压力不宜大于0.35Mpa的标准进行划分的,其供水方式多为下行上给式。
1.7住宅建筑室内排水系统是采用污水、废水分流还是采用污水、废水合流,应根据所在城市室外排水制度、市政主管部门的要求及是否有利于综合利用与处理要求来确定。
1.8当建筑物层数超过七层时应采用底层污水单独排放,以避免因排水管堵塞造成的一层泛水倒灌;
1.9地漏是排水管道系统中的一个重要附件,功能就是排除地面积水,设计选用高水封防臭地漏。
2.建筑给排水新型常用管材
在高层建筑给排水系统中,倘若输水管道出现锈蚀、阀门发生泄漏,将造成水资源的大量流失。目前,在我国城市街区内,许多公用水龙头、管道存在破裂、泄漏的现象。据相关统计,国内城市由于管道老化、破损而造成的水量流失,占管网供水的20%以上,水资源浪费现象严重。高层建筑在施工时,应采用新型材质的管道、设备,从而更加适应建筑的长期给排水需要。建筑给排水常用管材主要有以下三种:
2.1塑料管:塑料管是合成树脂加添加剂经熔融成型加工而成的制品。添加剂有增塑剂,稳定剂,填充剂,剂,着色剂,紫外线吸收剂,改性剂等。常用塑料管有:硬聚氯乙烯管(PVC-U),高密度聚乙烯管(PE-HD), 交联聚乙烯管(PE-X),无规共聚聚丙烯管(PP-R),聚丁烯管(PB),工程塑料丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。
2.2常用的金属管有:镀锌钢管、铜管、铸铁管。镀锌钢管的被取代既不意味金黄色属管被取代,也不意味镀锌钢管在整个建筑给水领域被取代。镀锌管由于价格低廉、性能优越、防火性能好、使用寿命长等优点,还将在消防给水系统,尤其是自动喷水灭火系统中应用。而塑料管(承压小)则不应在消防给水系统和生活-消防、生产-消防共有系统中应用。
2.3复合管包括衬铅管、衬胶管、玻璃钢管。复合管大多是由工作层(要求耐水腐蚀)支承层、保护层(要求耐腐蚀)组成。复合管一般以金属作支撑材料,内衬以环氧树脂和水泥为主,它的特点是重量轻、内壁光滑、阻力小、耐腐性能好;也有以高强软金属作支撑,而非金属管在内外两侧,如铝塑复合管,它的特点是管道内壁不会腐蚀结垢,保证水质;也有金属管在内侧,而非金属管在外侧,如塑覆铜管,这是利用塑料的导热性差起绝热保温和保护作用。
2.4根据金属的材料可分为:钢塑复合管;不锈钢-塑复合管,塑覆不锈钢管;塑覆铜管;铝塑复合管,交联铝塑复合管;衬塑铝合金管。
应该说复合管材是管径≥300mm以上给排水管道最理想的管材。它兼有金属管材强度大,刚性好和非金属管材耐腐蚀的优点。但它又是目前发展较缓慢的一种管材。
3.高层建筑节水措施.
3.1采用变频调速水泵供水方式
高层建筑通常采用水泵水箱联合供水方式,由水泵将水提升到高位水箱,再向下供水,为防止一些用水点超压,需设置减压装置,造成不必要的能耗,而由于电机的启动非常频繁,也会造成电能的大量浪费。设计中可以采用变频调速水泵直接向给水系统供水,采用调节速度的方式来调节流量,根据水量需要自动调节水泵电机转速,水量需要大时电机转速增大,需要小时电机转速减小,避免电机频繁启动,从根本上防止电能浪费。同时省去了水箱、水罐,减少了设备投资费用。
3.2使用优质管材、阀门
在建筑排水系统中,高层排水选用螺旋消声管材可以有效的减少竖向排水时所产生的噪音问题。住宅楼室内排水水平转换管及转换后管道采用具有良好的抗振柔性连接的铸铁管道系统,与传统的塑、钢产品相比,具有坚固、耐用、耐高温、低噪音、抗腐蚀、防火等功能。在建筑室外排水系统中,能够采用聚乙烯塑钢缠绕排水管,与传统的排水排污管道如混凝土管、陶瓷管等在诸多方面有优势。其作为一种新型钢塑复合重力自流管道产品,由钢塑复合的异型带材经螺旋缠绕焊接制成,其内壁光滑平整,具有高强度。该种管材具有耐腐蚀、密封性好、质量轻、安装简便、寿命长、可再生利用等优点。其采用不锈钢箍连接与电热熔带连接两种连接方式,简单可靠,达到零泄漏。
3.3使用节水型卫生器具,减少用水量及加压能耗,节水型卫生器具,其主要分为低流量与超流量两种,有着显著的节水效果,一套好的设备能够对水资源的节约产生非常大的作用。通过相关分析、调查,高层建筑若采用节水型卫生器具,相较于传统卫生器具,平均可节省32%的生活用水量。
3.4高层建筑位差的利用
在高层建筑中,用户的沐浴废水、盥洗废水均属于优质杂排水。因此,可将高层建筑上部的生活废水进行回收、过滤,将其存入特定的水箱中,用于建筑下方住户卫生间的冲刷、保洁或工程用水。为避免由于回收水量的不足而导致的供水中断,可在水箱的低位处设置浮球阀,当水箱的回收水量未达到供水标准时,可通过常规供水保证业主用水的连续性。
3.5开发中水系统
高层建筑的中水系统,是一种较为常用的水资源可持续利用装置,其是介于高层建筑上水、下水间的水资源处理、供给系统,通常可用在车辆的冲洗、园区的绿化、厕所的冲刷、道路的喷洒等。因此,从节能、节水的角度出发,高层建筑的排水系统可采用优质生活废水、粪便污水的分流体制,从而将业主用于洗菜、洗脸等方面的优质生活用水进行回收、过滤,当回收水质达到中等水质标准后,最后灌输至建筑的中水系统。中水回用既节省水资源,又减少城市供排水管网和处理设施的负荷,是解决缺水的一条有效途径。
3.6雨水的回收、利用
高层建筑的雨水储留供水系统,通过人工、自然的形式进行水资源的储备,经过简单的过滤,将其作为生活用水利用。可用于灌溉、洗车、绿化,值得注意的是,倘若雨水为酸性,应及时排除。
4 .结 语:
在高层建筑给排水系统设计中,我们要充分利用当代建筑的新材料、新设备及新工艺技术,使水资源不受破坏,减少污水排放量,保护环境,取得较好的社会效益和环境效益,建立节水型的社会,实现建筑给排水的环保设计目标。适应时代的需要,满足人们不断提高的生活品质要求。
参考文献:
[1]建筑给水排水设计规范——中国计划出版社
【关键词】高层;建筑;消防;给排水
高层消防给排水系统分为普通消火栓系统和自动喷水灭火系统两种。普通消火栓系统是室内管网向火场供水的,带有阀门的接口,为工厂、仓库尤其是高层建筑等室内固定消防设施,通常安装在消火栓箱内,与消防水带、水带接口和水枪等器材配套使用。减压型消防栓为其中一种。自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组件,以及管道、供水设备组成,并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。
1 高层消防给排水系统常见问题及解决方案
1.1 消防安全设计重视不足
与普通建筑相比,高层建筑更需要设计者将给排水系统与消防安全紧密联系在一起,从而使高层建筑消防安全得到保障。但很多设计者将普通建筑给排水系统理念与高层建筑给排水系统设计混为一谈,忽视了建筑给排水系统的安全消防功能,甚至有高层给排水系统未经消防审查就投入应用。这类高层建筑给排水消防设计是对高层建筑消防安全重视不足的表现,给人民群众的生命和财产安全带来隐患。
1.2 消防管网试压隐患
施工人员通常按照试漏检修和强度试验两个步骤对消防给水管网进行,然而诸多在管网强度试验和试漏检修方面的不规范,给消防排水系统的正常运行带来隐患。
1.3 消火栓系统减压阀的选择不当
消火栓系统减压阀对减轻消火栓栓口的静水压力过大造成消火栓的损坏有着重要作用。在实际设计中,消火栓系统减压阀的不当选择和设置,会给给排水系统的正常运转带来隐患,一旦发生火灾,给排水系统运转受阻,则导致火势蔓延,火灾情况恶化,给居民带来安全隐患。
2 高层消防给排水系统隐患解决方案
高层建筑与普通建筑存在诸多差别,然而部分设计人员的设计理念仍停留在原先的层面上,而且也缺乏足够的重视程度,没有考虑给排水系统布局的消防安全性,甚至个别高层建筑投入使用时还未经过消防审核及验收,这一切均存在严重的安全隐患,一旦发生火灾,其造成的损失往往无法估量。针对上述几点高层建筑给排水消防系统的常见问题,本文提出如下几点解决方案:(1)提高设计及施工人员的业务技能以及熟练程度,加强对相关设计施工规范,特别是GB50045-1995《高层民用建筑设计防火规范》的学习和应用。(2)设计人员多去施工现场进行实地考察,并及时与施工人员进行沟通,交换意见。同时在设计时尽量做到统筹全面考虑,并做到有效的检查与验收,从而避免设计失误的发生。(3)及时纠正设计及施工人员对于高层建筑给排水消防系统存在的错误认识,尽一切可能避免由于疏忽大意等低级错误错造成的不可逆转的损失。
3 高层建筑给排水消防设计关键技术
3.1 高层建筑普通消火栓系统设计
规范规定,每一层的室内消火栓应保证至少有两股水柱能同时到达任何区域。同时,按照规范规定和设计要求,当栓口静压大于0.5MPa时,设计人员需要在在需减压处布置减压装置,当超过1.0MPa时,则应该采用分区给水系统,从而控制栓口的静水压力,避免消火栓的损坏。公式(1)为消防栓栓口压力计算公式:Hxh=hd+Hq=ALQ2+Hq(1)式中:Hxh为消防栓栓口压力;hd为消防水龙带水头损失;Hq为消防水枪出口压力;A为水龙带截面面积;L为水龙带长度;Q为流量。此外,考虑到消防人员对水枪反作用力的承受能力,避免因水枪反作用力过大导致无法有效灭火的情况发生,《高层民用建筑设计防火规范》指出“经过消防训练的消防队员能够承受的水枪最大反作用力不应该超过20kg,一般不宜超过15kg”。设计中,笔者针对不同口径的水枪,选取相适应的喷嘴压力,使其在满足消防所需给水压力和出水流量的前提下,符合规范对于水枪最大反作用力方面的要求。根据规范,若市政给水管道或天然水源无法满足高层建筑所需的消防用水量,同时只有一条枝状消防进水管道,则大部分高层建筑应设消防水池进行二次加压。另外,从城市规划以及区域集中消防供水系统的角度而言,通常在区域内只设一个消防水池和加压泵房来满足该区域消防供水等方面的需求。
3.2 高层建筑自动喷水灭火系统设计
高层建筑给排水消防系统的重点自动喷水灭火系统设计的自动喷水灭火系统也是设计中一个重点,自动喷水系统是由传统的大流量水喷淋系统向小流量的细水雾系统的过渡,当满足灭火系统的启动条件时,喷头启动喷水,并且触发警报。该系统可以在一定程度上避免大量水流喷射对电器等设备造成的影响和损失,同时增强对火灾的探测能力。对于上述自动喷水灭火系统,研究人员通常从走道喷头布置、配水管入口减压设计、末端试水装置设置、信号阀设置、消防增压泵设置以及自喷供水时报警阀设置这几个方面进行分析和考虑。另外,还需要特别注意以下三点:(1)当自动喷水灭火系统中设有2个及以上报警阀组时,报警阀组前宜设换装供水管道。(2)喷头须设置于吊顶和顶板等容易接触由火灾产生的热气流同时又方便均匀布水的位置。若该位置附近有难以避免的障碍物,则按《自动喷水灭火系统设计规范》上喷头于障碍物距离的要求重新布置或增设喷头,从而补偿水量。(3)报警阀门安装前必须进行渗漏相关方面的实验,防止因渗漏导致无法准确报警。
自动喷水灭火系统对给消防安全带来极大的便利,它的设计可以分几部分进行分析。第一步,喷头的设计,按照相关的规定要求,喷头的数量不能超过 8 个,同时,在设计走道喷头时要在配水支管接出,以使走道内自喷配水管管径过大的问题得到解决。第二步,配水管入口的减压设计,在进行配水管入口的减压设计时,可在自动喷水灭火系统布置以后,对入口的水压进行计算,之后进行减压处理,同时也要考虑建筑高度以及水力损失。第三步,末端试水装置的设计,末端试水装置的型号要以试水接头出水口的流量系数为准,排水管要间接排放。第四步,信号阀的设计,在进行信号阀的设计时要将信号阀的位置放在报警阀的出口。第五步,消防增压泵的设置,在进行消防增压泵的设置时,可适当抬高水箱,增加增压设施,控制增压泵的扬程范围,保证增压泵的流量。第六步,自喷供水时报警阀的设置,在设计时,要使警铃处于公共通道或值班室的附近,以便及时引起消防安全人员的注意。
3.3 消防水泵房给排水设计
为了保证室内外消防用水量,就要有足够的消防储备水量,这就需要在高层建筑的合理位置设置消防水泵房和屋顶消防水箱。消防水泵房是以消防水池和增压水泵等设施为基础而设置的,为了保证室内外消防用水量,在生产、生活水量达到最大时,市政给水管道、进水管或天然水源不能满足室内外消防用水量和市政给水管道为支状或只有一条进水管,且室内外消防用水量之和大于 25L/s 的情况下就需要设计消防池。消防池的设计是作为在天然水源、市政给水管道消防用水的补充,
以便在天然水源、市政给水管道消防用水量不足时,能及时保证消防用水量。消防泵房的设置应注意:(1)为了保证消防池的水能够正常循环,减少死角,需要在消防水池中加设导流墙,从而使通过循环水泵的池水正常循环。(2)在对消防泵房的水泵选择时,要以提高效率、节约能源为宗旨,选择水泵,以提高水泵组综合运行的效果。
3 结语
本文从高层建筑给排水消防系统分类、高层建筑给排水消防系统常见问题和解决方案以及设计要点等方面对该问题进行了讨论,认为设计时没有考虑给排水系统布局的消防安全性是面临的主要问题,提出了高层建筑给排水消防设计的要点结合,并工程实例为今后高层建筑给排水消防设计提供了思路。
参考文献:
[1]何路林.高层建筑消防给排水设计规范相关研究[J].现代物业,2011(12).
[2]余沣.试论高层建筑给排水消防设计体会[J].中国科技博览,2012(27).
关键词:给水排水;高层建筑;设计
中图分类号:TU97 文献标识码: A 文章编号:
近年来,随着经济的快速增长,房地产市场繁荣发展,高层建筑不断涌现,高层建筑给水排水设计随着科学水平的不断提高,技术更先进,设备更完善、功能更齐全。它具有用水要求高、水流量大等特点,必须不断改进和提高高层建筑给水排水技术才能满足高层建筑的功能要求,确保给水排水系统的良好运转。
一、高层建筑给排水工程的特点
高层建筑一般具有高度大、层数多、振动源多、用水要求高、水流量大等特点,在建筑给水排水工程的设计、施工、材料等方面都要求较高。高层建筑给水排水工程与低层建筑给水排水工程相比,高层建筑给排水工程具有以下特点:
1、高层建筑生活给水和消防系统静水压力大,如果只采用一个区供水,不仅影响使用,而且管道及配件容易被破坏。因此,供水必须进行合理的竖向分区,使静水压力降低,保证系统的安全运行。
2、高层建筑引发火灾的因素多。高层建筑的结构功能复杂,失火可能性较大,失火后也容易迅速蔓延,人员疏散困难。所以,必须设置安全可靠的室内消防给水系统,满足各类消防的需要,而且消防给水的设计应“立足自救”,方可保证迅速扑灭初期火灾,防止重大事故发生。
3、高层建筑的给排水量大。高层建筑给水排水设备的使用人数较多,瞬时的给水量和排水量,若发生停水和排水管道堵塞的事故,影响范围较大,所以必须具备安全可靠的水源,以及经济合理的给水排水系统形式,并妥善处理排水管道的通气问题,以保证供水安全可靠、排水通畅和维护管理方便。
4、高层建筑对防噪声、防震等要求较高,但室内管道及设备种类繁多、管线长、噪声源和震源多,必须考虑管道的防震、防沉降、防噪声、防水锤、防管道伸缩变位、防压力过高等措施。以保证管道不漏水,不损坏建筑结构及装饰,不影响周围环境,使系统安全运行。
二、高层建筑给排水系统方案设计
1、给水系统的设计
高层建筑给水系统的设计中最为关键的是给水方式的选择,它直接关系到生活给水系统的使用质量和工程造价。根据《建筑给排水设计规范》中相关条文,高层民用建筑生活给水系统应竖向分区,且各分区最低卫生器具配水点处静水压力不宜大于0.45MPa;对于水压大于0.35MPa的入户管,宜设置减压阀。除此之外应该合理确定给水系统垂直分区,保证给水设备卫生器具的正常使用,避免压力过高,出现不必要的能量浪费。给水器材出水过猛,当启闭这些器材时易产生水击,使管网产生噪声、振动甚至管件破裂,致使卫生洁具给水零件容易破坏。(1)高位水箱供水。由于高层住宅消防要求在屋顶设置消防水箱,把生活用水箱和消防水箱合建可以节省投资,故较多的住宅都采用了这种方式。但由于水在水箱里停留时间较长,而且消防水管内的水是长期不流动的死水,难免不对水质产生影响。据国家有关部门对高位水箱的水质抽验,水质均不理想。所以采用水箱供水宜将生活水箱与消防水箱分开。为了保证供水的卫生要求,水箱出水还应经消毒设备消毒以克服二次污染。目前国内某些消毒设备质量并不十分理想,所以应考虑有备用量。
「呶凰箱供水方式包括水泵和水箱。该方式又可分并联供水式、串联供水式、减压水箱供水式、减压阀供水式。高位水箱的作用是存储调节本区的用水量和稳压。水箱内的水由设在泵房内的离心水泵供给。高位水箱给水方式具有以下优点:一是水箱内可储备一定水量,供水比较安全可靠;二是水压稳定;三是泵启动次数较少,效率较高;四是设备费和运营费较低。其主要缺点:一是水箱的设置占用了一些建筑面积;二是增加了高层建筑结构的复杂性,基建投资相对上升;三是水质较易受到污染;四是水箱进水时,产生噪音和振动。
(2)变频调速设备供水。其工作原理是在水泵出水口或管网末端安装压力传感器,将测定的压力值H转换成信号输入压力控制器,与控制器内根据用户需要设定的压力值H1比较,当H>H1时,控制器向调速器输入降低转速的控制的控制信号,使水泵降低转速,出水量减少;当HH1时,则向调速器输入提高转速的控制信号,使水泵转速提高,出水量增加。该供水方式取消了高位水箱,减少了一个水质可能受到污染的环节,水压稳定,供水可靠,能克服第一种供水方式不能满足顶层燃气热水器等对水压的要求的缺点,几个供水分区的设备可集中放置,方便管理,变频加压设备可配置气压罐及小流量泵,当用水量较小时,主泵可休眠,可依靠小流量泵或气压罐维持供水流量和压力,可用于市政管网压力较小的情况。
这种方式在我国使用的相当普遍,它的供水水质较好,造价低于水箱供水。但采用这种方式,一定要供电可靠,选用的设备可靠,否则会出现经常停水的现象。变频泵的流量应按设计秒流量选用。当采用小区集中供水时,要考虑分期建楼的变化,宜选用多台泵并联方式,且泵房还要留有余地。变频供水既节能又保证水质,笔者认为在条件具备的情况下,应首选此种供水方式。
(3)叠压设备供水。这种供水方式在八十年代曾被采用。其优点与第二种相同,不同之处是充分利用市政管网压力。其缺点是调节水量较少,在市网较长时间停水时不能满足用水要求。可用于市政管网压力较大,供水量全天大于用水量的情况,但该方式一般会影响其他地方供水,建议在限定条件下使用。2、高层建筑排水系统
(1)生活排水系统。生活排水采用粪便污水与洗涤废水合流排除,污水通过管道靠重力排至室外化粪池,经化粪池初步处理后排至市政污水管网。对于高层建筑的生活排水系统,设计方要考虑的是要如何解决水气混合两相流的问题,如果此问题解决不好,当瞬间形成大流量或水流速过大时,排水管道中的气压发生激烈变化,会形成正压喷溅或负压抽吸,对排水管系中卫生器具水封的稳定产生严重影响,导致排水管道系统不能正常工作。针对此情况,高层建筑的排水管道一般须设置专用通气立管。专用通气立管与排水管并列设置,专用通气立管的排水立管的上端可在最高层卫生器具上边缘或检查口以上与排水立管通气部分以斜三通连接,下端应在最低排水横支管以下与排水立管以斜三通连接。专用通气立管应每隔2层、主通气立管应每隔8~10层,设结合通气管与排水立管连接。结合通气管下端宜在排水横支管以下与排水立管以斜三通连接;上端可在卫生器具上边缘以上不小于0.15米处与通气立管以斜三通相接。
(2)雨水排水系统及空调冷凝水排水系统。屋面雨水采用内排水方式,由雨水斗收集,重力流方式经室内雨水管道排至室外雨水管网。地下车库屋面雨水采用明沟排水排至室外雨水管网。空调冷凝水由安装于放置空调室外机的隔板墙内的收集管收集,汇集后排至室外雨水管网。
(3)消防电梯井坑排水,车库集水坑排水的排除均采用潜污泵提升排至室外雨水管网。潜水排污泵的启闭由集水坑内的水位控制器控制,当集水坑集水水位达到启泵水位时,一台潜水泵启动排水,当水位达到报警水位时,两台潜水泵并联工作并报警至管理中心,当水位降至停泵水位时停泵,两台水泵互为备用,轮换启动并可手动启泵。
3、消防系统方案设计
高层建筑消防应立足于室内自救,建筑设计中应采用特殊的防火措施,严格执行国家和地方现行的消防与条例,并提交国家消防主管部门论证,灭火剂以水为主,其他灭火剂为辅。高层建筑消防给水系统主要有自动喷水灭火系统、消火栓灭火系统,火灾自动报警系统,另外还包括应急照明,疏散指示,气体灭火,水喷雾。高层建筑消防系统方案设计中应注意以下几个方面的设置:(1)正确设置消防水池及保证高层建筑两路供水。通常在高层建筑中,在市政供水不能满足消防用水量要求或市政为单路进水时,规范都要求设置消防水池。计算消防水池容积时,应将火灾延续时间内室内各消防用水量之和减去市政进水管的补水量。补水时间可按最长的火灾延续时间计。如果要考虑室外消防用水量或是则还需要补充相应的用水量。当设置生活、消防共用水池时,不能利用建筑物的本体结构做水池池壁以及池底,以防止生活水质污染。对此,《强制性条文》中已经明令禁止。同理,如果高层建筑屋顶设有生活、消防共用水箱,也应满足该要求。从消防水池接入水泵间的引入管应该保证不少于2根,如果在接入泵房前就将引入管汇合为一,对消防水池而言,仅为单路供水,存在供水的安全隐患。同时,从消防水泵接入各消防管网的供水管也应保证两路。(2)消防管网布置成环状。高层建筑中一般要求消火栓系统布置成环状管网,在某些大面积的建筑内,由于各方向均布置了消火栓和消防立管,此时我们可将底层与顶层的消防干管均连成水平环路,立面又形成以立管相连的竖直环路,这种立体管网对消防供水最为安全。可是对于某些条形建筑,设计中我们只要将管网竖向成环即可,不必刻意追求这种立体管网,如果强行将消防干管绕成环路,将人为的使系统复杂化,且无太大意义。(3)消防增压泵的设置。为保证《高层民用建筑设计防火规范》或《自动喷水灭火系统设计规范》要求的最高层消火栓或喷头的静压力值,在高位水箱的水位差不够的情况下,设计中我们一般在高位水箱处设置消防增压泵。首先,增压泵的流量要满足1股水柱或1个喷头的水量;其次,增压泵的扬程不宜过大。由于高位水箱消防水位与顶层消火栓或喷头已有一定的位差,规范要求的静压力值减去这个水位差就是增压泵的最小扬程,所以增压泵的扬程一般只需要几米足以满足要求。如果增压泵扬程选的过大,将导致下层管网承压过高,消火栓出口压力或是各层自喷配水干管入口处压力增大,均需采取减压措施,使消防系统复杂化。但是仅靠增压泵来满足消防静压要求也不合适,因为增压泵的运行由压力传感信号控制向消防系统不断打水以维持压力,水泵需要常年频繁启停,机件容易损坏。故在条件允许的情况下,与建筑协商适当抬高水箱位置,利用高位水箱稳压最为稳妥;建筑条件实在不允许时,设计选择带气压水罐的增压设施亦可。
三、结束语总之,要使高层建筑给排水系统投入使用后能够安全、稳妥、有效的运行,我们要不断优化设计体系,改善传统设计中不合理之处,加强施工管理,提高施工质量,进而完善建筑功能。此外,设计者还应当不断采用先进的科学、技术,不断提升创新能力,开发新型高效的排水系统。为了更好的完善高层建筑给排水系统设计体系,我们需要不断在实践中总结经验,并用创新的思维和全局的眼光去发现不足,进一步探索。
【参考文献】:
[1]唐艳勤;吴大群;浅谈高层建筑给排水系统[J].科技风,2010,(07):167.
【关键词】高层建筑;给排水;设计
随着人类社会步入21世纪,高层建筑逐渐体现出设施完善、技术先进、层数增多、功能齐全的特性,但是诸多优点的集中却增加了高层建筑实际的用水需求量,而层数多、高度大也为高层建筑的给水系统排水系统的设计提出了更多新的要求,只有懂得科学化设计,才能满足高层建筑的给排水需求。
一、高层建筑给排水分析
随着城市进入到高层建筑建设时代,高层建筑拔地而起,但是因为管理的缺失,使得高层建筑存在各种质量缺陷,尤其是给排水系统,如果在某一高层建筑兴建时,土建施工与给排水专业施工配合不够完善,设计不够缜密,使得在实际的施工中不仅浪费了大量的人力与物理,严重影响给排水工程施工质量与使用功能,同时降低了建筑结构承载力,久而久之就容易埋下安全隐患。在住宅设备中,给排水系统是最主要的组成部分,能否合理设计,对今后的日常使用、维护等都会产生直接影响,当人们需要提高饮用水标准、出现喝生水的习惯,在面对高级公寓、旅馆的卫生间等区域时,常常需要对“饮用水”的管道系统进行单独设置。如果饮用水需要经过深度处理,需要耗费大量的资金,所以,为了合理利用资金,满足节约用水的目的,就可以选择分质供水的方法,将“饮用水”系统单独设置出来[1]。另外,饮用水系统又分为开水与冷水系统两个类型;在排水立管中,污水的流动与一般的压力流以及重力流不同,属于一种极不稳定的气-水两相流。在高层建筑设计中,因为排水立管的流速高、管长、水量大,往往会引起内部的气压波动,导致水塞的出现,破坏水封或者是出现卫生器溢水,最终污染室内环境。无论是站在理论角度,还是实践角度:高层建筑本身排水系统功能的优劣,排水管道通气系统是否能合理设计,直接关系其低能耗、高效、优质的运行,除开必要的合理方案设计之外,安装质量也是非常关键的环节。
二、高层建筑给排水设计
(一)合理选择给水管道设备
一般来说,传统模式下的高层建筑给水管道都是采用热镀锌钢管,但是很容易生锈,难以满足生活用水的卫生指标,所以,在设计中最好能考虑金属复合、塑料等给水管。相比金属管道,复合管、塑料管给水质量更轻,所遇到的阻碍更少,具备高强度的耐压强度,不容易腐蚀,使用寿命长。所以,在管材选择上一定要从安装、温度、压力、使用环境等方面来考虑技术经济,同时结合建筑档次以及业主的实际情况比较后确定其材料[2]。
(二)确定给水方式
在国内外建筑设计中,常常使用高位水箱、气压水罐等设备,这也是国外高层建筑给水系统中最普遍使用的形式之一。在国内,最常用的高层建筑给水方式有气压罐给水、减压分区给水、低位调节水箱扁平泵给水、高位水箱给水等方式。一般来说,减压分区给水方式是依靠减压水箱和减压阀来达到给水减压的目的,其设备与管道相对简单,成本花费较低,但是存在较大的供水面压力,需要过多的消耗能源;气压罐给水方式可以通过气压罐与气压罐减压阀的并联给水来实现,都不需要高位水箱的设置,不会占据上部建筑面积,但是其本身贮水量偏少,且需要频繁启动水泵,花费大量的资金,一般都会配合其余的给水方式。
最近几年,国内最常使用的给水方式是无水箱的叠压直接给水,这类给水方式效果明显,可以合理地利用市政水压,有利于能源的节约,其水泵的出水量也可以根据实际的管网用水量进行合理地调整,将变流量供水的效果实现。在选择高层建筑供水方式时,也是供水设备的确定过程,需要考虑到经济、安全、技术先进的给水系统。
(三)给水竖向分区
沿着建筑物的垂直方向,给水分区划分成为若干个合理的供水区域,每一个供水区域都能够承担单独的供水系统。在设计给水系统时,确定给水竖向分区是最基本的环节,其能够合理进行,直接关系到给水系统的运行、使用、管理、维修以及效果。如果分区过大,会增加下层的压力,给用户的实际用水带来不利的影响,另外还会损坏管材,产生回流污染和水锤噪声;如果分区过小,则会增加供水分区的数量,增加给水系统的设备、管道、维护管理等。
三、高层建筑给排水系统设计实例
**综合楼属于住宅、商场、餐饮于一体的大楼,其3-28层为住宅区,总高度为94.5m,总建筑面积达到125000m2。
(一)给水系统
在给水系统中:市政供水的压力强度为0.4MPa,为了将市政水压充分利用起来,在地下的1-6层采取的市政压力直接工行随的方式;在7层之上选择两套扁平设备供水系统分区;在7-18层选择低区扁平设备供水;其中,在经过调试之后,7-12层选择减压阀调试之后供水;19-28层选择高区扁平设备供水;其中19-24层依然选择通过减压阀调试之后再进行供水。整个住宅区共624户居民,日用水量最高达到655m3,设置有150m3的生活水池,并将其分为两个可以独立使用,容积基本相同的格子[3]。
在水池中,泄空管接出位置在吸水坑底,排入泵房集水井之中。但有人提出这样违反了出口处不应该被任何的杂质或者是液体淹没的规定。如果如果硬要套用《建筑给排水设计规范》内的规定,这样子的设计是有问题。但是如此设计,只要配合上足够安全的措施就能够实施下去。如,集水井潜水泵本身的排水能力必须超过水池进水管的实际流量、水池溢流水位报警并将水管上的电动阀关闭或者是选择具有三重保险作用的电动浮球阀用作进水阀。通过这样的安全处理,完全可以做到集水井水位不会超过水池底的排水管,就能满足实际的设计与应用要求。
(二)排水系统
本工程污、废水采用合流制,室内污、废水经化粪池处理后排入市政污水管网;二层餐饮场所的废水经格油池处理后排入室外污水管网;地下室废水采用潜水泵提升至室外污水管网。
第一,优化集水井的设计。一般来说,消防电梯旁边要设一个独立的消防集水井,本工程地下室没有人防工程,如果在消防电梯旁设集水井,结构上必然要降低电梯筒的大承台,那样会增加一定的造价,所以,可以将该井移到车库内与车库集水井共用。第二,卫生间与厨房分设废水立管的问题。在《住宅建筑规范》中规定,住宅厨房和卫生间的排水立管应分别设置。但在该工程中最普遍的做法是立管一到转换层后,两种管道就合并了。第三,底部横支管与立管连接的问题通常的做法就是:底部两层增设单独的排水立管,并设伸顶通气,或者增大立管管径不设伸顶通气。但是如此不仅欠缺美观性,而且造价偏高。而在底部厨房的排水支管上增设排水止回阀,该支管设于厨柜内方便检修。
四、结语
一直以来,高层建筑给排水设计都是关键的研究内容。设计的好坏不仅会对后续的施工质量产生影响,摒弃对房屋整体的质量安全都会产生影响。所以,为了满足消费者需求,能够让其享受到“完美”的住房,就需要严把给排水关,避免出现时候纠纷的尴尬。
参考文献
[1]邹俊伟.高层建筑给排水的设计与施工初探[J].中华民居(下旬刊),2013,05:19-20.
[关键词]高层建筑;给排水消防设计;关键技术;
文章编号:2095-4085 (2015) 03-0034-03
在高层建筑设计过程中,给排水消防系统的设计属于重要的组成部分,其安全性与合理性与否,同居民的生命财产安全和建筑功能的发挥具有密切相关性,因此,关注高层建筑的给排水设计显得非常重要和必要。但是往往相关设计工作者在设计过程中,受思维局限性等相关因素的影响,使得设计存在或多或少的漏洞,进而对人们的生命财产安全和系统的正常运行产生了严重的影响。下面笔者讲结合自身工作经验,对相关事项和要求进行探讨分析,为后期的高层建筑给排水系统设计提供一定的参考依据。
1 高层建筑给排水消防设计的相关要求
1.1 给水系统的设计要求
在高层建筑给水系统设计过程中,所涉及的相关要求主要包括了以下几个方面:一是楼层过高的情况下自然就会增加救火难度,因此在设计中必须设计自救方式,帮助人们脱困;二是将水尽可能的作为主要灭火工具,其它辅助灭火工具兼顾;三是以建筑的实际高度为依据对相应的消防设施予以配置。
1.2 排水系统的设计要求
将火灾发生率最小化;在火灾发生的情况下,尽快将灭火产生的水排除,以此来降低建筑设施和建筑主体的损失是设计排水系统时所要遵循的主要原则。因此也就对设计提出了具体的要求,主要为以下几个方面:一是将建筑雨水管道同样视为排水管道,对雨水管采取相关返溢措施;二是针对消防排水泵进行安全保护措施的设计,避免水泵电机因排水进入发生短路现象,进而对排水系统的运行造成影响;三是将专用排水管道设置于建筑重点消防区域;四是严格区分各个消防分区的排水,避免排水之间的相互流通;五是充分考虑上层水的渗漏情况,做好上层楼和地下室的排水预防工作,避免损坏建筑物基础。
2 高层建筑给排水设计中的相关问题
2.1 自动灭火系统方面
在建筑消防中,自动喷水灭火系统起到的作用是自动启动喷水系统浇灭建筑内的火灾。但是在实际设计过程中,并未明确区分有吊顶和无吊顶建筑的自动喷水灭火系统装置设计,这样就导致了在火灾发生的情况下,地点与喷淋头距离相差甚远,进而使得火情无法及时或者是根本不能自动感应,亦或是喷淋射程与实际距离相差甚远,进而导致火情蔓延,造成无法控制的局面。还有就是相关设计者在设计中未按照相关规范设计,使得自动喷水灭火系统在火灾发生的情况下虽然发出了警报,但是消防工作者却不能第一时间知道,进而延误,使得火灾发展到无法控制的局面。
2.2 灭火栓系统的设计方面
减压阀在整个灭火栓系统的设计过程中所起到的作用是分区集中供水,进而使消防栓供水压力得到很好的满足,保证不同火灾发生区域消防管道的水压均能达到要求。实际设计过程中,设计者并未重视减压阀型号的选择,导致了减压阀选择的随意性,进而使消防管道和减压阀型号不相匹,并出现渗水和漏水的情况,最终对整个系统功能的正常发挥造成严重影响。
2.3 设计理念方便
目前部分设计者在设计高层建筑给排水系统的时候,在设计理念上依旧选择是一般性建筑设计理念,这样就使得高层建筑在实际应用过程中出现了诸多的问题,进而对给排水系统的正常运行造成了严重的影响,尤其是在发生火灾的情况下,由于系统运行障碍导致火情的蔓延,进而对广大人民群众的生命财产安全造成严重威胁。
2.4 给水管网试压方面
通常情况下管网试压必须严格遵照相关标准进行,其中管网的强度试验和水管网的试漏检修是试压主要内容。然而这两点往往是设计工作者最容易忽视的问题,甚至在设计中并未对管网试压做硬性规定,进而导致火灾发生时管网压力不足或者是渗漏,对水管网的功能发挥造成严重的影响。
3 高层建筑给排水消防设计中的关键技术分析
3.1 消防供水技术
用水量是高层建筑给水设计中所要考虑的主要问题,具体的供水量必须以建筑物的实际情况进行计算,相关规范为依据,将3h视为一般火灾延续时间,对于一类建筑来说,室内消防用水量为40 L/s,室外为30 L/s。要想以上需求得以满足,同时将死角消防水池减少,就必须设置循环水泵和导流墙。为了将投资缩减,同时促进管理,则将公用消防水池设置于高层建筑群,并将加压泵设置于建筑群中心。同时将中转输水箱设置于每一个避难层,将变频加压供水系统每隔两个避难层进行一次布设,对于楼层较高且水压稳定的酒店可以布设屋顶水箱重力供水箱。保证串联供水满足消防车的供水需求,当消防栓系统不在消防车供水范围的情况下则将水泵接合器设置。为了促进排水系统的正常运行,可在消防水泵房内设置给水泄压阀。
3.2 消防水泵房设计技术
在储备消防水源的时候消防水池是最为常见的选择,当高层建筑有火灾发生的情况下,则用水需求量增加是毋庸置疑的,因此为了避免给水管道分散、进水管道单一和供水量不足等情况造成的火势蔓延,选择消防水池作为供水方则是最佳的选择。消防泵房的设计,必须注意以下几个方面的问题:一是重视消防水泵的选择,尽可能小功率,在节约能源的同时,也能够促进水泵系统的运行,并保障并联操作。二是调整水泵速度,促进水泵运行效率的加快,并针对消防泵设计防超压,确保水泵正常、完好的运行。三是当消防泵房面积不大的情况下,布设消防泵房时,必须将控制箱的摆放位置预留,同时和电气专业协调,在与电气专业相关要求相吻合的同时,也保证消防泵出管、湿式报警阀与消防泵房不冲突。
3.3 消防排水技术
对排水量进行粗略的评估,大约占到了用水量的,在布设排水管的时候,假如与其它管道必须交叉,则必须遵循有压管避让无压管的原则,将给水管下穿与排水管下,切与风管紧贴,经电气管下部绕行。通常情况下地下室是一般高层建筑设置消防水泵的主要区域,要想将地下窒积水有效的排出,可借助污废水泵共同作用,亦或是将明沟、集水坑、集水池和地漏设于水泵房。将低于基坑的排水集水池设置于消防电梯井基坑附近,并且在设计过程中要充分考虑基坑和集水池间的预埋排水管情况。同时将备用泵设备配备于消防电梯排水泵,选择消防电源,并将挡水设施设置于电梯门口。
3.4 自动喷水灭火系统的设计
这是高层建筑消防设计中的重中之重,设计中必须注意以下几点:一是依照相关规定将合理的喷淋头安装位置及其数量确定,并进行相关试验,避免喷淋头故障对火灾救援产生严重影响;二是针对喷淋头水管入口进行减压设计,在考虑给水管水利损失和高度的情况下,准确计算水泵扬程,之后再以此为基础将给水管连接处的压力明确,压力过大的情况下将减压阀门安装,防止损坏喷淋头;三是设计喷淋头末端试水装置,在依据相关规定的基础上检测接口出水口流量,之后将自喷末端型号确定,排水管在设计上采取间接排放,避免水道气体进入室内;四是在出口处设计报警信号阀,保证信息传递的畅通。
3.5 消火栓的设计
通常消火栓系统主要包括了消防水枪、水带接口、消防水带、消火栓箱和消火栓几个部分,再进行消防电梯前室设计时,必须保证启动后水柱能达到电梯室,并且将减压装置设置,避免静水压力过大损坏消火栓。在静水压力超过0.8 Mpa的情况下,则将分区给水系统采用,在压力超过0.5 Mpa的情况下则安装减压装置。
4 结 语
通过以上探讨,我们了解到设计高层建筑消防给排水系统具有系统性和复杂性的特点,同时也与人们的生命财产安全息息相关,因此作为相关设计者,必须掌握相关规范要求和知识,与高层建筑结构和空间实际情况紧密结合,保证消防设施的充足,并且在设置上具有安全性、合理性和科学性,这样才能够保证人民的生命财产安全。
参考文献:
[1]何路林,高层建筑消防给排水设计规范相关研究[J].现代物业.2011,10(7):198-199.
[2]漆明,试论高层建筑给排水消防设计常见问题及改善措施[J].城市建设理论研究(电子版),2012( 27).
【关键词】高层建筑;给排水设计;节能措施
引言
作为建筑工程的重要组成部分,做好节能节水设计,是提高建筑的经济效益,节约水资源及能源的关键环节,。目前在设计过程中,对于节能和节水的设计还不够重视,还存在着许多不合理之处,不仅浪费能源,也会造成一定的经济损失,所以需要强化给排水设计人员的节能意识,在设计工作中将节能和节水设计放在重要的位置,提高能源的利用效率,促进资源的可持续发展。
1、建筑给排水节能设计的思路
1.1对供水进行合理分区以及选择合适的供水系统,在实用要求满足的条件下,可以充分利用市政压力供水压力,做仔细的计算,避免不同系统及分区串连设置。比如在高位水箱供水方式中,生活给水与消防用水压力不同,并立设置则必须分区减压,会造成压力的浪费。
设计中应依次考虑循环水系统、分质供水系统、然后尽可能的考虑水的循环使用系统设计。
1.2热水系统选择
由于热水的制备占热水系统的能耗85%以上,因此热水系统的选择十分重要。首先是热源的选择,如采用燃气热水锅炉或太阳能热水锅炉;然后是热水系统的合理设计,如提高给水温度、减少热水耗量、采用高效能保温材料、提高水加热器的传热效率等。合理地选择热源可以从根本上减少能源的消耗,而热水系统的合理设计则优化了节能管理的实际操作。
1.3排水系统考虑
在设置方面应根据经济及技术分析确定使用分流制或合流制排水系统,并设计不同的管道。最后考虑雨水利用系统的设计。
一般说来,民用建筑生活污水与雨水应分流排放;工业建筑生产废水和污水污染较轻,可与雨水合流排放,生产污水污染严重,应单独收集处理 。
1.4综合节能系统功能的实用性与使用的舒适性
建筑给排水的节能设计目的在于节能,需要充分考虑实用性,并应该充分估计到可能带来的各种问题,比如管道污染、消耗能源、及产生的噪声污染等问题。
在考虑到实用性以后,还要兼顾居民的使用和居住的舒适性,以及居民的生活习惯,将节能设计做到更加人性化。在满足广大居民的需求的同时,尽量做到低成本,以便居民能够承受[2]。
2、高层建筑给排水系统的节能设计
高层建筑是人群密集活动区,除特殊的商用高层之外,考虑最多的还是生活给排水系统。如果是工业区高层建筑、或者其他商用高层,则应该考虑卫生器具给排水、设备机房降温给排水、清通气设备给排水、车库洗车给排水等。
在不影响建筑使用功能的前提下,均根据需要设计安全科学的给排水系统。在设计以及材料上进行节能减排有利于我国高层建筑的绿色发展。
2.1分区给水
针对高层建筑消防系统静水压力大、管道和配件容易损坏等特点,供水应当采用多个竖向分区,以便减弱静水压力,确保供水系统的安全稳定。
给排水分区给水设计规范规定建筑高度小于100m的建筑给水系统中,宜采用分区并联供水或分区减压的供水方式。借助市政管网余压实现分区给水二者相互搭配,分区并联的供水方式,可以节省25%-40%的水资源,促进节能减排。
另外,对于各分区最低层配水点,静水压仍很高。卫生器具的实际出水流量将会是额定流量的4~5倍。不仅浪费水量、且易产生水击、噪声和振动,致使管件损坏、破裂。有效措施是控制配水点的出水压力、增加节流孔板等减压设施来避免部分供水点超压。
2.2中水系统
中水回用处理工艺采用生物--物化组合流程还是物化流程,需据中水水质、水量及回用水质要求等因素结合技术经济比较后确定。一般情况中水系统设置可使高层建筑水资源消耗降低40%左右,有利于降低水资源消耗保证水资源的可持续开发。
但是,中水回用于住宅和建筑小区时,是否公众健康有潜在的危险?而且系统造价和维护的成本也会随之提高,均需要在设计中进行综合考虑。
2.3变频水泵,控制计量
目前的高层建筑虽然设置了计量水表,但缺乏编程和自动控制功能,从而存在严重的浪费水资源现象。变频水泵在实际运行过程中可以将变频调速技术、可编程序控制技术、水位显示控制技术、压力传感技术等综合起来运用,实现自动调节和供水,可节电20%、节水9%以上。
理论上恒压变频供水保证出水压力不变,根据用水量变频供水,既可以有效的避免电机频繁启动而造成的电能浪费,又保证水泵软启动(对电网电压冲击不大),延长了水泵寿命。省去了水罐和水箱,减少了设备的投资及二次污染。
实际设计中,应合理设置运行及系统自检程序,避免故障误报。如水泵在自动切换时(卸载或加载时)供水会出现短暂的低压,元件老化使反馈时间延长等。应安排各台水泵自动轮换使用,即最先投入使用的水泵最早退出运行,使各台水泵寿命均等,保证系统的可靠性。
2.4设置热水干管或支管回水系统
在干管循环的方式中,由于支管过多,浪费的水量和电能比较大。根据建筑性质、标准、地区经济条件等具体情况,在高层建筑的给排水系统中应该设置热水干管或支管回水系统,节能效果相当于高层建筑的15%。
2.5充分利用自然水源,使用节水器具及设备
高层建筑的给排水节能设计可以充分利用自然水源,在设计时,可以将天然雨水等收集起来加以储存用于浇灌绿色植物或者冲洗建筑等,避免浪费洁净的地下水资源。
在使用节水洁具及设备时要严格的按照国家标准,避免造成二次浪费。在管道设备方面,应谨慎选择管道及设备材质,采用节水设备,有效的减少内管网的跑冒滴漏。如镀锌钢管容易生锈从而导致水质污染及渗漏,若采用不锈钢管、钢塑复合管 、PVC-U管、PP-R管则可有效避免上述问题。
卫生节具方面,双冲洗量坐便器、气动式和真空式大便器、充气或泡沫口水咀、脚踏开关淋浴器、节水延时自闭冲洗阀等节水器材的使用可以大大的降低水资源的浪费[3]。
2.6高层建筑的其他节能优化措施
我国大力倡导使用新能源,既可以保护有限的传统能源,充分利用新能源促进经济的发展,又能够减少污染,保护环境的可持续发展。在我国新能源中,太阳能和风能是比较常用的,我国处于温带大陆,日照充足,太阳能丰富,因此可以充分利用太阳能;风能在我国西北部利用的较多。充分利用太阳能、风能等新能源降低给排水系统的电能消耗的有效途径。
现实生活中我们经常会采用PVC管材,同时也取得了诸多成功经验。高层建筑在设计给排水时,应首先考虑到给排水管的材质问题,我国目前生产的给排水PVC管材公称压力达1.6Mpa,粗糙系数在0.008-0.009之间,使用寿命可达50年,是普通铸铁管的1.5倍以上,综合节能达到35%左右。
结束语
今天,能源的消耗还在不断的增长,由于能源的不可再生,在各项设计时注重节能要求,将有利于城市的发展。在方案优化设计中,应充分考虑提高系统的运行效率,尽可能的采用新能源及新技术,避免资源浪费。
参考文献
[1]刘维禄;刘益鑫.高层建筑给排水消防设计探讨[J].江西化工.2011(01):13-14.