高层建筑给排水消防设计关键技术

诸钱芬

江苏华新城市规划市政设计研究院有限公司 江苏 连云港 222000

高层建筑火灾具有快速蔓延、高温高热、疏散困难和系统瘫痪的特点。这些特点给消防救援工作提出了更高的要求，在高层建筑的设计、建设和管理过程中，应注重火灾防控措施的完善，并加强居民、员工的火灾防护意识和安全培训，以减少火灾的发生和最小化火灾对人员和建筑物的危害。只有全面考虑高层建筑的特点和需求，科学合理地设计和布置消防系统，才能有效应对火灾风险，保障人员生命财产的安全。

1 高层建筑火灾的特点

1.1 快速蔓延

高层建筑火灾对于消防工作来说是一种极具挑战性的事件。由于其特殊的建筑结构和高度，火势往往以迅猛的姿态蔓延，并快速从一层向更高的楼层扩散。这种迅速蔓延的火势不仅增加了火灾的威胁范围，也给疏散和灭火工作带来了更大的困难。高层建筑火灾蔓延迅速的主要原因之一是建筑内部的垂直通道。电梯井、楼梯井、风道等都是火势上升的通道，火焰可以沿着这些通道迅速向上蔓延，进而影响更多的楼层。这样的蔓延方式使火势更加迅猛且难以控制，给救援工作带来了极大的困难。此外，高层建筑火灾的扑救和疏散工作也因其特殊性而变得更加困难。在火势迅猛蔓延的情况下，逃生通道可能很快被火焰封锁，使得大量的人员无法迅速撤离。高楼层的疏散也需要更长的时间和更高的技术要求，增加了救援工作的难度。为了应对高层建筑火灾的挑战，需要采取一系列的防范措施和应急预案。首先，高层建筑的建设应严格按照消防安全标准进行，包括合理设置疏散通道和灭火设备，以及使用防火建材。建筑内部的火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统也是必不可少的，可以及时发现和控制火灾。加强对高层建筑消防设施的日常维护和检修也是十分重要的。

1.2 高温高热

高层建筑火灾对人员和建筑物的威胁非常大，这主要是因为火灾的温度和热辐射强度往往非常高。高层建筑火灾发生后，由于空间狭小，氧气供应充足，火焰温度往往会非常高。火场内的温度可以迅速升高，使得火势更加猛烈。在高层建筑中，火灾的蔓延速度非常快，短时间内就可以导致整个楼层失火。火势猛烈的情况下，逃生通道也十分危险，给被困人员的逃生增加了难度。火灾释放出大量的热辐射，这会导致附近物体、结构和人员的快速燃烧和热损伤。热辐射是指火灾热量以电磁波的形式向四周传播，它能够远距离照射到周围的物体和人员上。热辐射的强度与火源的温度和距离有关，距离越近、温度越高，受到的热辐射就越强。当高层建筑火灾发生时，热辐射往往会导致楼层内的家具、装饰物等迅速燃烧，甚至引发火势进一步扩大。同时，人员也会受到热辐射的影响，导致烧伤和其他热损伤。因此，面对高层建筑火灾，必须高度重视其温度和热辐射强度[1]。在火灾前，应加强火灾预防措施，提升建筑的火灾安全防护能力；在火灾发生时，应尽快报警和灭火，并确保逃生通道的畅通；在火场中，人员应佩戴防护装备，尽量减少热辐射对身体的伤害。只有全面加强火灾防控工作，才能有效减少高层建筑火灾造成的损失，保障人员的生命安全。

1.3 疏散困难

在高层建筑中，为了确保人员的安全疏散，必须采取一系列有效的措施。首先，建筑设计者应将疏散通道作为优先考虑的因素。楼梯、走道和通道应合理布置，宽敞明亮，且符合建筑安全标准。其次，在高层建筑内应设置足够数量的消防通道，并且要保证它们始终保持畅通无阻。定期进行消防检查和演练，检查和清理疏散通道中的烟雾探测器、喷淋头等设备。此外，高层建筑内的疏散通道应标明明确的疏散指示牌和标志，以便人们在火灾发生时能够快速找到并按照指示逃生。同时，建筑内应设置紧急避难间和安全出口，以供人们在火灾发生时临时避难和疏散。安全出口应配备紧急疏散设施，例如安全楼梯、跳楼救生绳等，以方便人们在火灾情况下迅速逃生。高层建筑的居民和办公人员应定期参加火灾疏散演练。这样可以让他们熟悉疏散通道的位置和逃生路线，并掌握正确的疏散方法。在火灾发生时，居民和办公人员应冷静应对，迅速采取逃生行动，尽量避免使用电梯等有可能发生故障的设备。高层建筑的火灾疏散是一项重要而复杂的任务。要确保人员的安全，建筑设计者应优先考虑疏散通道的设置，建筑内的疏散通道应保持畅通无阻，且配备明确的疏散指示牌和标志。居民和办公人员也应加强火灾疏散意识，定期参加演练，掌握正确的逃生方法。只有通过共同努力，我们才能确保高层建筑火灾时的及时疏散和人员安全[2]。

1.4 系统瘫痪

高层建筑火灾是一种极具危害性的灾害事件，其所带来的后果十分严重。在火灾发生的瞬间，会出现电力、供水、通风等系统的瘫痪现象。这主要是由于火灾会引发电线短路、水管破裂等问题，进而导致这些系统的正常运行受到阻断。火灾往往会引发电力系统的瘫痪。在火势蔓延时，电线可能会被烧断或短路，导致电力供应中断。一旦电力系统停止工作，整个高层建筑内的照明、电梯、消防设备等关键设施将无法正常运行，这会严重妨碍火灾扑救和疏散工作的进行。火灾还可能导致供水系统的瘫痪。在火灾中，水管可能会被破坏或断裂，进而造成水源中断。此时，建筑内的消防水带和喷淋系统将无法正常使用，使得灭火工作受到巨大阻碍。同时，一旦供水中断，高层建筑内的居民将无法获得足够的水源，加剧了火灾蔓延的风险火灾还会对通风系统造成影响，进而使烟雾和火灾产生的热量无法得到有效排除。通风系统在高层建筑中扮演着重要的角色，它能够保持室内空气的流通，并排除有害气体。然而，在火灾发生时，烟雾和热量可能堵塞通风管道，阻断了室内空气的正常流通。这不仅使得火灾蔓延更加迅速，也增加了疏散通道被烟雾阻断的可能性，给人员的疏散带来重大困难。高层建筑火灾所带来的危害不仅仅是火势本身，更包括了建筑内部系统的瘫痪。为了减少这些瘫痪现象的发生，我们需要加强火灾预防意识，加强火灾设施的维护和管理，提高建筑内部系统的自动监测和控制能力，以及增强疏散通道的设计和建设。只有这样，我们才能有效预防和应对高层建筑火灾带来的严重后果。

2 高层建筑给排水消防设计问题分析

2.1 自动系统不合理

自动消防系统是高层建筑的主要灭火手段，包括自动喷水灭火系统和自动报警系统。然而，一些高层建筑的自动系统设计存在不合理之处。一些高层建筑自动系统的设计未充分考虑建筑结构和布局的特点。因此，在某些区域，如楼道、走廊等可能存在喷头遮挡、喷洒距离不足等问题，影响了系统的正常运行。一些自动消防系统缺乏系统检测和容错机制。当出现故障或异常情况时，系统无法及时发现和报警，延误了火灾的扑救时机。自动喷水灭火系统的供水需求计算是确保消防系统有效运行的关键[3]。然而，一些设计中缺乏准确的供水需求计算或未考虑到消防水源供水压力等因素，导致系统供水不足，影响了灭火效果。

2.2 试压作用并未发挥

给排水管道试压是保证消防系统连通性和安全性的重要环节。但就部门高层建筑的试压情况看，其作用未能充分发挥。在建设过程中，一些高层建筑的给排水管道试压施工存在不规范的情况。例如，试压方法、试压时间、试压压力等没有按照规范要求执行，导致管道存在漏水等问题，影响了系统的正常使用。一些高层建筑在设计时未能选择合适的管道材质，使得管道在试压过程中容易出现破损或泄漏。例如，使用低质量的管材或未经过适当的材料检测，容易出现管道老化、腐蚀等问题。

2.3 消防水箱设置不科学

消防水箱是高层建筑消防系统中的重要部分，用于提供消防用水。然而，部分高层建筑的消防水箱设置存在不科学之处。一些高层建筑的消防水箱容积设计不合理，无法满足系统供水的需要。过小的水箱容积导致消防用水不足，影响了灭火效果和灭火持续时间。一些高层建筑在使用中未能及时进行消防水箱的维护和清洗工作。这可能导致水箱内部水质恶化，沉积物和污垢堆积，影响供水质量和系统稳定性。此外，消防水箱的安装位置未能考虑到供水管道的压力和水流量等因素，使得供水无法满足系统需求。

2.4 消火栓设计不当

消火栓是高层建筑消防系统中的重要设施，用于提供灭火用水。然而，一些高层建筑的消火栓设计存在问题。部分高层建筑的消火栓布置位置不合理，如布置密度不足，覆盖范围不全等。这导致在火灾发生时，人员无法及时找到和使用消火栓，延误了灭火时机。一些消火栓的布置位置较为隐蔽，没有明显标识或标识不清晰，使得在紧急情况下人员无法迅速发现和使用消火栓。消火栓是消防系统的关键设备，需要定期维护和检查。然而，一些高层建筑的消火栓维护不及时，导致消火栓堵塞、漏水等问题，影响了消防供水的稳定性和效果。消火栓故障报警系统是及时发现和报警消火栓故障的重要手段[4]。然而，一些高层建筑的消火栓故障报警系统不完善，缺乏监测和报警机制，无法及时发现消火栓故障，给消防供水带来隐患。

3 高层建筑给排水消防设计关键技术

3.1 消防水泵房和水池设计技术

消防水泵房和水池是高层建筑消防系统的核心部分，提供消防用水的重要设施。在设计水泵房和水池时，应根据高层建筑的规模和消防需求，合理选择水泵房的位置和布局。同时，还应考虑水泵房的防火和通风设计，确保水泵设备安全运行。水池的容量设计应充分考虑高层建筑消防系统的供水需求，确保水池能够提供足够的消防用水，并考虑备用水池的设置，以应对紧急情况和漏水等影响。高层建筑消防水池的水质管理关键技术包括定期清洗、消毒和监测工作，确保供水的卫生安全和水质稳定。

3.2 消防栓布局设计技术

消防栓是高层建筑消防系统中的关键设备，其位置的选择十分重要。通常，消防栓被布置在易于发现和使用的地方，如楼道和公共区域。布置密度应根据高层建筑的规模、楼层数以及疏散距离等因素来进行合理计算。确保每个区域都有足够的消防栓，以方便灭火需要。为了确保消防栓在火灾发生时能够迅速被发现和使用，需要在其上标明清晰的标识。这样可以确保疏散人员能够迅速找到消防栓，从而进行有效的灭火措施。在设计消防栓时，还需要考虑到防冻措施。在低温环境下，消防栓的管道和阀门可能会被冻结，导致无法正常使用。为了避免这种情况的发生，需要采取相应的措施，如加热、保温等，以确保消防栓在任何环境下都能够正常运行。消防栓与水源之间的连接管道和阀门的设计也需要合理布置。这样可以保证消防水源供水的稳定性，并且阀门的操作也应该方便可靠。只有在火灾发生时，这些阀门能够迅速打开，从而提供足够的灭火用水。同时，还应注意管道的保护和养护，确保其畅通无阻。消防栓作为高层建筑消防系统中不可或缺的一部分，其位置选择、标识、防冻和连接管道等设计都十分重要[5]。

3.3 自动喷水灭火设计技术

自动喷水灭火系统是高层建筑的主要灭火手段之一。在设计自动喷水灭火系统时，喷头的选择应根据高层建筑的火灾风险、布局、人员密度等因素进行合理布置。喷头类型、喷射距离、喷洒模式等应与高层建筑的特点相匹配。根据高层建筑的面积、楼层、人员密度和防火分区等因素，计算出自动喷水灭火系统所需的水流量和水压。这将确保系统在火灾时能够提供足够的灭火用水，有效控制火势。自动喷水灭火系统需要可靠的控制和监测机制，包括火灾报警系统、水泵控制系统、喷水活门的开闭控制等。这些控制和监测技术能够确保系统的及时响应和有效运行。

3.4 消防给排水设计技术

消防给排水系统是高层建筑消防系统的重要组成部分，其设计涉及到消防水源供应、水压控制、疏散排水等关键技术。消防给排水系统需要明确可靠的消防水源供应，包括消防水泵、消防水箱等。该供水系统应能够满足高层建筑对灭火用水的需求，并且在火灾发生时保持稳定的水压和水流。高层建筑的消防给排水系统需要通过设置水泵、水池、水压调节阀等设备，实现对水压的控制。这样可以确保灭火用水在不同楼层和消防栓之间的平衡分配，以及有效控制建筑内部的水压[6]。高层建筑的消防给排水系统需要考虑疏散排水的技术，包括楼梯间、走廊、车库等区域的疏散排水。这些区域的排水设计应能够迅速有效地排除火灾和紧急情况下产生的积水和烟雾，以确保人员的安全疏散和消防通道的畅通。

4 结语

高层建筑给排水消防设计问题主要包括自动系统不合理、试压作用未发挥、消防水箱设置不科学和消火栓设计不当。这些问题的原因主要包括设计不合理、施工不规范、维护不及时以及对系统需求和特点的缺乏认识。为了提高高层建筑的消防安全性，需要加强消防设计的规范性和科学性，提高建筑施工和维护的质量，需加强高层建筑给排水消防设计技术的应用。合理的设计和应用这些技术，可以提高高层建筑的消防效果和安全性。通过考虑建筑特点、水源供应、疏散排水等方面的关键技术，可以确保高层建筑的给排水消防系统能够在火灾发生时发挥有效作用，以确保人员安全和建筑物的保护。