某十層住宅建筑給排水及消防系統(tǒng)設計探析

摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市化進程日益推進，高層建筑數(shù)量和規(guī)模持續(xù)增加。在高層住宅建筑設計階段，給排水系統(tǒng)以及消防系統(tǒng)是重點規(guī)劃內(nèi)容，直接關系到室內(nèi)空間的舒適性以及安全性。本文結(jié)合某十層住宅建筑的實際情況，詳細分析給排水系統(tǒng)以及消防系統(tǒng)的設計要點，其中涵蓋了中水系統(tǒng)、生活給水系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)以及自動噴水滅火系統(tǒng)等，旨在提升高層住宅建筑給排水工程以及消防工程的施工質(zhì)量和效率，以期為相關人員提供參考和借鑒。關鍵詞：十層住宅建筑；給排水系統(tǒng)；消防給水系統(tǒng)引言新時期人們的生活水平顯著升高，對住宅的要求也愈發(fā)嚴格，傳統(tǒng)的住宅建筑建設模式已經(jīng)無法滿足人們個性化、多元化的需求，人們更加關注給排水系統(tǒng)以及消防系統(tǒng)設計。因此，在開展高層建筑設計作業(yè)時，要提高對給排水以及消防工程的重視程度，結(jié)合工程的現(xiàn)實情況，針對性地設計施工方案，在強化住宅建筑整體施工效果的同時，為人們提供更加舒適的居住空間，促進建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。一、工程概況某十層民用住宅項目總建筑面積1083569m2，地上十層地下一層，屋頂設置消防水箱一座（18m3）。其中，地上建筑面積990931m2，地下一層建筑面積92638m2，設計層高為29m，建筑高度323m。地下一層主要功能為工具間，室內(nèi)外高差為30m。由于本建筑工程為高層住宅樓，所以對安全性提出了更高要求。為進一步提高該住宅建筑的安全性、功能性以及舒適度，在項目的設計階段，建筑企業(yè)投入了大量資金，用于給排水系統(tǒng)以及消防給水系統(tǒng)設計。本文結(jié)合該項目的現(xiàn)實情況，從多個層面探討這兩個系統(tǒng)的設計方法[1]。二、某十層住宅建筑給排水系統(tǒng)設計要點（一）熱水系統(tǒng)熱水系統(tǒng)是現(xiàn)代住宅建筑重要的組成部分，該系統(tǒng)的功能較多，如為居民提供熱水、滿足建筑空間內(nèi)各種設備對正常運行的需求等，為居民生活提供舒適、便捷的生活環(huán)境。在節(jié)能減排戰(zhàn)略深入推進的背景下，我國建筑行業(yè)也要順應時代發(fā)展趨勢，在設計熱水系統(tǒng)過程中，要全面貫徹落實“節(jié)能降耗”設計理念，在提高熱水系統(tǒng)運行能力的同時，減少能源成本。利用綠色能源，降低能耗，促使能源利用效率最大化。在實際設計過程中，要注意以下事項。1.優(yōu)先選用分戶陽臺壁掛式太陽能熱水器系統(tǒng)該系統(tǒng)在能源節(jié)約方面具有較強優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)對熱水的有效利用，并且利用冷水的管道壓力作用，使管道內(nèi)的水源始終處于熱循環(huán)狀態(tài)，能夠做到真正意義上的即開即用，減少對熱水的浪費。2.設計參數(shù)1）本建筑最高日熱水用水定額取50L/人·d，平均日熱水用水定額取20L/人·d，熱水溫度60℃，每戶熱水設計使用人數(shù)3.2人。2）每戶設計熱水最高日用水量為160L，每戶熱水平均日用水量為65L。3）采用間接式陽臺欄板分體式太陽能熱水器，設于本層陽臺欄板處，熱水箱懸掛于每戶陽臺內(nèi)墻面。4）太陽能集熱器采用平板型集熱器；陽臺欄板式集熱器集熱面積200m2。5）熱水箱采用立式鋼板陶瓷內(nèi)膽，聚氨酯發(fā)泡保溫成品水箱100L，內(nèi)置15kW電加熱器及0.5m2紫銅換熱盤管。6）在設計塑料給水管道與熱水器的連接形式時，嚴禁二者直接連接，要利用一段04m左右的金屬管道進行過渡。7）本工程選擇熱水立管、橫干管采用PSP鋼塑復合壓力管，壓力20MPa，電磁感應雙熱熔連接，熱水支管采用PP-R給水塑料管，熱熔接口，管道公稱壓力20MPa。（二）生活給水系統(tǒng)在設計高層建筑給水系統(tǒng)時，要科學選擇給水方式。本建筑為十層住宅，市政壓力0.25MPa，設計壓力0.60MPa，市政供水壓力不能滿足本建筑單體直接供水要求，將會影響給水系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及可靠性。本小區(qū)地下室設置生活水箱（77m3）。本案采用市政給水－水箱－變頻調(diào)速給水設備－小區(qū)供水管網(wǎng)－室內(nèi)高區(qū)管網(wǎng)，1-3層由市政直接供水[2]，4-10層由設置的地下室水箱供給。1.設計參數(shù)本案設計用水量200L/人.d，每戶按照3.2人計。戶數(shù)60戶，用水時間24h，時變化系數(shù)2.75?？傆盟?8.4m3/d，最大時用水量4.4m3；設計秒流量5.02L/S；高區(qū)變頻調(diào)速給水泵每臺設計流量Qg=6.67L/S。2.管材選擇生活給水立管、橫干管采用PSP鋼塑復合壓力管，壓力20MPa，電磁感應雙熱熔連接。給水支管采用PP-R給水塑料管，熱熔接口，以De標注，管道公稱壓力160MPa。3.衛(wèi)生潔具本工程衛(wèi)生潔具均采用節(jié)水型產(chǎn)品，公共衛(wèi)生間的衛(wèi)生器具采用全自動感應式開關和非手動開關。本工程全部用水器具均按照《節(jié)水型生活用水器具》CJ/T164-2014選用2級用水效率的器具。4.減壓閥組設置本案一層、4-9層均設置減壓閥組，閥后壓力020MPa，均滿足住戶用水器具使用要求。（三）生活排水系統(tǒng)住宅建筑室內(nèi)排水系統(tǒng)主要有衛(wèi)生間、洗衣房以及廚房等功能區(qū)域，在設計排水系統(tǒng)過程中，要兼顧排水量、排水方式以及排水速度等，最大程度上保證排水的通暢性。在實際設計過程中，要注意以下事項：本項目室內(nèi)排水系統(tǒng)的運行模式為污廢水合流制；采用單立管伸頂通氣系統(tǒng)，排水立管與用戶分支管處采用旋流器，底部采用大曲率異徑彎頭設計；本項目采用一層污、廢水單獨接干管排出，二層以上衛(wèi)生間采用特殊單立管系統(tǒng)伸頂通氣排水系統(tǒng)；衛(wèi)生間、廚房排水管采用聚乙烯HDPE承插式靜音管材，螺蓋柔性承插式管件連接，嚴禁采用對接熱熔出現(xiàn)的內(nèi)翻邊堵塞[3]。（四）雨水系統(tǒng)在設計雨水系統(tǒng)過程中，要根據(jù)當?shù)氐谋┯陱姸?，確定雨水管道的凈流量，實現(xiàn)對雨水資源的有效利用。在計算暴雨強度過程中，可利用公式（1）：q=167A1（1+Clgp）（t+b）n（1）在公式（1）中，各數(shù)值的意義為：q—當?shù)乇┯陱姸?；A1—區(qū)域雨力系數(shù)（mm）；t—區(qū)域降雨持續(xù)時長（min）；b—區(qū)域降雨持續(xù)時長的修正系數(shù)（min）；C—雨力變化系數(shù)；p—設計重現(xiàn)期（年）；L—暴雨衰減指數(shù)。獲得與當?shù)乇┯陱姸认嚓P的數(shù)值后，本項目決定在屋面設置外排水系統(tǒng)以及雨水收集系統(tǒng)，在立管的作用下，將雨水排入專用管道后，再排放到散水坡。另外，在設計雨水系統(tǒng)的流速時，當管道的運行狀態(tài)為滿流時，要將流速控制在075m/s左右，避免出現(xiàn)管道堵塞問題。三、某十層住宅建筑消防系統(tǒng)設計要點（一）消火栓給水系統(tǒng)在建筑消防系統(tǒng)規(guī)劃設計中，消火栓屬于重點內(nèi)容，但從部分高層建筑消防栓的設計情況來看，還存在一定欠缺和不足，具體表現(xiàn)在兩方面。一方面，消防栓的位置缺乏合理性，未能根據(jù)建筑空間的功能分區(qū)情況，進行有針對性設計，導致消火栓系統(tǒng)科學性不足。另一方面，設計人員未能考慮到消火栓的管線水壓，埋下了嚴重安全隱患，容易出現(xiàn)管線水壓分配不均的問題。由于高層建筑的結(jié)構(gòu)較為復雜，并且規(guī)模普遍較大，在設計消火栓的安設位置時，要控制在30m左右，同時結(jié)合建筑空間功能分區(qū)的實際分布情況，對消火栓位置進行靈活調(diào)整和優(yōu)化。室外消火栓的位置設計，在滿足設計流量的同時，應保證兩個消火栓間距不大于120m。這種設計模式不僅能夠減少消防工程的施工成本，還有利于提高水資源的綜合利用效率[4]。在實際設計過程中，要注意以下事項。供水方式選擇：本工程室內(nèi)采用地下消防水池-消防水泵-室內(nèi)消火栓-穩(wěn)壓裝置-消防水箱聯(lián)合供水的臨時高壓消防給水系統(tǒng)。室外消防系統(tǒng)采用兩路市政給水管網(wǎng)供給。設計參數(shù)：室外消火栓設計流量15L/S，設計壓力025MPa，室內(nèi)消火栓設計流量10L/S，設計壓力0.90MPa。管材選擇：室外消防給水系統(tǒng)選擇鋼絲龍骨架復合塑料管，電容連接，公稱壓力160MPa。室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)選擇熱水鍍鋅無縫鋼管，管徑＞DN50的管道采用溝槽件連接、法蘭連接，管徑≤DN50的管道采用螺紋和卡壓連接[5]。消火栓設置：室內(nèi)消火栓的布置保證同層有一支水槍的充實水柱同時到達室內(nèi)任何部位（設計充實水柱13m、保護半徑250m）?；馂臅r按動消火栓箱內(nèi)的消防按鈕，發(fā)出報警信號給消防控制中心。消火栓加壓泵出水管上設置低壓壓力開關自動啟動消防泵；高位消防水箱出水管上設置流量開關報警。室內(nèi)消火栓設SN65栓口（旋轉(zhuǎn)型）、019水槍、Φ65水龍帶（L=25m）、消防軟管卷盤及報警按鈕，一層至五層消火栓采用減壓穩(wěn)壓消火栓。栓后壓力0.35MPa，消火栓箱設置在樓梯平臺處[6]。（二）滅火器布設在設計十層住宅樓的滅火器布局時，要關注兩點。第一，要認識到相較于低層建筑，高層建筑的人員疏散難度要更大，居民需要利用滅火器展開自救，為救援人員的到來爭取更多時間。第二，要考慮到滅火器的級別，不同級別的滅火器在作用功能上存在較大差距。本住宅項目的滅火器布設方案為：住宅樓的內(nèi)部空間裝配A類滅火器，配置基準以及作用面積分別為1A/具、100m2/A；在為儲藏室配置滅火器過程中，要優(yōu)先采用中危險級A類滅火器，并將配置基準與作用面積分別設置為2A/具、75m2/A。（三）自動噴水滅火系統(tǒng)在高層住宅建筑中，自動噴水滅火系統(tǒng)起著至關重要的作用。這種系統(tǒng)能夠快速撲滅火源，為居民的生命健康和安全提供堅實保障。就實際情況而言，很多住宅項目的自動噴水滅火系統(tǒng)都存在設計不當?shù)膯栴}，導致滅火質(zhì)量和效率不佳。例如，自動噴水滅火系統(tǒng)噴水范圍有限、系統(tǒng)故障頻率較高等，出現(xiàn)這些不良現(xiàn)象的關鍵原因就在于設計該系統(tǒng)過程中，未能從實際出發(fā)，將重點全部放在了施工圖紙以及方案的規(guī)劃上，對建筑項目的實際需求考慮不足，導致自動噴水滅火系統(tǒng)難以實現(xiàn)預期的工作目標，對火情的響應效率較低[7]。在實際設計過程中，要注意以下事項。供水方式選擇：本工程室內(nèi)采用地下消防水池-消防水泵-室內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)-穩(wěn)壓裝置-消防水箱聯(lián)合供水的臨時高壓消防給水系統(tǒng)。本工程僅在地下工具間設置自動噴水滅火系統(tǒng)。設計參數(shù)：按中危險級（Ⅰ級）設計，采用預作用系統(tǒng)，系統(tǒng)用水量24.62L/S，平均噴水強度60L/min，設計作用面積160m2，入口壓力34.90m水柱，噴淋系統(tǒng)用水由人防消防泵房內(nèi)噴淋泵加壓管網(wǎng)供水，噴淋系統(tǒng)設計供水量為30L/S，供水壓力0.50MPa，滿足本單體要求。管材選擇：室內(nèi)自動噴水給水系統(tǒng)選擇熱水鍍鋅無縫鋼管，管徑＞DN50的管道采用溝槽件連接、法蘭連接，管徑≤DN50的管道采用螺紋和卡壓連接。自動噴水滅火系統(tǒng)設置：選擇直立性噴頭，注意與噴頭障礙物的間距；每個報警閥控制的噴頭數(shù)不宜超過800只。自控要求：系統(tǒng)應由消防水泵出水干管上設置的壓力開關、高位消防水箱出水管上的流量開關或報警閥組壓力開關直接自動啟動消防水泵。消防水泵除具有自動控制啟動方式