某十层住宅建筑给排水及消防系统设计探析

摘要：随着社会经济的不断发展，城市化进程日益推进，高层建筑数量和规模持续增加。在高层住宅建筑设计阶段，给排水系统以及消防系统是重点规划内容，直接关系到室内空间的舒适性以及安全性。本文结合某十层住宅建筑的实际情况，详细分析给排水系统以及消防系统的设计要点，其中涵盖了中水系统、生活给水系统、消火栓系统以及自动喷水灭火系统等，旨在提升高层住宅建筑给排水工程以及消防工程的施工质量和效率，以期为相关人员提供参考和借鉴。关键词：十层住宅建筑；给排水系统；消防给水系统引言新时期人们的生活水平显著升高，对住宅的要求也愈发严格，传统的住宅建筑建设模式已经无法满足人们个性化、多元化的需求，人们更加关注给排水系统以及消防系统设计。因此，在开展高层建筑设计作业时，要提高对给排水以及消防工程的重视程度，结合工程的现实情况，针对性地设计施工方案，在强化住宅建筑整体施工效果的同时，为人们提供更加舒适的居住空间，促进建筑行业可持续发展。一、工程概况某十层民用住宅项目总建筑面积1083569m2，地上十层地下一层，屋顶设置消防水箱一座（18m3）。其中，地上建筑面积990931m2，地下一层建筑面积92638m2，设计层高为29m，建筑高度323m。地下一层主要功能为工具间，室内外高差为30m。由于本建筑工程为高层住宅楼，所以对安全性提出了更高要求。为进一步提高该住宅建筑的安全性、功能性以及舒适度，在项目的设计阶段，建筑企业投入了大量资金，用于给排水系统以及消防给水系统设计。本文结合该项目的现实情况，从多个层面探讨这两个系统的设计方法[1]。二、某十层住宅建筑给排水系统设计要点（一）热水系统热水系统是现代住宅建筑重要的组成部分，该系统的功能较多，如为居民提供热水、满足建筑空间内各种设备对正常运行的需求等，为居民生活提供舒适、便捷的生活环境。在节能减排战略深入推进的背景下，我国建筑行业也要顺应时代发展趋势，在设计热水系统过程中，要全面贯彻落实“节能降耗”设计理念，在提高热水系统运行能力的同时，减少能源成本。利用绿色能源，降低能耗，促使能源利用效率最大化。在实际设计过程中，要注意以下事项。1.优先选用分户阳台壁挂式太阳能热水器系统该系统在能源节约方面具有较强优势，能够实现对热水的有效利用，并且利用冷水的管道压力作用，使管道内的水源始终处于热循环状态，能够做到真正意义上的即开即用，减少对热水的浪费。2.设计参数1）本建筑最高日热水用水定额取50L/人·d，平均日热水用水定额取20L/人·d，热水温度60℃，每户热水设计使用人数3.2人。2）每戶设计热水最高日用水量为160L，每户热水平均日用水量为65L。3）采用间接式阳台栏板分体式太阳能热水器，设于本层阳台栏板处，热水箱悬挂于每户阳台内墙面。4）太阳能集热器采用平板型集热器；阳台栏板式集热器集热面积200m2。5）热水箱采用立式钢板陶瓷内胆，聚氨酯发泡保温成品水箱100L，内置15kW电加热器及0.5m2紫铜换热盘管。6）在设计塑料给水管道与热水器的连接形式时，严禁二者直接连接，要利用一段04m左右的金属管道进行过渡。7）本工程选择热水立管、横干管采用PSP钢塑复合压力管，压力20MPa，电磁感应双热熔连接，热水支管采用PP-R给水塑料管，热熔接口，管道公称压力20MPa。（二）生活给水系统在设计高层建筑给水系统时，要科学选择给水方式。本建筑为十层住宅，市政压力0.25MPa，设计压力0.60MPa，市政供水压力不能满足本建筑单体直接供水要求，将会影响给水系统的稳定性以及可靠性。本小区地下室设置生活水箱（77m3）。本案采用市政给水－水箱－变频调速给水设备－小区供水管网－室内高区管网，1-3层由市政直接供水[2]，4-10层由设置的地下室水箱供给。1.设计参数本案设计用水量200L/人.d，每户按照3.2人计。户数60户，用水时间24h，时变化系数2.75。总用水量38.4m3/d，最大时用水量4.4m3；设计秒流量5.02L/S；高区变频调速给水泵每台设计流量Qg=6.67L/S。2.管材选择生活给水立管、横干管采用PSP钢塑复合压力管，压力20MPa，电磁感应双热熔连接。给水支管采用PP-R给水塑料管，热熔接口，以De标注，管道公称压力160MPa。3.卫生洁具本工程卫生洁具均采用节水型产品，公共卫生间的卫生器具采用全自动感应式开关和非手动开关。本工程全部用水器具均按照《节水型生活用水器具》CJ/T164-2014选用2级用水效率的器具。4.减压阀组设置本案一层、4-9层均设置减压阀组，阀后压力020MPa，均满足住户用水器具使用要求。（三）生活排水系统住宅建筑室内排水系统主要有卫生间、洗衣房以及厨房等功能区域，在设计排水系统过程中，要兼顾排水量、排水方式以及排水速度等，最大程度上保证排水的通畅性。在实际设计过程中，要注意以下事项：本项目室内排水系统的运行模式为污废水合流制；采用单立管伸顶通气系统，排水立管与用户分支管处采用旋流器，底部采用大曲率异径弯头设计；本项目采用一层污、废水单独接干管排出，二层以上卫生间采用特殊单立管系统伸顶通气排水系统；卫生间、厨房排水管采用聚乙烯HDPE承插式静音管材，螺盖柔性承插式管件连接，严禁采用对接热熔出现的内翻边堵塞[3]。（四）雨水系统在设计雨水系统过程中，要根据当地的暴雨强度，确定雨水管道的净流量，实现对雨水资源的有效利用。在计算暴雨强度过程中，可利用公式（1）：q=167A1（1+Clgp）（t+b）n（1）在公式（1）中，各数值的意义为：q—当地暴雨强度；A1—区域雨力系数（mm）；t—区域降雨持续时长（min）；b—区域降雨持续时长的修正系数（min）；C—雨力变化系数；p—设计重现期（年）；L—暴雨衰减指数。获得与当地暴雨强度相关的数值后，本项目决定在屋面设置外排水系统以及雨水收集系统，在立管的作用下，将雨水排入专用管道后，再排放到散水坡。另外，在设计雨水系统的流速时，当管道的运行状态为满流时，要将流速控制在075m/s左右，避免出现管道堵塞问题。三、某十层住宅建筑消防系统设计要点（一）消火栓给水系统在建筑消防系统规划设计中，消火栓属于重点内容，但从部分高层建筑消防栓的设计情况来看，还存在一定欠缺和不足，具体表现在两方面。一方面，消防栓的位置缺乏合理性，未能根据建筑空间的功能分区情况，进行有针对性设计，导致消火栓系统科学性不足。另一方面，设计人员未能考虑到消火栓的管线水压，埋下了严重安全隐患，容易出现管线水压分配不均的问题。由于高层建筑的结构较为复杂，并且规模普遍较大，在设计消火栓的安设位置时，要控制在30m左右，同时结合建筑空间功能分区的实际分布情况，对消火栓位置进行灵活调整和优化。室外消火栓的位置设计，在满足设计流量的同时，应保证两个消火栓间距不大于120m。这种设计模式不仅能够减少消防工程的施工成本，还有利于提高水资源的综合利用效率[4]。在实际设计过程中，要注意以下事项。供水方式选择：本工程室内采用地下消防水池-消防水泵-室内消火栓-稳压装置-消防水箱联合供水的临时高压消防给水系统。室外消防系统采用两路市政给水管网供给。设计参数：室外消火栓设计流量15L/S，设计压力025MPa，室内消火栓设计流量10L/S，设计压力0.90MPa。管材选择：室外消防给水系统选择钢丝龙骨架复合塑料管，电容连接，公称压力160MPa。室内消火栓给水系统选择热水镀锌无缝钢管，管径＞DN50的管道采用沟槽件连接、法兰连接，管径≤DN50的管道采用螺纹和卡压连接[5]。消火栓设置：室内消火栓的布置保证同层有一支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位（设计充实水柱13m、保护半径250m）。火灾时按动消火栓箱内的消防按钮，发出报警信号给消防控制中心。消火栓加压泵出水管上设置低压压力开关自动启动消防泵；高位消防水箱出水管上设置流量开关报警。室内消火栓设SN65栓口（旋转型）、019水枪、Φ65水龙带（L=25m）、消防软管卷盘及报警按钮，一层至五层消火栓采用减压稳压消火栓。栓后压力0.35MPa，消火栓箱设置在楼梯平台处[6]。（二）灭火器布设在设计十层住宅楼的灭火器布局时，要关注两点。第一，要认识到相较于低层建筑，高层建筑的人员疏散难度要更大，居民需要利用灭火器展开自救，为救援人员的到来争取更多时间。第二，要考虑到灭火器的级别，不同级别的灭火器在作用功能上存在较大差距。本住宅项目的灭火器布设方案为：住宅楼的内部空间装配A类灭火器，配置基准以及作用面积分别为1A/具、100m2/A；在为储藏室配置灭火器过程中，要优先采用中危险级A类灭火器，并将配置基准与作用面积分别设置为2A/具、75m2/A。（三）自动喷水灭火系统在高层住宅建筑中，自动喷水灭火系统起着至关重要的作用。这种系统能够快速扑灭火源，为居民的生命健康和安全提供坚实保障。就实际情况而言，很多住宅项目的自动喷水灭火系统都存在设计不当的问题，导致灭火质量和效率不佳。例如，自动喷水灭火系统喷水范围有限、系统故障频率较高等，出现这些不良现象的关键原因就在于设计该系统过程中，未能从实际出发，将重点全部放在了施工图纸以及方案的规划上，对建筑项目的实际需求考虑不足，导致自动喷水灭火系统难以实现预期的工作目标，对火情的响应效率较低[7]。在实际设计过程中，要注意以下事项。供水方式选择：本工程室内采用地下消防水池-消防水泵-室内自动喷水灭火系统-稳压装置-消防水箱联合供水的临时高压消防给水系统。本工程仅在地下工具间设置自动喷水灭火系统。设计参数：按中危险级（Ⅰ级）设计，采用预作用系统，系统用水量24.62L/S，平均喷水强度60L/min，设计作用面积160m2，入口压力34.90m水柱，喷淋系统用水由人防消防泵房内喷淋泵加压管网供水，喷淋系统设计供水量为30L/S，供水压力0.50MPa，满足本单体要求。管材选择：室内自动喷水给水系统选择热水镀锌无缝钢管，管径＞DN50的管道采用沟槽件连接、法兰连接，管径≤DN50的管道采用螺纹和卡压连接。自动喷水灭火系统设置：选择直立性喷头，注意与喷头障碍物的间距；每个报警阀控制的喷头数不宜超过800只。自控要求：系统应由消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关或报警阀组压力开关直接自动启动消防水泵。消防水泵除具有自动控制启动方式