高层公共建筑的给排水设计.doc

高层公共建筑的给排水设计
一、 适用规范及引申：
1《建筑设计防火规范》适用于下列民用建筑
（1）9层及以下的居住建筑（含商业服务网点居住建筑）
（2）H<=24的公共建筑及H>24m的单层公共建筑。
其中，建筑高度的概念：
坡屋面为室外地面至檐口，平屋面为室外地面及屋面面层，屋顶的冷却塔，水箱间，排烟、排风机房，电梯机房不算。
2《高层民用建筑设计防火规范》适用于下列民用建筑：
（1）H>=10层的居住建筑（含商业服务网点居住建筑）
（2）H<=24的多层公共建筑

二、 某些概念：
1、 综合楼：二种或二种以上用途的公共建筑；
2、 商住楼：底层商业营业厅及上部住宅的组合；
3、 地下室：房间地面低于室外设计地面的平均高度大于该房间平均净高1/2 者；
4、 半地下室：房间地面低于室外设计地面的平均高度大于该房间平均净高1/3 ，且小于等于1/2 者
5、 商业服务网点：居住建筑的首层或首层及二层设置的百货店、副食店、粮店、邮政所、储蓄所、理发店等小型营业性用房。该用房建筑面积不超过300m2，采用耐火极限不低于1.50h 的楼板和耐火极限不低于2.00h且无门窗洞口的隔墙与居住部分及其它用房完全分隔，其安全出口、疏散楼梯与居住部分的安全出口、疏散楼梯分别独立设置
6、 商业建筑规模：
特大型商业建筑：总建筑面积>3W平方米，或任一楼层的建筑面积>1W平方米。
大型商业建筑：总建筑面积>1.5W平方米，或任一楼层的建筑面积>5000平方米
中型商业建筑：总建筑面积>3000平方米，或任一楼层的建筑面积>1000平方米
小型商业建筑：总建筑面积小于3000平方米
7、 楼梯间：
（1） 敞开楼梯间：无建筑构配件分隔的楼梯间
（2） 封闭楼梯间：用建筑构配件分隔，能防止烟和热气进入的楼梯间
（3） 防烟楼梯间：在楼梯间入口处设有防烟前室，或设有专供排烟用的阳台、凹廊等，且通向前室和楼梯间的门均为乙级防火门的楼梯间
8、 消防电梯：
应设排水设施，排水井有效容量不小于2m3，设置的排水泵流量不小于10L/s，排水井及排水泵不应直接设置在消防电梯的下方，而应通过排水管引出，设置在消防电梯的旁边。同时注意水位的设计应能保证有效容量符合规范。
9、 高层建筑的分类：

需要注意：商住楼的性质属于公共建筑，而非居住建筑。

三、 高层建筑的消防设计：
1、在高层建筑内应控制使用双阀双出口消火栓代替两组单阀消火栓。
　　《高规》规定“同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱达到被保护范围内的任何部位。”在某些条形高层建筑中，其端部是否可以采用双阀双出口消火栓，从而省去1组单阀消火栓的设置呢？虽然在中国建筑工业出版社出版的《给水排水设计手册》（第二版）中提出“在每层楼的端部可采用双阀双出口消火栓”，但是《高规》中明确规定“十八层及十八层以下，每层不超过8户、建筑面积不超过650m2的塔式住宅，当设两根消防竖管有困难时，可设一根竖管，但必须采用双阀双出口消火栓。”，且以强制性条文的形式予以规定。因此，在设计中我们应该力求避免出现这种情况。
2、正确计算消火栓充实水柱长度，合理布置消火栓。
　　《高规》规定“消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m；建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m。”对于建筑高度不超过100m的高层建筑，设计中我们可以根据水枪最小流量5L/s，水枪喷嘴口径19mm，查有关设计手册得出水枪充实水柱长度为11.3m；对于建筑高度超过100m的高层建筑，我们可以调整水枪流量以达到满足规范所需要水枪充实水柱长度。而在实际中，高层建筑标准楼层净高考虑经济因素一般控制在4.0m以下，如果根据公式Sk＝(H1-H2)/SINα计算水枪充实水柱，当层高取4m，水枪上倾角取45°时，计算Sk为4.24m，远远达不到规范要求，即层高限制了充实水柱的长度。但是，我们可以调整水枪上倾角来达到提高充实水柱长度的目的，因为规范及有关手册提出水枪上倾角不应大于60°，并未规定其下限角度值。笔者通过计算，当层高仍旧取4m，充实水柱取11.3m时，水枪上倾角为14.87°。况且《高规》有关条文说明解释道，口径19mm水枪的充实水柱小于10m时由于火场烟雾大，辐射热高，扑救火灾有一定困难，所以水枪的充实水柱长度首先应该计算，同时又要满足《高规》规定各种高层建筑水枪的充实水柱下限值。按照水枪充实水柱长度，我们可以确定消火栓保护半径，但是在设计中我们不能简单的用保护半径画圆来布置消火栓。因为高层建筑平面中隔墙、内走道、门的布置会影响消火栓的使用，设计中应该用水龙带长度、充实水柱的水平投影去校核消火栓保护半径最远点。
3、高层建筑消防电梯间前室必须设消火栓
　　《高规》规定“高层建筑消防电梯间前室必须设消火栓”，那么设于前室的消火栓可否保护相邻部位呢？《高规》的条文说明对此并没有具体说明，但是《建筑设计防火规范》中对“消防电梯前室应设室内消火栓”的条文说明中明确指出：消防电梯前室内消火栓是为便于消防队员使用消火栓并开辟通路，不能计入总消火栓数内。因此在设计中我们通常将其视为消防电梯间前室专用，而不保护其余部位。而目前如上海等部分地方消防设计规定，高层建筑的防烟楼梯间前室也需设消火栓。但是江苏地区住宅的消防前室的消火栓是可以计算总消火栓数内的，其主要考虑是住宅的公共部位面积比较小。
4、消防管网布置成环的问题
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。
5、室内消火栓栓口处的出水压力大于0.5MPa 时，应设置减压设施；静水压力大于1.0MPa 时，应采用分区给水系统，减压阀的选用可以按照图集，注意安装的方向，常用供水图示：

6、走道喷头的布置
在高层建筑中，为了美观往往设有吊顶，隐藏结构梁及各专业管道。而走道通常是各种管道最为集中的地方，特别是设置集中空调的高层建筑，结构梁、空调风管以及分层布置的给排水、电力管线等使设有吊顶的走道净空降低，若其吊顶形式为闷顶，则其闷顶的净空高度极有可能大于800mm。而《自喷规范》规定：“净空高度大于800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时，应设置喷头。” 这是我们在设计中容易忽视的地方。由于走道内管道众多，设计中往往会出现直接在自喷配水管上、下接喷头的错误做法。首先这种接法不符合配水支管允许设置喷头数量（≤8个）的规定，其次走道内的自喷配水管往往管径较大，它缺少接小管径喷头的管件，在安装上也有弊病。所以，走道内的喷头应该从配水支管上接出为宜，在管线的布置上应与暖通、电力专业密切配合。
7、高层建筑部分层自喷配水管入口应按要求减压
新《自喷规范》规定：“管道直径应经水力计算确定。配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.4MPa。”而老《自喷规范》对此并无具体要求。高层民用建筑火灾危险等级一般为中危险级，自喷水泵是根据最高层最不利喷头工作压力经过计算而选择。通常设计中计算的最不利层配水管入口处所需压力均不大于0.3MPa（最不利喷头工作压力按0.05MPa计），由于自喷水泵的扬程还需考虑建筑高度、水力损失等因素，故必使高层建筑的底部几层配水管入口处压力大于0.4MPa。因而在设计时，在自喷水泵扬程的确定上不能一味放大了事，应该在自喷平面布置完毕后通过水力计算校核水泵扬程，并在此基础上校核底部几层配水管入口处压力。
8、消防增压泵的设置问题
为保证《高规》或《自喷规范》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，在建筑高度H<100m时，最不利消火栓的静压不小于7m，H>100m时，最不利消火栓的静压不小于15m。
9、高层建筑的下列场所应设置自动喷淋系统：
（1）建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统
（2）建筑高度不超过100m的一类高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、普通住宅、设集中空调的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统
（3）二类高层公共建筑的公共活动用房，走道、办公室和旅馆的客房，自动扶梯底部，可燃物品库房
（4）高层建筑中的歌舞娱乐放映游艺场所、空调机房、公共餐厅、公共厨房以及经常有人停留或可燃千赫多的地下室、半地下室房间等，应设自动喷水灭火系统
（5）燃油、燃气的锅炉房、柴油发电机房宜设自动喷水灭火系统
（6）可燃油油浸电力变压器、充可燃油的高压电容器和多油开关室宜设水喷雾或气体灭火系统
（7）建筑防火分区面积超过规范设置，且建筑专业要求设置以加大防火分区的面积的场所。
10、喷头设置问题：
（1）、下列这些地方应采用快速响应喷头：公共娱乐场所、中庭环廊； 医院、疗养院的病房及治疗区域，老年、少儿、残疾人的集体活动场所；超出水泵接合器供水高度的楼层；地下的商业及仓储用房
（2）同1报警阀组控制的喷头数高差不应大于50m
（3）24m以下的旅馆、办公、走道设置喷淋时为轻危险级，但高层的旅馆、办公、综合楼为中危险1级。

四、 高层公建的给排水设计：
1、 建筑高度H<100m时，应采用垂直分区并联供水、及分区减压
H>100m时，应采用垂直串联供水。见下图：

2、 减压阀的设置：当采用减压阀分区时，应注意：
（1） 比例式减压阀的减压比不宜大于3：1（宜用在允许压力波动的场所）
（2） 可调式减压阀的阀前、阀后压力差宜<4bar，对安静有要求的场所宜<3bar。
（3） 减压阀前的管道不宜兼做配水管，减压阀不得设置旁通。
（4） 注意通过减压阀的压损。
3、 排水设计：
（1） 不得重复设置水封；
（2） 厨房、卫生间的排水立管应分别设置；
（3） 同程排水时，按照建筑专业图集，降板的高度为350mm，但对于采用专业厂商的特殊排水配件，可以做的很小（比如吉博力，只要不到200mm）
（4） 塑料排水管注意阻火装置（塑料管穿越楼层、防火墙、管道井井壁）
（5） 高层建筑的雨水立管应采用承压塑料管、耐腐蚀的金属管。
（6） 高层建筑的排水立管如有必要，可以设置简易立管消能装置，见《96S406建筑排水用聚氯乙烯（PVC-U）管道安装》