摘要：近年来，随着建筑行业的发展，高层建筑工程如雨后春笋般越来越多。高层建筑消防给水系统的设计始终在高层建筑工程项目中占据着尤为重要的地位，高层建筑设施带有极强的特殊性，所以高层建筑设施中的给水工程项目尤为复杂，其和普通建筑给水工程差异性较为明显。
关键词：高层建筑；消防给水系统设计；可靠性
引言
高层建筑消防给水系统是确保高层建筑防火安全最为重要的建筑系统，不仅影响整个工程系统的稳定性、安全性，而且关乎高层居住者的人身财产安全，由此可见，为了使当今高层建筑安全稳定性得到有效保障，对高层建筑消防给排水系统稳定性以及相关问题的分析刻不容缓。
1高层建筑消防给水设计特点
1.1消防给水超压
在高层建筑中，其消防给水系统的一大特点则是给水压力较大，在设计过程中，如果存在疏忽就会导致给水压力过大的情况发生。倘若火灾发生在高度较高的楼层，那么灭火过程所使用消防给水的压力就会不稳定，特别是在消防水泵启动的一刹那或者灭火开始阶段，消防给水系统超压情况更为明显。
1.2消防用水量大
对于高层建筑来说，其消防给水系统的用水量与消火栓系统有着密切联系，不同高度的建筑，其消防用水量也有所不同。高层建筑室内外消防用水量
详见表1。如果建筑物的高度超过一百米，那么其室内外消火栓的用水量都需大幅增加。
表1高层建筑室内外消防用水量
2高层建筑消防给水系统设计原则
2.1安全性
设计人员在设计消防给水系统时，要遵循安全性原则。即要确保设定好的系统，与国家规定标准相符合，达到建筑内部消防相关要求。为此，设计人员在实施设计时，应做好布点与控点工作，确保建筑内部各个区域均有安全防火装置，避免出现消防给水留白区域出现。
2.2可靠性
可靠性原则主要针对消防设备而言的，即设计人员要确保参与高层建筑消防给水系统的系列设备、材料质量达标，功能运行正常。对于同一着火点，设计人员需要确保有两处消防栓对其进行喷水，以最快速度消灭火源，防止火势蔓延。同时，做好给水管网简化布控方式，节省施工材料，提高经济效益。
2.3经济性
在高层建筑领域，在设计消防给水系统时除了要保证安全性、可靠性，同时也要注重遵守经济性设计原则。即作业人员需要从消防材料、消防设备，如喷头、给水管道等方面进行采购方案优化。确保用最少的资金达到最好的消防给水系统设计效果。
3高层建筑消防给水系统设计
3.1消防水池容积的设计
消防水池的构建主要是用来放置各类消防灭火用水等设备的设施，在构建消防水池时，必须要对市政给水管道以及进水管的消防用水量进行分析，其消防水池的容积要以该建筑设施自身的消防用水状况为基准。在室外的给水管网中，必须要确保其消防用水量足够，达到其消防用水量的使用要求，若其室外的给水管网无法达到室外的消防用水标准，那么就需要在火灾的延续时间段内调整其水池的有效容量。
3.2并联分区给水系统设计
并联分区给水系统通过一套消防加压泵来给整个消防给水管网进行给水，而后经过减压阀组实现纵向分区，每一个纵向分区给水系统都设有独立的消防水泵，用其给各个分区消防给水系统供水。在选择分区方式时，应从加压设备的型号以及高层建筑的功能等方面进行考虑。第一，应确保系统内水压满足高层建筑消防用水水压要求，所以在设计时应使给水系统的工作压力尽量保持在2.0MPa，在这一压力范围之内，高层建筑并联分区给水系统加压泵的选型范围较大，加压泵的购买和安装也更加方便。第二，根据国家相关要求，高层建筑一般不设避难楼层，但会设置避难间，而避难间的空间有限，所以在设计时不能安装过多的消防设施。
3.3串联分区给水系统
此给水系统对高层建筑消防进行纵向分区给水，并逐层增加供水压力。目前，很多高层建筑都采用串联分区给水系统进行消防供水，并且在避难楼层设置消防转输水箱。此给水系统可以在水箱的辅助下利用低压力管材以及阀门满足供水要求，从而对高层建筑进行消防给水。其中，转输水箱内的存水主要来源于生活给水系统，在进行消防灭火时，转输水箱内的用水来源于地下室的转输水泵，或者依靠建筑室外的消防水泵进行补给，中间转输水箱的应用能够有效防止高层建筑消防用水超压情况的发生。
3.4消火栓的设计
高层建筑设施的消火栓主要分为两种，一种是室外的消火栓，在对室外消火栓进行设计时，需要采用均匀布置的方式进行设计，同时还应当留有一定的消防操作场地空间，让其施工人员都可以更为顺利的开展各类操作活动，该设计要点和其他的低层建筑设施设计要点相同，室内的消火栓设备主要分为水枪、水袋以及消火栓等装置。其应当调整水枪喷嘴口径，让其口径始终超过19mm。
4高层建筑消防给水系统可靠性分析
该系统中的可靠性是指其在规定的条件与时间内完成相应的功能，起到防火、灭火的作用。而消防事件发生的变现为随机性，无法提前预知，消防给水系统中的可靠性是发生消防事件随机概率量。该系统可靠性的研究，需要以明确系统功能为前提，在此基础上进一步掌握系统失效模式，通过消防给水系统可靠性的研究，绘制相关的框图，利用先进的三维立体，模型构建技术，建立该系统的可靠性模型，通过三维模型可以更加直观、清晰的了解到系统及其相关机组的可靠性关系。
该制度可分为非准备金制度、准备金制度和复杂制度准备金制度，也可分为工作准备金制度和非工作准备金制度。非储备制度实际上是一个系列制度。该系统在使用的过程中需要较大的水量供应，因此应具备足够的供水量保障，为了保障该系统在使用中的水量供应可以满足功能需求，一般会采用备用系统与复杂系统的方式。消防给水系统的工作储备系统分为平行、混合、表决系统三种方式，消火栓与自动喷水系统是该系统中必不可少的组成部分，也是影响其可靠性的主要原因之一，消防给水系统中各单元或设备的功能与消防给水系统的可靠性框图之间具有密切的关系。消防给水系统的可靠性框图可以体现出系统的可靠性功能，若是系统处于给水运作状态，则该系统中的两个阀门需要同时打开，此时水可以顺利流出。该系统的功能是切断水流，那么关闭一个阀门就可以完成关闭效果，可靠性方块图是一个并联系统。相同的结构具有不同的功能可靠性。在水泵供水方式上，虽然形式相同，但关系不同，可靠性框图也不同。消防给水系统的可靠性计算，消防给水系统的可靠性由各单元的功能关系确定，系统的可靠性也由各单元的可靠性相结合而产生。
结语
高层建筑有别于低层建筑，选择合理的给水方式是高层建筑消防给水系统设计的关键，它直接关系到消防给水系统的有效使用和工程造价。正确的设计将确保建筑内人们的生命及财产的安全。在高层建筑消防给水系统可靠性的探讨研究中可以得出在实际应用中设计者要根据工程的具体情况，对与之相关的各种因素进行综合评估。再结合不同的给水系统的特点、工程造价以及可能产生的噪声、污染、运行管理是否方便等因素综合考虑最后选用最佳切实可行的方案。
参考文献：
[1]刘涛，黄信，黄兆纬，武法聘，胡雪瀛，朱旭东.天津琨泰中心办公楼超限高层结构设计[J].建筑结构，2016（S2）.
[2]陈志华，姜玉挺，张晓萌，林昊，袁福鼎.津湾广场9号楼主楼超限高层建筑结构优化分析[J].建筑科学，2017（01）.
[3]熊丽.超限高层建筑结构抗震设计与分析[J].建材与装饰，2016（45）.
[4]王雪峰.浅谈超限高层建筑工程抗震设计与实践[J].黑龙江科技信息，2017（05）.
论文作者:杨家杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/25
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