消防水管道系统优化设计研究

在现代建筑安全体系中，消防水管道系统扮演着至关重要的角色，它是火灾发生时能够及时控火、灭火的关键保障。随着建筑行业的不断发展，建筑结构日益复杂，功能愈发多样，对消防水管道系统的设计提出了更高的要求。然而，当前消防水管道系统在设计方面仍存在一些问题，亟须通过优化设计来提升其可靠性、经济性和安全性。

1.消防水管道系统优化设计关键技术

1.1 管材选择优化

为达到提高消防水管道系统性能的目的，管材选择理应遵循耐腐蚀、强度高、使用寿命长以及安装便捷等系列原则，近年来，像钢丝网骨架塑料复合管、孔网钢带塑料复合管等新型复合管材于消防领域获得了广泛应用。被广泛应用的钢丝网骨架塑料复合管是以高强度钢丝网充当增强骨架，其外层与内层均采用聚乙烯材料，呈现出良好的耐腐蚀性与柔韧性，仅约为镀锌钢管1/4 重量，安装时无需焊接，采用电熔连接或者法兰连接方式，使施工简便快捷有效缩短工期，同时，该管材拥有可达50 年以上的使用寿命，大大降低后期维护成本。而孔网钢带塑料复合管是在钢带表面冲孔之后与塑料复合而成，结合了钢材高强度与塑料耐腐蚀性特点，它具备优异抗压性能，能够适应较高工作压力以及各种复杂建筑环境。在进行管材选择工作的时候，应依据建筑的性质、消防用水量以及工作压力等诸多因素展开综合考虑，以此确保所选管材可以满足系统的设计要求。

1.2 管径确定优化

管径的确定要通过精确的水力计算实现，首先得依照建筑的消防设计规范，确定消防用水量以及水枪的充水水柱长度等相关参数，根据这些参数去计算管道的设计流量，在计算管道设计流量的过程中，需要将同时使用水枪的数量、火灾延续时间等因素考虑在内，保证计算结果具备准确性。基于管道的设计流量与允许的流速，运用水力计算公式算出所需的管径，在计算过程中，要合理选取流速范围，一般而言，消防管道的流速不宜过大，以防水头损失过大情况出现，但也不可过小，避免管径过大导致造成浪费的问题，对于生活消防合用系统来说，还得考虑生活用水对消防管道流量以及压力产生的影响。除此之外，借助计算机软件来对管径展开优化计算也是可行的，通过建立管道系统的水力模型，输入相关参数，软件就能够快速准确地算出最优管径，对于提高设计效率与精度具有积极作用。

1.3 系统布局优化

减少水流阻力、提高供水效率并便于维护检修且需适应建筑结构与功能要求的系统布局优化，在进行其布局设计时，遵循如下原则：管道走向应简洁明了以使弯头、三通等管件数量尽量减少，转弯及分支处采用合理管件类型和角度去降低水流阻力，采用大曲率半径弯头可减少局部水头损失；管道布置要与建筑结构和使用功能相协调，在高层建筑里合理竖向分区并通过设置减压装置控制各分区水压以确保系统运行安全可靠，对大型商场、体育馆等人员密集场所而言消防水管道尽量布置在隐蔽位置，既不影响建筑美观和使用功能又要保证火灾发生时能快速取用；考虑管道支撑与固定，其支撑点设置合理，保障管道运行时不发生位移或振动，避免因变形导致漏水等问题，支撑间距依据管材材质、管径及工作压力等因素确定且符合相关设计规范要求。

2.消防水管道系统优化设计的保障措施

2.1 加强设计人员培训

消防水管道系统优化设计对设计人员专业素质要求较高，设计人员不仅要熟悉相关设计规范和标准，还得掌握先进设计理念和技术，所以应加强对设计人员的培训，定期组织专业培训课程及学术交流活动，了解行业最新动态和技术进展，提高其设计水平与创新能力，培训内容涵盖消防水管道系统的水力计算、管材选择、系统布局等知识以及计算机辅助设计软件的应用，让设计人员能熟练运用先进设计工具和方法进行科学合理优化设计。

2.2 完善设计审核机制

建立健全设计审核机制作，确保消防水管道系统优化设计质量，在设计完成后需组织专业审核人员对设计方案严格审核，审核内容包含设计是否符合相关规范标准、管材选择是否合理、管径确定是否科学、系统布局是否优化等方面，审核人员应具备丰富的设计经验和专业知识，能够及时发现设计存在问题并提出合理修改意见，对于审核不合格设计方案要求设计人员修改完善直至审核通过，同时加强对审核过程的监督管理确保审核工作公正性和权威性。

2.3 强化施工过程监管

施工期间的质量好坏，会对消防水管道系统的性能产生影响，所以要加强施工过程的监督管理。在施工开始前，施工的单位需编写一份详细的施工安排计划，把施工的方法和质量把控的关键之处都明确出来。施工人员要严格依据设计的图纸以及施工的规范来开展施工，保证管道安装的质量。

在管道安装的时候，要着重查看管材的质量、管件连接的质量，还有管道的坡度、垂直度这些参数。对于那些被隐藏起来的工程，要在隐蔽之前进行严格的验收，只有验收通过了，才能进行下一步的工序。与此同时，还要加强对施工人员进行技术讲解和安全方面的教育，提升他们对于质量和安全的认识，防止因为施工不正确而引发质量问题或者安全事故。

2.4 做好系统调试和验收

系统调试和验收是消防水管道系统投入使用之前的最后一步，对于保证系统正常运转特别重要。在系统安装结束之后，要进行全面的调试，其中包含水压试验、冲洗试验等。

水压试验要依照设计规定的试验压力和试验方式来做，检查管道的强度以及严密程度。在试验过程当中，要留意观察管道有没有出现渗漏、变形之类的状况，要是有问题得马上处理。冲洗试验的目的是把管道里面的杂物和污垢清理掉，保证管道能够畅通。冲洗的时候要用最大设计流量来进行，一直到流出来的水清澈没有杂质才行。

系统调试合格以后，要组织相关的单位进行验收。验收的内容涵盖系统的外观质量、功能性能、资料是不是完整等方面。只有验收合格了，才可以投入使用。

3.结论

消防水管道系统的优化设计是提高建筑消防安全水平的重要办法，通过对管材挑选、管径确定、系统布局等方面加以优化，能够切实提高系统的可靠性、经济性还有安全性。与此同时，加强对设计人员的培训、完善设计审核的机制、强化施工过程的监管，以及做好系统调试和验收这些保障措施，是确保优化设计能够有效落实的关键所在。

在今后消防水管道系统的设计工作中，应不断引入先进的设计想法和技术，结合实际的工程情况进行创新和改进，促使消防水管道系统设计水平持续提升，为建筑安全提供更有力的保障。

参考文献：

[1]聂文力，刘璞. .170m 以下超高层建筑（群）消防给水设计探讨[J].给水排水，2024,50(03):114-118.

[2]聂文力，刘璞，王勇锋，等 .170m 以下超高层建筑（群）消防给水设计探讨[J].给水排水，2024，50（3）：114-118

[3]李引擎，吕良海，任俊，等.建筑防火设计手册[M].中国建筑工业出版社，2020

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.消防给水及消火栓系统技术规范：GB 50974-2014