高层建筑消防给水设计初探

苏丹

摘要：高层建筑发生火灾的可能性相对较大，对消防给水系统合理正确的选择，对于保障高层建筑内的人身安全和财产安全有着不可替代的作用。本文将通过分析高层建筑给排水消防设计的问题，提出一些改善的办法，进而提高高层建筑给排水消防设计的水平

关键词：高层建筑；给排水；消防设计

中图分类号：TU208文献标识码： A

引言

随着社会和国民经济的稳步发展,我国的高层建筑也越来越多地如雨后春笋般地拔地而起。高层建筑功能复杂,设备繁多,火灾的危险性和危害性都较普通建筑大得多。因此,保障高层建筑消防安全的建筑消防给水设计,也就成了给排水设计中的重中之重。

一、高层建筑消防给水的特点

首先，供水系统静水压力较大，如果只采用一个区供水，龙头开启时呈射流喷溅，影响使用，浪费水资源；而且开关水嘴、阀门时容易形成水击，产生噪声和振动，引起管道及配件破坏；同时建筑下部各层出流量大，导致顶部楼层水压不足、流量过小甚至出现负压抽吸现象；其次，高层建筑消防设施点位多，用水量大，如果管网呈枝状布置，一旦断水影响范围较大，从供水可靠性出发，高层建筑消防给水管网一般呈环状布置。竖直干管通常敷设在专用的管道竖井内，水平干管布置在专用管道层或技术层内；最后，高层建筑消防给水系统管路长，出水点多，对供水可靠性及节水节能、消声减震要求较高，因此给水附件的形式、类别、数量较一般低层建筑多，标准高。施工安装及维护工作量较大，技术水平要求较高。

二、高层建筑消防给水系统的给水方式

1、并联分区给水方式

此方式各区有各自独立的消防泵、水泵接合器，这是较为传统的一种方式，也是最有效最安全的方式。但是要采用局部稳压设施，在当屋顶消防水箱的设置高度不能保证局部楼层最不利点的消防给水静压要求时采用。局部稳压设施要求设消防稳压罐，《消规》要求稳压罐的有效储水容积不小于 150L且调节容积应满足稳压泵次数不大于15次/h。对于稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量和系统自动启动流量，当没有管网泄露数据时，稳压泵的设计流量宜按消防给水设计流量的1%~3%计且不宜小于1L/S。稳高压消防给水系统的稳压泵扬程应满足系统自动启动和管网充满水的要求，即应保持自动启泵压力设置点处的压力在准工作状态时大于系统设置自动启泵压力值，增加值宜为0.07Mpa~0.10Mpa，且应保持系统最不利点处水灭火设施在准工作状态时的静水压力应大于0.15MPa。此时稳压泵不需与消防泵联用。

2、减压阀减压分区供水方式

减压阀给水方式是指多个分区采用一组消防水泵、屋顶水箱，通过减压阀并联向各分区供水，关键设备是减压阀，减压阀应用在消防给水己经有较长时间，在减压阀设备的不断完善发展下。为了消防泵的运行正常，《消规》要求消防泵应设置备用泵，其性能应与工作泵性能一致。为了水源可靠，《消规》要求对大于 500m³的消防水池，宜设连个能独立使用的消防水池；当大于1000 m³时，应设置能独立使用的两座消防水池。《规程》规定：“当采用小区集中给水泵房的生活、消防共用给水系统，且平时水泵出水压力小于 0.45MPa 的 12 层及 12 层以下的住宅，可不设消防高位水箱”。这样的系统生活、消防给水系统共用，采用变频调速供水，生活供水时满足生活用水水量和水压要求，消防供水时给水流量能满足生活和消防同时供水的流量和水压要求，电源要求不低于按二级负荷的要求供电或自备柴油发电机，因此，即使取消消防水箱，对灭火不会有太大的影响。

三、高层建筑消防给水系统设计要点

1、消防水池

消防水池是用来储存消防用水的构筑物,是天然水源或市政给水管网的一种重要补充手段。《消防给水及消火栓系统技术规范规范》规定:当生产、生活用水量达到最大时，市政给水管道或入户引入管不能满足消防用水量；当采用一路消防供水或只有一条入户引入管且室外消火栓设计流量大于20L/S或建筑高度大于50m；市政消防给水流量小于建筑室内外消防给水设计流量,只要具备上述一种情况,就应该设置消防水池。《高规》第7.3.3条对消防水池的容积做了详细规定:当室外给水管网能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求;当室外给水管网不能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。消防水池的构建还要考虑工程造价及管理方面的要求,在保证城市环状供水稳定可靠的前提下,可以采取适当放大进水管尺寸的方式,保证在室外消防用水量充足的前提下,进水管可以补充消防水池需求的消防用水量,这样就可以适当缩小消防水池的容积,减少工程造价。

2、水泵接合器数量的确定与分析

当室内消防水泵发生故障或遭遇大火，室内的消防用水不足时，消防车可运用水泵接合器从室外消火栓处取水，并将水送到室内消防给水管网以供灭火使用；经过长期观测实验，由室内消防用水量计算确定消防水泵接合器的数量，并按10－15L/s计算每个水泵接合器的流量，当消防给水竖向分区时，在消防车供水压力范围内，应分别设置水泵接合器，水泵接合器的数量按室内消防用水量计算，同时还应考虑室外供水能力综合确定其整个系统的正常运行，保证灭火工作正常运转，同时实现节约投资，保障消防安全的最终目标。

3、高层建筑消火栓的设置与要求

高层建筑的消火栓包括室外消火栓和室内消火栓。室外消火栓在布置时应沿高层建筑均匀布置，并预留消防操作场地便于操作，其他与低层建筑要求相同。室内消火栓设备主要包括水枪、水带、消火栓、消防卷盘、消火栓启泵按钮及消火栓箱。高层建筑要求水枪喷嘴口径不小于19mm，水带直径及消火栓口径均不应小于65mm。此外，为便于普通人员扑灭初期火灾，高层民用建筑均应增设消防卷盘。高层建筑室内消防系统应独立设置。当消防给水管网的工作压力小于1.2MPa时，埋地管道宜采用球墨铸铁管或钢丝网骨架塑料复合管等；当系统压力大于1.2MPa时，宜采用厚壁焊接钢管、无缝钢管等。管道的连接方式应根据管材来定。主要有沟槽式、丝接、焊接、承插式连接等。

4、自动喷水灭火系统设置

自动喷水灭火系统是一种在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设施。按喷头的形式分为闭式自动喷水灭火系统与开式自动喷水灭火系统。主要有湿式、干式、雨淋、水幕等几种系统。首先，湿式自动喷水灭火系统管网内充满有压水，发生火灾后，当温度升高到喷头开启温度时，喷头的感温元件爆裂或闭锁融化脱落，水即从喷头喷出灭火。其具有灭火速度快、控火效率高的特点，但当管道出现渗漏时会损坏建筑的装饰。适用于常年温度在4℃-70℃之间，且能用水灭火的建筑；其次，干式自动喷水灭火系统平时管网内不充水而是充满压缩空气，当发生火灾火点温度上升到一定值时，喷头开启，气体喷出，管网压力降低，使压力水打开控制阀进入配水管网灭火。其特点是报警阀后的管道内充压缩空气或氮气，不影响建筑装饰，对环境无特殊要求，但喷头较湿式系统出水慢；再次，雨淋自动喷水灭火系统采用开式洒水喷头，由配套使用的火灾自动报警系统或传动管联动雨淋阀控制喷头喷水。常用于火灾蔓延速度快的场所和净空高度超过规范、不适应采用闭式系统的场所。其扑救火灾的效果好，但水渍比较严重；最后，水幕自动喷水灭火系统工作程序与雨淋喷水灭火系统相同，区别在于水幕系统的喷头是沿线布置，喷头喷出的水形成水帘，主要是起阻隔火势蔓延的作用，适用于需设防火墙隔离的部位。

5、消防卷盘的布置

高级旅馆、重要的办公楼、一类高层的公共建筑和100米以上超高层建筑，都应配置消防卷盘。即使是在住宅走道上设置了自动喷水灭火系统，对于户内火灾也鞭长莫及，控制不了户内初期火灾。消防卷盘在住宅建筑中应受到重视，消防卷盘可以及时有效地扑灭初期火灾。高层住宅内消防卷盘的特殊作用是其它设施不可取代的。消防卷盘的间距应保证有一股水流能到达室内地面任何部位。对于同层房间任何一点，需有两股水柱同时到达。

结束语

随着城市的不断发展,可利用的土地资源越来越少,高层建筑越来越成为城市建筑的主导,近几年高层建筑火灾事故频发,如何设计出一整套经济、合理、安全的消防系统是我们设计人员的职责。随着新材料、新技术、新工艺的不断出现,相信我们的高层建筑消防给水设计会做得越来越经济、越来越完善。

参考文献

[1]孟冬花.高层建筑消防给水系统应用技术[D].郑州大学,2012（12）.

[2]颜正惠.建筑给水排水工程的设计优化研究[D].华南理工大学,2012（15）.

[3]王圆敏.大空间建筑消防给水系统的优化研究[D].重庆大学,2012（32）.

[4]余传林.高层建筑消防给水系统优化设计研究[J].常州工学院学报,2012（02）