高层建筑消防给水系统分类与选择应用

彭志华

（湖北省汉江公安消防支队，湖北 仙桃 433000）

高层建筑消防给水系统分类与选择应用

彭志华

（湖北省汉江公安消防支队，湖北 仙桃 433000）

随着越来越多的高层和超高层建筑被设计和投入使用,给消防安全的管控带来了更大的压力。本文以高层建筑的消防给水系统分类和选择为题进行研究，综合论述了目前常见的高层建筑供水方式，并对比了其优点和缺点。

高层建筑；消防安全；消防给水；分类选择

1 消防给水系统的分类

按照消防给水的类型不同进行分类可以分为两种不同的类型，分别为自动喷水灭火给水系统、消火栓给水系统。其中消火栓给水系统又可以分为室内的消火栓给水系统以及室外的消火栓给水系统两种。

1.1 自动喷水灭火给水系统

该系统包括自动喷水灭火系统中所含有的报警阀以及相关的管道设施和传输泵在内的给水设施。一般在高层建筑中自动喷水灭火给水系统所含有的设施除了泵类和必要的供给水管道以外，还有防止水压不够所提供的单独消防水箱。其容量一般根据楼层的高度不同而发生变化，一般而言楼层越高，自动喷水灭火给水系统的消防水箱容量越大。

1.2 消火栓给水系统

消火栓给水系统分为室内和室外两种，对于这两种不同类型的消火栓给水系统而言，其水源均来自对应的消防栓，室外消火栓给水系统的给水来自室外，在进行灭火时也是直接从外部进行灭火。而室内的消火栓给水系统则相反，其给水来源来自于建筑内部的消火栓。从构成上来看，由于部分室内消火栓给水系统安装在高层建筑内部，因此其构造上也存在一定的差异。大多数的室内消火栓给水系统还会含有一些增压设施、消防卷盘等辅助灭火设备。

2 高层建筑消防给水的几种形式

2.1 高位消防水池供水形式

在进行灭火时需要用到大量的水，而由于受到水压的限制其给水条件也显得相对较高。考虑到火灾发生时对于供电系统的影响，考虑灭火给水系统的可靠性时，除了采用水泵的方式对常规的水源进行增压来实现消防用水的供给以外，还考虑在高位设立对应的高位消防水池。一般而言，高位消防水池都建设在高层建筑的楼顶处，在日常的供给水过程中，通过增压水泵来实现对高位消防水池的水量存储。但是考虑到储存水量，对于一些楼层特别高的高层建筑而言，高位消防水池也会采用分布式的方式来进行设置。所谓的分布式是采用分散的方式来安置高位消防水池，例如50层以上的高层建筑会在大楼的中部增设对应的高位消防水池，其优点在于两个方面。第一是通过增设高位消防水池可以有效防止救火过程中的水源供给不足的现象。第二是多个高位消防水池不一定独立（电气的水泵方面可能存在关联），但是其水路相对独立，因此对于整个灭火供水系统而言，其系统的鲁棒性更高。

2.2 消防专用水泵

高位消防水池在日常情况下都处于蓄水状态，在居民用水较为紧张时，也可以通过高位消防水池改善居民用水情况。因此，高位消防水池存在日常用水以及消防用水的两种用途，在我国的高层建筑中也较为常见。但是其供水时间较短，一般只能供给高压的消防用水5～10分钟。所以对于大型火灾的扑救方面不能起到足够的水源供给效果。与高位消防水池不同，消防专用水泵是针对高层建筑的专门的消防供水系统，其供给的关键是通过专用水泵不断增加水压来实现对消防用水的供给。根据其加压形式的不同可以分为三种不同的类型。第一种是一次加压系统，第二种为串联加压系统，第三种为并联加压系统。其优缺点的论述如下。

（1）一次加压系统。所谓一次加压系统则是通过在单一的位置布置水泵来实现对消防用水的供给。其优点在于系统设计简单，维护、操作方面都更加便捷。但是该系统的鲁棒性也相对较差，如果一次加压系统中出现故障，则不能保障消防用水的供给。另外在适用范围上也存在一定的限制，由于水压与水柱的高度相关，因此楼层越高的高层建筑其需要的消防供水压力也相对越大。在采用一次加压系统进行消防用水的供给时，为了适应于楼层更高的建筑则需要加大水泵的压力。但是对于水泵而言，其零部件的构造受到制作材料和制造工艺的限制，可以承受的压力存在上限。为了保障消防用水供给的可靠性，对一次加压系统的使用范围进行了限定。

（2）串联加压系统。串联加压系统相对于单次加压系统而言，是通过多个水泵在水路方面的串联来实现对于高层建筑消防用水的供给。特别是单次加压系统对于超高层建筑不能有效提供消防用水的情况下一般采用串联加压系统，其原理图如上图1（b）所示。由于将不同的水泵在高层建筑中进行了分布式的布置，实现了对于超高楼层的消防用水供应。其优点在于：第一保障了消防用水的水压，第二相对于单次加压系统，串联加压系统的系统鲁棒性更好。当单台水泵中出现故障时，串联加压系统仍然可以保持运行，但是表现为系统的运行效率降低。串联加压系统的缺点也十分明显，主要表现为系统的设计复杂、维护困难。在系统发生故障时的故障排查相对困难，例如一个4水泵串联的加压系统，其中一台水泵发生故障时，则需要对所有水泵进行全面的排查，对于故障水泵并不能快速的锁定。

（3）并联加压系统。并联加压则具有更强的稳定性，但是其建设成本相对较高，设计、建造和故障排查都相对困难。所谓的并联加压系统是采用并联的方式来实现高层建筑的消防用水供给，其特点在于有两条或者以上的单独高层消防供水渠道。由于不同的加压系统相互独立，因此在设计和建造成本上都相对更高。其系统的运行稳定性更好，在其中一套消防供水系统发生故障时系统依然可以正常运行，为消防用水提供供给渠道。因此，相对于另外两种消防供水方法而言，并联加压系统一般用于非超高层、重要建筑的消防供水。

3 消防给水方式的选择

通过上一节关于高层建筑消防供水方式的介绍可以发现，不同的供水方式在不同的方面都具有其自身的优点，例如消防水池的方法具有更好的适应性，在防止火灾和为人们用水的便利性方面都可以提供更好的支撑。在城市供水受限以及发生火灾的极端情况下依然可以较好的辅助火灾的扑救。而消防专用水泵的方式有三种不同的选择适用于不同的高层建筑类型。考虑到不同因素对于消防用水的影响，本文从水泵的位置布置、消防水箱的位置等来进一步分析消防给水的方式选择。

3.1 消防水泵的位置设定

为防止消防水泵的空载运行，即消防水池中尽量保持有较多的消防用水，一般在设置消防水泵的位置时一般采取的位置是位于地下室，并且消防水池的水主要是供给消防车的消防水。因此在采用消防车的水泵进行吸水的时候与消防水池的水面高度落差不要超过6米。除此之外还需要注意的是如果消防水池还有室外用水，那么消防水池一般在室外水的下一层。

3.2 高位水箱的位置

高位水箱一般分为两种。一种是设置在屋顶的高位水箱，另外一种是对于超高层建筑，会有增设的高位水箱位于建筑的中部。其位置安置于整个高层建筑的顶层或者是中间的设备层、避难层的位置。并且当建筑高度不超过100m时，最不利点消火栓的静水压力不应低0.07MPa；当建筑高度超过100m时，最不利点消火栓的静水压力不应低于0.15MPa。屋顶水箱的设置高度还应保证自动喷水灭火最不利点喷头的工作压力不低于0.05MPa。

4 结语

随着我国城镇化进程的加快，城市的土地资源越来越宝贵，越来越多的高层和超高层建筑被设计和投入使用。一方面改善了城市使用土地紧张的局面，另一方面也给消防安全的管控带来了更大的压力。为此，本文以高层建筑的消防给水系统分类和选择为题进行研究，综合论述了目前常见的高层建筑供水方式，并对比了其优点和缺点，指出了不同重要程度的高层建筑在选择消防供水方式上的差别。

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