高层建筑消防给水系统设计及可靠性分析

杨颖鑫

1 高层建筑消防给水

1.1 可靠性设计要求

消防给水系统的组成方式较为复杂，而其可靠性则取决于各单元之间的功能关系，通过高层建筑各单元之间的可靠性提升，才能从根本上提高整个系统的可靠性。该系统设计需要严格按照我国在高层建筑中提出的相关规范要求，可靠性的设计需要满足高层建筑消防给水的设计指标。该系统中的可靠性不仅仅是系统运行的可靠性，同时也关系到系统设备、单元组件的可靠性，通过高层建筑消防给水系统的可靠性分配来保障系统运行效率与功能的有效实现，提高消防给水系统的使用寿命，以满足消防给水系统的设计要求。在整个系统的技术设计完成后，须根据各单元组件的失效率、系统工作模式、实际要求的工作时间对系统进行可靠度预测。通过与设定的可靠度比较，再调整设计或提高各单元组件的可靠度。该系统可靠性设计过程中还需要对建筑物周围的环境因素进行分析，在系统设计中需要保证该系统在发生故障时，可以便于维修。

1.2 高层建筑消防给水方式

1.2.1 不分区给水

在高层建筑消防不分区给水系统中，必须要开展消防水池的设计工作。对其用水量的标准要求进行深入的分析，必须要让其用水量达到其消防用水量的储存要求。调控好水箱的安装位置，尽可能的让水箱安装在其系统的上部位置，满足消防用水量的使用要求。如果其高位消防水箱的高度比较小，那么就会影响到消火栓水压的数值的正常变化，想继续维持其系统的正常运行状态，就需要在该基础层面上，对其出水管的位置处，适当的增设水泵和气压罐等一系列的系统稳压装置设施。在低位的水泵房面积空间之中，确保其系统稳压装置设立的集中性。

1.2.2 分区串联给水

分区串联给水方式的应用在我国高层建筑消防给水系统中尤为常见，该分区串联给水方式主要使用的是减压阀，通过减压阀来代替原本的中间水箱作用，这种替代方式可以有效的减小其上层所使用的面积大小，还会调控噪声等的分贝量和传播的范围，避免其产生二次污染等不良现象，高效的提升了整体系统运行的可靠程度，同时还优化了其系统运行的流程，让其后续所开展的维修工作变得更加的简便，给其维修工作提供了便利。

1.2.3 分区并联给水

在超高层建筑设施中，分区并联这种给水方式使用频率比较高，将水泵集中性的安装到地下室的位置中，这样其会减小上层的使用面积，让其各个区域内系统设施都能维持一个独立的运行状态，彼此之间互不干扰，这种分区并联的给水方式相对来说比较稳定，安全可靠程度也比较高。集中安装设备，会优化维修管理工作，让其管理工作开展的更为顺畅，但是采用高区的水泵工作形式，其所产生的水泵压力比较大，所需要的投资金额耗费量也比较明显。若使用减压阀来取代中间位置所安装的水箱装置，其可以减小使用的面积，避免其产生噪声以及二次污染的现象。

2 高层建筑消防给水系统的设计要点

2.1 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。

2.2 水泵接合器数量

室内消防水泵在产生故障时，就会让其室内的消防用水产生不足的问题，这时消防车就需要使用水泵接合器，在室外消火栓的位置处开展取水等的工作，之后再把水运输到室内的消防给水管网之中，为其灭火工作做准备。在长期的实验调查活动中可以了解到，室内消防用水量的计算必须要以消防水泵接合器的数量为基准，依照10～15L/s区精准的推算水泵接合器的实际流量数值，如果其消防给水为竖向分区时，其就应当考量消防车的供水压力，在合理的范围内调查其实际的综合能力，进而确保其系统的稳定运行状态，让其灭火工作始终可以正常的运转，减小各类费用资金的投入量，减小投资，让其达到消防安全的目标。

2.3 高层建筑消火栓的设计

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。

3 给水系统可靠性研究

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。