试析超高层民用建筑消防给水策略

苏蔚

摘要：本文介绍了超高层建筑的理论定义，我们重点介绍了超高层民用建筑消防给水分区方式：一是消防水泵并联分区给水方式，二是消防水泵、水箱串联分区给水方式，三是一次加压减压给水方式。

Abstract： This paper introduces the definition of high-rise building， and focuses on the fire-fighting water supply zoning method for ultra-high-rise civil buildings： first， the fire-fighting pumps are connected in parallel to partition water supply； second， fire-fighting pumps and water tanks are connected in series， and the third is a pressurized decompression water supply method.

关键词：超高层；民用建筑；消防给水策略

Key words： super high rise；civil building；fire water supply strategy

中图分类号：TU976+.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）17-0195-02

0 引言

随着我国社会主义市场经济的不断发展，城市化进程的加快，高楼大厦在城市中比比皆是。为此，建筑工艺的选择需要注重于技术、艺术与创新的三者结合，来更好地推动现代都市的发展显得尤为必要，因此，这也就使得当前的建筑物高度不断提高。这在节省地表空间的同时也出现了新的挑战，那就是进行建筑消防灭火有了更大的难度，其中以超高层建筑最为明显，投资金额巨大、建筑功能非常复杂、建筑物内人数众多，在这种情况下，消防供水至关重要，只有消防供水符合标准才能在火灾出现时保证火灾被扑灭。

1 超高层建筑的理论定义

对超高层建筑进行消防设计研究，首要的事情就是要明确的知道超高层建筑的理论定义。

相关法律法规中规定超高层建筑定义：建筑高度超过100m时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。

2 转输水箱和转输水泵的理论定义

在现有的理论定义中没有转输水箱和转输水泵的概念。按字面意思，这二者一是为分区给水系统中设在避难层的中间水箱，另一个则是把水输送到上区的加压水泵。

3 超高层建筑消防系统的特点

①消防供水压力的超压是超高层建筑中一个常见的现象。为此，在认识消防供水压力的时候，需要从设计入手来进行调整。由于建筑楼层很高，灭火时很容易出现压力不稳定问题，尤其是在灭火初期，该问题更为突出。故《消防给水及消火栓系统设计规范》GB50974-2014之中对压力作出了基本规定“5.1.6消防水泵性能应满足消防给水系统所需流量和压力的要求；流量扬程性能曲线应无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量时的压力不应超过设计压力的140%，且不宜小于设计额定压力的120%；”同时，“6.2分区供水，系统最高压力大于2.40MPa时，消防给水系统应分区供水”，如果消防泵零流量时的压力比2.4MPa小或是相等，那基本能够推算出设计压力要小于等于2.4MPa/140%=1.71MPa。此时要估算到底需要多大静高，就要进行接力供水。如果消火栓口的压力是0.35MPa，水头损失是0.10MPa，地下室的层高是十米，这样就能够大致的估算出如果建筑高度大于一百一十六米（1.71-0.35-0.1-0.1=1.16）便需要进行接力供水，通过分区结合减压稳压装置防止消火栓给水系统超压。

②大量的消防用水。根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）出台，消火栓系统决定了室内消防系统用水量，且消防用水量随着建筑高度不同也呈现一定变化。一般来说，高层建筑室内外消防用水量包括三部分：一是高级旅馆等重要建筑：H<50m，60L/s；H≥50m，70L/s；二是医院等公共建筑和高级住宅：H<50m，40L/s；H≥50m，50L/s；三是普通住宅：H<50m，25L/s；H≥50m，35L/s。若建筑高度大于一百米时，无论是室内还是室外的消火栓用水量要实现大幅度提升。现阶段中国使用的大功率消防车是通过高强度水带动室内的消防管网供水，大多数城市的消防车最大供水高度是五十米左右，使用大功率消防车时高度大约为80米，当楼层高度超过80米的时候，消防车就难以通过水压来说实现供水，因此，当消防水池内的用水被使用完之后，超过80米的楼层消防用水就难以得到保障。虽然，有的消防车能够将供水高度提高到100米以上，但是这样的消防车数量较少。因此，超高层建筑的室外消火栓通常是用来扑灭小于八十米建筑物火灾的用水量。不仅如此，同普通建筑相比，超高层建筑会产生更多的消防用水量。

4 超高层民用建筑消防给水分区方式

会对超高层民用建筑消防用水产生影响的因素是多种多样的。例如，建筑物本身的高度、实际使用情况、二次污染、维护管理等等方面。消防用水系统的压力差异会被分为常高亚与临时高压系统这两种。其中，依据供水设备的不同，可分为重力供水与压力供水；依据给水方式的不同，分为联供水与并联供水。这些系统可独立运用，也可组合运用，通过组合运用的方式可将丰富整个供给系统类型。本文将通过对不同工程项目的结合运用，来对常见的四种消防给水方式进行区分讨论。

4.1 消防水泵与水箱串联的分区运用

选择串联加压供水与并联供水之间是存在差异之处的。串联供水是将消防水池、低区消防泵与传输泵设置在地下室，利用转输水箱与高区设置的消防泵来进行中间层段的处理，而消防水箱与增压稳压的设施一般设置在房屋的楼顶。地下消防水池能够供给消防火灾一次的供给用量。利用消防转输泵将水运输到中间的传输水箱，其容积大于60立方米。转输水箱可以满足低区的平时用水和消防用水，同时，也能为高层区消防用水产生帮助。屋顶水箱的供水与网管的压力维持靠地屋顶的水箱，低区楼层出现火灾的时候，可以利用地下室的消防泵灭火；高区楼层出现火灾的时候，可以利用高区的消防泵组结合高区管网来进行供水。同时，整个地下的消防传输水泵也会为传输水箱提供供水。这样的方式所带有的优点在于：每一个区域的供水压力不高，因此可以选择常规的阀门、管道与水泵，整个输水系统较为稳定，且能够降低对运水用电量的消耗。同时，这样的方式能够实现高度地提升。但是，选择这样的供水，需要留出足够的面积来配置大容积的传输水箱，且需要储备足够的用水，继而需要更大的建筑空间，会让整个建筑的造價提升，也会让整个管路系统更为复杂，控制系统更为繁琐。但是，因为这种供水系统能够达到较高的高度，因此，超过200米的高层建筑往往选择这一方式进行供水。

4.2 消防水泵与水箱并联分区供给

选择这一方式进行供水的特点在于，在每一个分区都有单独的消防水箱与水泵，且每个水泵的储水量都会超过18立方米，当出现火灾的时候，通过不同分区的高压水箱与管网压力能够对消防火灾进行初步控制与处理。为此，需要对备用水泵进行配置，同时结合消防喷水自动化系统来进行消防火灾的日常处理。选择，这种方式，一般是将两级并联相集合，这个优势在于：供水稳定性较高，且分区之间的影响较小，管道维护与管理工作更为方便，控制系统更为方便。这个系统的缺点在于：消防设备数量大，占地面积大，且投资成本与日常用电负荷大。但是，这样的系统本身的稳定性是值得认可。例如，在某一建设项目中，其主楼选择的是水泵并联分区供给，这个建筑的地上楼层有四十一层、地下有两层，建筑高度达一百八十八点五五米，共有六层、十二层和二十七这三个避难层，消防给水竖向有高低两个独立的分区。在这里面，从地下两层到地上二十六是层低区，由二十七层到四十一层是高区。在地下二层设置了消防水池和低区、高区的消火栓泵组，高、低区高位消防水箱及消防增压稳压设施分别设于27层避难层及42层屋顶设备房内，平时及火灾前期10min由高位消防水箱及消防增压稳压设施供水并维持管网压力，火灾时，分别启动各区消防主泵供水。

4.3 加压减压操作的一次处理

一次加压减压方式的运用，主要是通过在消防水池与主泵设置中进行调整运用，这将会让整栋建筑的供水要求得到满足。消防给水分为几个区，除最高一个分区不设减压阀外，剩下的所有区都要在给水主管上设置相应的减压值，以确保减压阀减压供水，屋顶设置消防水箱及消防增压稳压设施提供火灾初期消防用水并维持平时管网压力，室外在消防车供水压力范围内的消防分区，分别设置消防水泵接合器。

5 结语

通过上述的研究分析，发现关于超高层建筑的消防给水有这几种方式：第一，如果建筑没有避难层，可以通过减压阀给水的方式。第二，如果建筑具备中间设备层，通常会使用串联加压的给水方式。第三，如果建筑高度大于二百五十米，通常会使用高位水箱重力的给水方式。

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