高层公共建筑水消防系统的设计讨论

张海洋

（唐山市规划建筑设计研究院，河北 唐山 063000）

随着我国社会经济发展进步，建筑行业迅猛发展，呈现出明显的高层化和大型化发展趋势，高层公共建筑数量越来越多。当前人们在建筑方面不仅关注建筑的功能性和美观性，对建筑的安全性同样有着严格要求。相比于单层建筑和多层建筑，高层公共建筑火灾危险性大，一旦有火灾出现，非常容易在短时间内造成重大损失和伤亡事故。水消防系统属于一项重要灭火设施，在建筑项目中有着广泛应用，水消防系统设计合理与否直接关系到建筑物和人员安全以及灭火成败，本文就此展开了研究分析。

1 高层公共建筑火灾特点

第一，火灾有较多蔓延途径，一旦出现会造成极大危害。高层公共建筑中存在电梯井、管道井、排风道等设施，如果未做好这方面的防火设置，当出现火灾时，这些井道会发生烟囱效应，成为火灾蔓延主要途径。另外，建筑中横向位置设置有排风管道、送风管道等，如果未做好防火阀门设置，将为火灾在水平方向的蔓延提供可能。

第二，火灾出现后疏散难度大，容易出现重大伤亡事故。高层公共建筑层高高，人员需要较长时间才能够安全输送到地面或其他场所，如果未做好疏散通道处理，火灾过程中疏散人员与消防人员相向而行，极易出现拥挤和混乱，增大人员疏散难度。

第三，消防设施尚未完善，增大扑救难度。有研究发现，当前高层公共建筑中，消防设施符合规范的建筑仅占30%，40%高层公共建筑基本满足消防要求，仍存在一定的问题，其余30%不合格。为了在节约投资的同时达到灭火需要，高层公共建筑水消防系统流量按照扑救初期和中期用水量确定，如果火势过大，消防用水量会呈现出明显不足的情况，很难确保火灾得到及时有效扑救。

第四，功能复杂，存在较多起火因素。高层公共建筑结构功能存在较大的复杂性，包含多个使用单位和部门，如果管理制度未得到落实，将容易出现火灾漏洞，进而引发火灾。

2 高层公共建筑水消防系统设计

2.1 室外消火栓系统设置

结合建筑实际情况，选择低压制室外消火栓系统，从市政给水管网引入两条进水管，在建筑外形成环状供水管网，选择管网合适位置布置消火栓，确保建筑生活用水的基础上提供足够的室外消防用水。在室外消火栓布置方面，需要确保其符合相关标准要求。

2.2 室内消火栓系统设置

高层公共建筑建设初期很难确定准确的建筑使用功能、出入口、室内分隔等，在建设后期和使用中还存在不断改变等情况。在室内消火栓布置方面，必须要在确保消火栓布置合理性的同时避免由于建筑平面更改对室内消火栓布置的影响。考虑到高层公共建筑实际情况，室内消火栓的布置需要坚持以下几个原则：第一，适当减少消火栓布置距离，确保消火栓有足够布置密度；第二，确保各个防火区有两支水枪可以到达区域任何部位，同时还需要确保每层有两支水枪所喷出的水柱进入任何房间；第三，尽量将消火栓的立管设置在通道、柱边、楼梯口等位置，方便之后根据装修需要对其进行调整。

2.3 大空间智能灭火装置

大空间智能灭火装置主要是利用微处理器和嵌入式技术实现智能自动喷水灭火设备，系统日常运行处于监视状态，能够主动监测火点，当有火焰出现时可准确喷水灭火。大空间智能灭火装置利用紫外线、红外线等复合传感器装置，紫外器探测器能够发现火点后自动水平扫描，红外线探测器在发现火点信号后将喷嘴旋转至改点，紫外线探测器复核火点信号，之后垂直扫描，红外线探测器对火点准确定位，灭火系统出发控制信号，系统自动启泵、开阀，将火点或扑灭。火灾停止后，系统回归运行状态自动寻找着火点，当发现有火点时重复这一过程，实现对火灾的有效扑灭。

大空间智能灭火装置在实际应用中能够实现对大空间着火点的实时图像采集，通过现场视频分析，及时发现火焰并给予报警，迅速消灭着火点，同时具备现场监控和录像等功能。这一产品的应用，能够实现消防行业的本质性变更，由以往的被动式消防发展为主动式消防。大空间智能灭火装置是新的火灾预防和处理产品，不会受到空间高度、温度、有毒、易爆等因素限制，能够解决传统灭火的灭火滞后、成本高、受环境影响等弊端，火灾报警准确率和响应速度有明显提升，同时还能够减少各类环境等因素的影响，利用监控总结各类火灾出现的因素，实现对火灾的有效预防和管理。

2.4 自动喷水系统设置

第一，自动喷水系统形式选择。高层公共建筑，除变配电房外，其余场所均要设置自动喷水灭火系统保护，采暖区域，可选择湿式自动喷水灭火系统，地下车库等其他非采暖区域，可使用预作用自动喷水灭火系统。自动喷水系统在竖向不设置明显分区，可与消火栓系统共同使用消防水池、高位水箱等，同时确保最远点工作压力在0.05 MPa以上。湿式和预作用系统一个报警阀控制喷头数不超过800个，每个防火分区还需要设计水流指示器和信号阀。在每个报警阀控制的最不利点还需要设置末端试水装置，在其余水流指示器末端设置试水装置。

第二，喷头的选择。地下车库等不吊顶区域选择直立喷头，在走道、房间等吊顶区域选择吊顶型喷头。地下停车库、非采暖区域可选择易熔合金喷头，其余位置可选择玻璃球喷头，除厨房等一些高温作业区域将玻璃球喷头温级选择93 ℃外，其余位置玻璃球喷头温级选择68 ℃。

第三，喷头布置。中危险Ⅰ级，可将喷头间距布置在1.8～3.6 m，同时确保喷头与端墙距离不超过1.8 m。中危险Ⅱ级，控制喷头间距在1.8～3.4 m，同时确保喷头与端墙距离不超过1.7 m。

第四，自动喷水灭火预作用系统控制。正常情况下报警阀管网压缩空气气压0.05 MPa，当管网出现渗漏时，气压降低至0.03 Mpa时，供气管道上压力开关会自动启动空压机，管网压力持续增加，压力恢复后空压机停止工作。当有火灾出现时，火灾探测器发出信号，利用电气控制电磁阀放水，关闭空压机，开启管网快速排气阀电动阀，放气后充水，着火位置破裂，自动喷水灭火系统自动启动，向系统供水灭火。消防控制中心和人员现场均可打开雨淋阀位置的手动放水阀以及电磁放水阀，同时还可控制自动喷水灭火系统加压泵。

3 结语

高层公共建筑火灾危险性高，火灾隐患多，一旦有火灾出现，将非常容易出现严重伤亡和事故。高层公共建筑中必须要对消防系统设计有足够重视度，更好地保障建筑安全。当前很多高层公共建筑消防系统设计还存在一定的问题和不足，合格率低。高层公共建筑水消防系统的设计需要结合实际情况，做好室内外消火栓系统设计，优化自动喷淋系统设计，科学确定室内消防用水量，满足高层公共建筑消防需要，保障高层公共建筑使用安全，促进我国建筑行业发展进步。