高层建筑增设独立式灭火救援消防供水竖管系统必要性研究

摘要：近年来，随着社会经济的不断发展，全国、全省各地高层建筑与日俱增，高层建筑在满足人们日益增长的物质需求的同时，随之而来的是高层建筑火灾也呈逐年增多的趋势。在高层建筑火灾中，由于消防主体责任不明确、物业人员失控漏管、部分消防设施老旧和功能故障等原因，经常造成高层建筑室内消火栓、自动喷水灭火系统、水泵接合器等消防设施不能正常发挥作用，发生火灾后，只能由消防官兵依靠沿建筑外墙或室内疏散楼梯铺设水带进行灭火，由于现在高层建筑外墙越来越多地采用玻璃幕墙，沿建筑外墙基本无法铺设水带，沿疏散楼梯间铺设水带又和人员疏散方向相冲突，延误最佳逃生时间和灭火时间，造成火灾范围扩大，人员伤亡增多，经济损失增大等严重后果，因此，笔者设想在高层建筑中，增设独立式灭火救援消防专用供水竖管及配套水泵接合器系统，已达到使消防官兵快速到达起火层，利用消防竖管（不用铺设水带）进行灭火、减少损失的目的。

关键词：高层建筑;灭火救援;供水竖管

一、贵阳市高层建筑情况

据不完全统计，贵阳市有高层建筑4548栋（在建1063栋），已建成投入使用的高层建筑中，商住楼1019栋，公共建筑1358栋，住宅建筑1108栋，主要分布在南明区、云岩区、观山湖区。在消防部门的日常监督检查中，发现相当一部分高层建筑消防室内消火栓和自动喷水灭火系统未保持完好有效。

二、高层建筑火灾案例

（一）贵阳市万科玲珑湾“2.25”火灾

2017年2月25日8时46分，贵阳市云岩区万科玲珑湾一高层居民楼发生火灾。9时01分，辖区中队到场后发现起火点为该建筑的电井电缆起火，烟雾较大，温度较高，且7至20层都已完全冲烟。但由于室内消火栓无法正常供水，官兵只能铺设水带灭火，影响灭火救援效率，所幸该起火灾未造成人员伤亡。

（二）贵阳市未来方舟F4组团 “2.19”火灾

2017年2月19日9时55分，贵阳市云岩区未来方舟F4组团19楼一民房发生火灾。10时05分，辖区中队到达现场，发现起火点为该建筑19楼一居民家中阳台的堆放的物品起火，由于室内消火栓压力不足且水泵不能正常启动，官兵只能通过沿楼梯铺设水带设置水枪整地，造成火势不能在第一时间得到有效控制，贻误战机，错过最佳灭火时机。

（三）其它地区高层建筑火灾事故

2017年3月19日中午12点左右，黑龙江省牡丹江市爱民区曙光新城11层一居民家突发大火，消防员到场后发现室内消火栓没有水，官兵只能将水带通过楼梯铺设到11层。

通过互联网搜索引擎进行检索“消火栓”、“ 没有水”、“无水”等关键词，有近13000条新闻，高层建筑内部灭火设施不能使用已经成为高层建筑火灾造成严重损失的重要原因。

三、现有高层建筑灭火设施及其常见问题

由于现行《建筑设计防火规范》（GB50016—2014）、《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）、《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116—2013）等规范是在2014年至2015年间相继出台实施。目前，高层建筑中，绝大多数按照1995版《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）和1998版《火灾自动报警系统设计规范》等技术规范执行. 上述规范中，对高层建筑内部灭火设施有如下主要规定：

（一）室内消火栓系统

一般采用设置消防水池和高位消防水箱的临时高压系统，对高度在50米以下的建筑，设计流量在10至30升/秒，对高度在50米以上的建筑，设计流量在20至40升/秒。重要建筑消火栓用水量按照火灾持续时间3小时计算，一般高层建筑按照2小时计算。消火栓的设置应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达。应设置水泵接合器，每个水泵接合器的流量应按10至15升/秒计算。消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑高度不超过100米的高层建筑不应小于10米;建筑高度超过100米的高层建筑不应小于13米。临时高压系统应设置互为主备泵的消防水泵2台，通过手动启动按钮、消防联动控制器和控制柜启动消防泵。

（二） 自动喷水灭火系统

高层建筑普遍采用湿式自动喷灭火系统，消防水源均为建筑内部消防水池和高位消防水箱。在《自动喷水灭火系统设计规范》中，高层建筑属于中危险级类建筑，消防用水流量一般在20至30升/秒，火灾持续时间按照1小时计算;喷头间距一般不大于3.5米，最不利点工作压力不小于0.05MPa。系统一般设置互为主备泵的消防水泵2台，通过压力开关直接连锁启泵，或通过消防联动控制器和控制柜启动消防泵。

室内消火栓系统和自动喷水灭火系统均应设置水泵接合器，每个水泵接合器流量为10至15升/秒。

上述规定虽然明确具体，但是在我们灭火救援和监督检查中，时常发现下列问题，造成发生火灾后消防设施不能使用：

1.单位未严格落实消防安全责任，消防控制室的值班人员不懂得操作消防设施，造成应处于自动状态的消防设施被设置为手动状态或停止状态。

2.不正确操作和使用消防设施，不定期对消防设施进行维护保养，导致消防设施未保持完好有效或不能正常使用;部分建筑的管理单位或物业服务企业甚至存在故意停用消防设施的行为。

3.将消防水池、消防水箱内的水另作他用，造成消防用水量不足，发生火灾时系统无水可用。

4.关闭不应该关闭的阀门，导致自动喷水灭火系统和室内消火栓系统管道堵塞、锁闭;特别是高层建筑内灭火系统的管道复杂，阀门众多，关闭阀门后消防队员往往難以在短时间排查和开启阀门。

5.消防水泵接合器设置位置和设置形式不合理，或被埋压、占用、损坏，阀门被关闭等，导致消防车不能向灭火系统管道内供水，使消防员失去了深入建筑内部战斗，阻止火势扩大蔓延的最后一道防线。

（三）消防给水系统通病

《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）将给水技术措施从传统建筑规范中分离出来进行细化。然而传统老旧建筑水施部分基本属于闲置。由于水施部分属于隐蔽工程。管网无水、接口损坏、分区不明、标识不清、阀门失效等现象频发。

上述问题在火灾发生时，必然造成建筑内部灭火设施瘫痪，必然贻误最佳灭火时机，造成大量人员受伤和经济损失。

四、高层建筑增设干式消防竖管的必要性和紧迫性

目前，消防部门装备的登高消防车和高喷消防车从建筑外部救援和灭火的高度最高仅为101米，以贵阳为例，目前超过100米的超高层建筑236栋，消防装备与城市发展严重不足，特种举高消防车辆由于超高、超长、超重，对道路宽度、坡度及转弯半径要求极为苛刻。同时，由于举高类消防车辆在火灾发生时，仅能在外部作业，作业时间长，无法直击火点，对建筑内部火势望尘莫及。

从日常消防监督检查来看，在全市已排查的高层建筑中，消防设施存在故障的、消防控制室不能规范值班和运行的，室内消防供水管网无水的，比比皆是。为确保在高层建筑火灾中可以迅速展开内部救援和内攻灭火，最快速度阻止火势蔓延，最大限度降低财产损失，保护人员生命安全，迫切需要一种操作简单、有效实用、出水快速、可与消防车辆耦合联用的灭火设施。经总结多次消防部门高层建筑火灾扑救战例，所以提议在高层建筑内增设干式消防竖管灭火系统。

五、干式消防竖管系统

（一） 干式消防竖管定义

干式消防竖管指提前安装在建筑立面，并在建筑各楼层预留水带接口的垂直管网，火灾发生时能够通过移动消防装备向管网内直接输送灭火药剂的的独立消防专用竖管。

（二） 技术要求及设计参数

干式消防竖管系统应满足下列条件：

1.干式消防竖管系统应由专用水泵接合器接口、止回阀、供水管道、室内消火栓接口和自动排气阀等组成。

2.与原有的室内消火栓系统和自动喷水灭火系统分开设置，在原有系统未保持完好有效时，干式消防竖管仍具备使用功能。

3.干式消防竖管可以沿建筑外墙设置，也可以设置在建筑内部消防电梯旁，见图1沿建筑外墙供水干管设置示意图、图2依托于室内垂直通道供水干管示意图;在每层防烟楼梯间前室或封闭楼梯间平台上设置水带连接接口，不需要设置消防箱和配备水带水枪;同时设置在建筑外部暴露面的干管应做防锈、抗氧化处理。

4.干式消防竖管的水泵接合器接口应设在室外便于消防车停靠和使用的地点，距离建筑外墙不应小于5米，且距室外消火栓或消防水池的距离不宜小于15米，并不宜大于40米;接口处应有明显标识标记，标明额定压力，以便和自动喷水灭火系统和室内消火栓系统接口进行区分。

5.干式消防竖管设计流量不应低于15升/秒，且竖管直径不应低于100毫米。

6.干式消防竖管平时可以无水，火灾发生后由消防车通过专用水泵接合器向室内干式消防竖管供水，消防队员自行携带消防水带到达起火层，连接竖管上的出水口投入火灾扑救。

7.对于同一建筑群内的多栋高层建筑，干式消防竖管水泵接合器接口应分别布置，不应合并使用;竖管阀门应采用明杆闸阀，且设置在便于检查、便于操作的位置。

8.应根据设置建筑考虑供水干管及安全阀的承压能力，其中250米以上的超高层建筑，经性能化设计确定干管承压能力;100至250米的超高层建筑干管承压能力不低于3.5MPA;一类高层建筑不低于1.5MPA，并在注水口标注压力范围。

（三）设置优势

1.施工相对简单，工程相对量较小。由于干式消防竖管不需要与自动消防设施联动，不需要将管道设置为环状供水，重点满足高层建筑的灭火战斗需求，一般不需要在地下室内铺设，因此所需要铺设的管道相比自动喷水灭火和室内消火栓系统大大减少。

2.减少消防员到场铺设水带的环节，消防队员可携带灭火器材来消防电梯直接到着火楼层连接消防竖管出水灭火。

3.简单易用，有利于初战快速出水，快速灭火。根据消防部门现有作战要则，高层建筑火灾至少需要出动2个消防中队，4辆以上水罐消防车投入战斗，只要有1辆消防车连接干式消防竖管水泵接合器接口，就可以立即向着火建筑供水。根据我州高层建筑供水实地测试，当建筑高度在128米，消防车水泵出口压力在1.8MPa时，最快可以在1分15秒内出1支水枪，1分37秒出3支水枪;经多次测试，出3支水枪的平均速度约为2分钟;灭火速度大大高于使用建筑室内消火栓的速度。在自动喷水灭火系统和室内消火栓系统因为各种原因不能使用的情况下，干式消防竖管仍可以直接向建筑内供水灭火，最大限度保障灭火作战。

4.维护保养成本低，保养工序简单。干式消防竖管不接入自动消防系统，日常的维护保养主要在于保证管道畅通，不堵塞，阀门不关闭，普通工作人员经过简单培训即可开展日常维护保养和检查。

各地可以根据高层建筑危险性、建筑主体、建筑结构及建筑分布进行分类实施，在高层建筑分类方面可考虑超高层、一类高层、二类高层的顺序进行分布建设。在建筑使用类型上，应按照公用、商住、住宅的顺序分布建设。

参考文献：

GB50016-2014.建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

GB50084-2001.自动喷水灭火系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2006.

GB 50974-2014.消防給水及消火栓系统技术规范[S].北京：中国计划出版社，2014.

作者简介：

刘彦海，男，学士，贵阳市消防救援支队参谋长，技术七级工程师，主要从事灭火救援指挥工作。