高层建筑消防给排水设计分析

宋超

（济宁市建筑设计研究院，山东济宁 272000）

0 前言

我国人口众多，城市规模大，高层建筑在近年层出不穷，其消防问题也随之产生，如何选择适宜的消防系统也是受到了研究人员的广泛关注。利用科学技术对高层建筑的消防进行合理设计，使其具备完善的给排水消防系统，解决消防问题，对推进我国建筑行业的稳定发展具有重要意义。

1 建筑物火灾主要应对措施

1.1 火灾报警系统

20世纪40年代，美国发明了首个火灾报警系统。其主要是利用温度感应装置，在经过将近百年的研究发展后，温度感应装置的敏捷性和准确性都得到大幅提升。火灾报警系统的工作原理是：在发生火情时，报警装置感应器能够及时感受到周围环境温度、烟雾量等变化，通过感应装置将火灾转换为报警信号，火灾报警控制器得到报警信号后，对其进行分析处理，当确认其为火灾时，报警装置将信号转换为声音信号，通知警告楼内人员。同时将信号传递给消防灭火系统，启动灭火装置，控制火灾火情。

火灾报警系统并不具备灭火功能，其主要是感受并传递火灾信号，将其传递给灭火系统。所以其只有与灭火装置连用，才能达到消灭火灾的目的。

1.2 防火分区系统

由耐火性材料组建而成的耐火性分区系统，可以用来控制火情蔓延。该系统的主要构造为防火门、防火卷帘、防火墙等。当发生火灾时，火情被火灾感受器感应到，防火门和防火卷帘等装置根据指令进行相应操作。这样能够使火灾控制在某一特定范围内，防止火灾的扩大。防火分区系统能够有效抑制火灾的蔓延，也方便消防人员进行灭火。综上所述，防火分区系统只能够减缓火势的蔓延趋势，并不能够消灭火情，其也必须通过与其他的灭火系统进行联合使用，当火势将隔离装置烧毁后，火势会向其他区域进一步蔓延。

1.3 消火栓灭火系统

消火栓灭火系统是我国最基本的灭火系统，在建筑物中都应具备。消火栓灭火系统首先要具备两种必备条件：①消火栓相应设备；②使用消火栓的消防人员。消火栓灭火系统一般是在火灾发生15min后进行使用的灭火系统，在发生火情4min内进行发现；楼内人员进行报警电话需要约2.5min；消防队员出警需要大约1min；剩下时间是消防队员进场以及实施消防灭火措施。这几个环节环环相扣，每个环节都必须节省时间，加快速度。一旦时间过长就会造成火势蔓延，导致救火失败。大量实例证明，只有消防队员在15min内进行完以上操作才会对火灾进行有效控制，时间是影响消火栓灭火系统效果的重要因素。此外，建筑物的防火装置以及建筑物中可燃物的多少都是影响消火栓灭火系统效果的因素。

1.4 自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统由英国研制而成，经过不断的改革发展，已经成为应用最为广泛的灭火系统。

自动灭火装置在建筑物中应用广泛，在欧美一些发达国家中规定，所有建筑必须安装自动灭火装置，我国近年来也在逐步完善自动喷水装置的装配。自动喷水灭火装置具有以下特点：

自动喷水系统能够将火灾情况与喷水灭火装置连用在一起，在探测到火灾情况时，喷水系统能够自动开启用来扑灭火灾，根据火势大小能够决定开启喷水设备的多少。自动喷水灭火系统制作成本较低，但其能够将火灾控制在刚起势的阶段，并且其灭火用水量较少，成功率较高，所以高层建筑中往往多使用自动喷水系统作为灭火装置。

自动喷水灭火装置优点：

（1）自动喷水灭火装置能够自动监测火情，并自动开启喷水设备，不需要人工操作，这样能够将检测火情和喷水灭火融合于一身，在火灾发生初期通过连用灭火设施进行灭火操作，把火灾控制在开始阶段，能够大大减少财产损失和人力的消耗[4]。

（2）节约时间：自动喷水系统能够及时的发现火情，第一时间发出警报，告知楼内人员，以便采取及时的处理措施。将楼内人员进行安全撤离，并拨打火灾报警电话，通知消防人员到场。节约了时间且大大的提高了救援的效率，能够及时有效的控制火情[5]。

（3）能够有效控制火灾蔓延：当发生火灾时，自动喷水系统能够将喷头打开，向着着火区域进行喷洒水措施，降低了火灾区域的温度，能够同时起到防火分离的作用[6]，便于将火情控制在该区域，防止火情蔓延。

（4）无时无刻防护：自动喷水系统的监控装置和喷水装置如同24h的哨兵一般，时时刻刻的监测火情，一旦发生火灾，能够及时的采取措施进行喷水灭火措施。大大节省了人力，也节约了一部分的费用投入。

（5）节约了水资源：自动喷水系统的灭火原理是将火灾控制在火灾初期，大量的事故扑救证明，自动喷水灭火系统实现灭火成功的概率达到了90%以上，其用水量较少，不需要开启消防水泵就能够将火灾控制住，甚至完全消灭。根据有关统计，自动喷水灭火系统的用水里量在1m3左右。

2 高层建筑主流消防系统

2.1 消防给水系统

消防给水系统就是指使用水源进行灭火操作，消防给水系统分为两种，都是上文中所提到的。①消火栓灭火系统；②自动喷水灭火系统。在建筑物中自动喷水灭火系统是全球公认的高效灭火系统，能够将火灾控制在初期阶段。而消火栓灭火系统是经历时间最长，使用操作简单的灭火方式，目前在高层建筑中做出了规定，必须设置室内和室外两种消火栓给水系统，用来保证消防安全。

2.2 气体灭火系统

气体灭火系统的灭火原理是使用惰性气体，惰性气体能够使可燃物与氧气隔离，能够对液体及可溶性固体发生的火灾有良好的控制效果。气体能够不受空间约束，达到火灾的任何部位，特别是在由电力问题发生的火灾时，气体灭火系统是首选方案。一般气体灭火装置安装在图书馆、配电室、计算机房等不易用水来进行灭火的区域。

3 高层建筑给水系统形式

3.1 按不同压力分

（1）常高压消防给水系统

常高压给水系统是在何时都能够保持消防系统的要求，发生火情时，楼内人员能够使用消火栓进行灭火操作，在高压消防系统中，保证管道中水压达到最大，保证充实水柱的水头要大于10m。常高压消防给水系统需要的水压一直较大，耗费的能源较多。

（2）低压消防给水系统

低压消防给水系统内水压较低，只要将最不利点水头压力达到0.10MPa即可。当发生火灾时，消防员开室外的消火栓，把消防车和室外的消火栓进行连接，将水加到消防车里后直接进行加压灭火，也可以将消防车连接水泵接合器，把水引入室内的管网。低压消防给水系统的使用较少，通常在水压不够的地方使用。

（3）临时高压消防给水系统

临时高压消防给水系统需要设置消防泵，因准工作状态时管道中水的压力、流量不符合灭火要求，因此，有火情时，系统可自动开启消防泵，使管网中水的压力和流量达到消防灭火所需要求。一旦发生火灾，现场的人员可通过使用消火栓进行灭火。临时高压消防给水系统能够达到很好的灭火效果，也具有一定的经济性优势，目前被广泛使用。

与此同时通知消防泵控制箱开启消防泵和启动声、光报警信号告知消防控制室。初期由高位水箱供水，而消防泵开启后，由消防泵开始供水进行灭火。

3.2 按服务范围分

（1）区域集中消防给水系统

近年来，高层建筑发展很快，所以出现了一种区域集中消防给水系统。在该系统中采用一个消防泵房、消防水池满足多幢建筑的消防给水要求，可节省大量投资，便于集中管理，但因其安全可靠性较低，不适合应用在多发地震地带。区域集中消防给水系统适合地理位置稳定的区域，能够较大地节省消防费用的支出投入[7]。

（2）独立给水系统

独立消防给水系统是将每个建筑物中都安装一个独立的消防给水系统。该系统能够达到独立、互不干扰的特点，灭火的效率也较高。但是独立设置的成本较高，管理人员在后期维护的投入也较大。所以独立给水系统一般使用的较少，除非在多发地震地带，其有一定的优势。

4 结论

本文主要通过介绍高层建筑中的消防系统的特点，以及讲解几种消防措施来提高人们对于消防系统的理解。并提出在火灾初期进行火情控制是对高层建筑火灾控制的必要条件。其次通过介绍高层建筑的消防系统分类，对消防系统的使用及优缺点进行进一步的介绍，希望能够对我国建筑消防设计提供理论依据。