高层建筑消防给水系统的设计研究

陈振华

摘要：高层建筑作为现代城市发展进步的标志，随着社会发展，建筑高度不断增高，很容易影响消防给水系统的运行。而高层建筑随着社会发展将越来越多，若不能解决高层建筑消防给排水系统存在的问题，势必会潜藏安全隐患，难以保障高层建筑内居民的生命与财产安全。因此，本文针对高层建筑消防给水系统设计进行分析，希望能够结合高层建筑需求，探讨解决给水系统存在的问题，从而构建安全环境，在保障大众安全的同时推动社会经济与建筑行业共同发展。

关键词：高层建筑;消防给水系统;设计研究

建筑行业发展极为迅速，近些年，为缓解城市用地紧张的问题，提高经济效益，高层建筑发展迅速。在高层建筑建设完成后，需要在高层建筑内部设计消防给水系统，以保证给水系统稳定运行，能够在火灾初期对火灾蔓延加以管控。虽然，近些年研究出多种新型灭火器与灭火剂，但是，水作为扑救火灾的主要灭火剂，不仅价格低廉且有效，无论是从经济角度还是安全角度考量，都应充分重视给水系统设计工作。在高层建筑给水系统设计工作中，应合理设计消防给水系统，并根据以往经验，对高层建筑给水系统设计不合理之处加以优化，从而以最小代价，取得最佳防火效果。

1 城市高层建筑结构复杂

通常来说，高层建筑楼体较高，每一层住户较多，且建筑结构复杂。住户多、疏散距离长，基于高层建筑的这些特点，火灾管控难度势必增大。因此，在高层建筑发生火灾事故时，只能借助高层楼梯进行逃生，但是，由于高层建筑结构复杂，很多逃生楼梯位于建筑物两端，而部分高层建筑回廊较长，难以在短时间内跑到回廊两端。再加上，火灾伴随浓烟，降低了建筑内部的可见度，在火灾中惊慌失措的群众，很难找到准确位置，到达安全通道。

2 城市高层建筑火灾扑救存在的问题

2.1存在盲点与水压不稳定问题

国内消防的云梯多在50米至70米左右，对于高层建筑火情管控难度大，大部分城市的高层建筑，甚至早已超过100米[1]。据不完全统计，仅200米以上的高层建筑竣工数量已经超过140多座，今后还将更多。因此在火灾防控方面，已经出现了火灾管控的盲点，增大了火灾防范的管控难度。此外，由于整体建筑高度较高，火灾在蔓延过程中，很容易受到高层建筑内部气压与风压等多种因素的影响，从而加快火灾蔓延速度。高层建筑内部的电梯、梯井与排风管，会在火灾发生时，促使空气流速增加，从而为高层建筑内部火灾蔓延提供助燃。再加上水压不稳定，高层建筑内部增压困难，这些因素如不能得到解决，都会进一步扩大火灾危害，威胁高层建筑居民生命健康与财产安全。

由于高层建筑整体较高，且火灾蔓延方向与群众逃生的方向相反，一旦高层建筑消防给水系统不能稳定供水，将难以遏制火灾蔓延，不仅会造成经济损失，更会造成人员伤亡问题。绝大部分高层建筑，建筑的居民用水，需要经过水泵进行加压，否则难以维持高层建筑基本供水。而在火灾发生时，要想控制火灾，降低火灾蔓延速度，或是扑灭火灾，对用水量需求高达300L/S[2]，而普通的水泵，其供水量仅能达到100L/S[3]，可见普通水泵难以达到高层建筑基本防火给水要求。

2.2建筑内部给水管道耐火性差

在火灾出现后，很容易影响给水管道，使高层建筑给水管道受热变形，进而导致供水故障问题出现，降低供水能力。而消防车在高层建筑火灾扑救中，消防水带需要稳定压力，对耐压要求较高，而高层建筑水压难以达到消防水带要求，最终导致火灾不断蔓延，出现大量人员伤亡。此外，部分高层建筑，在日常管理工作中，对于消防设备维护管理力度不足，很多消防设备由于闲置时间过长，甚至出现老化、磨损与过期等问题，这些存有不同问题的消防设备与给水系统，难以在高层建筑火灾中发挥应有的价值与作用。与此同时，由于高层建筑施工单位不统一，在高层建筑施工中，如果没有遵循规范要求，合理设置高层建筑消防给水系统，也将增加高层建筑防火设备与给水系统维护难度，从而导致高层防火设备与给水系统处于失效状态。

2.3高层建筑给水系统有待完善

在火灾扑救过程中，常应用两种方式：其一，火灾扑救人员，在建筑外部给水，降低着火建筑的温度，进行火灾扑救工作，但是，受到供水压力的影响，高喷消防车供水也有很大的局限性，很难达到着火层的供水要求，特别是近几年发生的几起高层建筑外墙保温着火，就存在典型的供水问题。其二，依靠建筑内部消防给水系统，借助自动喷水灭火系统、水泵结合器接力供水等系统，对温度较高区域进行自动洒水，从而达到高层建筑灭火的目的。但是，对上述两种灭火方式进行分析，外部灭火主要依靠人力，从外部为高层建筑降温，此种方式相对完善且专业。而高层建筑内部消防给水系统设计工作，不仅要解决供水问题，更要合理优化给水系统。但是，由于高层建筑内部给水系统分布不完善，给水装置难以实现全方位覆盖，从而阻碍火灾扑救工作的开展。因此，需要集中更多专业人员，合理设计消防给水系统设计工作，从而解决高层建筑内部给水灭火难等问题，提升高层建筑给水系统灭火能力，为大众构建安全的生活环境。

3 高层建筑消防给水系统相关设计研究

3.1消防给水系统之消火栓设计

消火栓作为高层建筑消防给水系统的常见部分，高层建筑内部消火栓主要为两种形式，其一，为消防车提供供水，在高层建筑外部。因此，在高层建筑外部消火栓设计工作中，应当结合高层建筑实际灭火需求，以及保护半径与水资源利用等实际情况，合理设置高层建筑室外消火栓，确保建筑外部供水能够覆盖高层建筑的全范围。其二，为高层建筑内部设置室内消火栓，在室内消火栓设计工作中，应当结合高层建筑垂直高度，合理设置消火栓数量、供水压力、消防水带的选型配置等，并确保同一楼层中，有两个消火栓或是消防水带，能够达到楼层內任意角落，实现无死角给水。

同时，在消火栓设计工作中，应当将室内消火栓设置在前室或者走廊等明显位置，确保消防救援人员与楼内居民或公共建筑的内部员工，能够在第一时间内找到室内消火栓，并利用消火栓扑救初期火灾，控制高层建筑火灾蔓延，并在物业管理部门或公共建筑管理单位的共同指导下，经常开展消防演练，达到着火不惊不慌的目的。在高层建筑内部合理设置室内消火栓，对于住户来说，经过火灾扑救培训，能够合理运用消火栓与多种灭火设备，在火灾初期，对火灾进行管控。对于消防工作者来说，能够在最短时间内，使用消防设备，对于云梯不能到达的地方，进行火灾扑救工作，缓解高层廊道过长，遏制火灾蔓延，即使在火灾严重的情况下，依旧能够借助消防栓系统，最大限度地控制火情，为高层建筑住户提供宝贵的逃生时间。对于建筑的室外墙面部分，建议在建筑的顶部向下垂直设置雨淋系统，起到辅助灭火的作用。

3.2消防给水系统之减压与增压设计

由于高层建筑内部水压不稳定，為保障上层供水，在高层建筑内部常应用水泵进行增压或是减压处理。很多高层建筑虽然设计增压与减压阀，但是，由于后期维护管理不到位，或是无故障警报系统，高层建筑内部的水压稳定性亦难以得到合理管控，多数的消防栓水压为0.5MPa[4]，高层建筑内部供水管道水压数值超过减压装置，应设计可调节减压阀，充分利用可调节减压阀，对高层建筑内部竖向分区水压压力进行调整。其次，为确保高层建筑内部水压的稳定性，在消防给水系统设计中，应在保障日常供水的前提下，在出现火灾后，对水压进行调节，确保水压能够满足消防供水压力的要求，进行加压处理，从而控制消防栓流水速度，解决消防给水系统水压不足的问题，为消防工作提供稳定水压。最后，高层建筑的给排水系统设计人员，应主动咨询消防部门，在高层建筑增压与减压设计环节中，结合专业消防人员的建议，不断优化高层建筑内部给排水系统，确保高层建筑给排水系统能够达到火灾扑救的要求，避免高层建筑内部火灾扑救由于给排水系统问题造成火灾失控，威胁住户的生命安全。

3.3消防给水之消防水箱设计

对高层建筑消防给水系统设计工作加以分析，消防水箱作为消防给水系统的重要组成部分，应结合高层建筑实际情况、火灾连续用水量等因素，合理设计消防水箱。消防水箱的供水连续性与水量，对火灾控制、消防给水系统运转具有重要意义。因此，可以采取高于火灾用水量的消防水箱设计，并在这一过程中，借助并联或串联等不同方式，保持供水系统内部水压稳定性，对水压不稳定的区域，可以选择无水箱的并联分区设计形式，从而满足供水基本要求。其次，在消防供水系统的材料选择上，应尽量选择无毒、无害且抗热性能强的材料，避免火灾发生时整个供水系统被破坏。只有从多方面、合理设计消防给水系统，才能满足消防给水要求，最大限度降低火灾对高层建筑与住户带来的不良影响。

最后，在高层建筑施工完成后，做好消防专项验收工作，对高层建筑给排水存在的问题加以核查，结合最新消防安全要求，设计高层建筑消防给排水系统，以规范要求，不断完善高层建筑给排水系统，必要时，应采用遥感器、自动化设置，提升高层建筑内部给排水系统的应用性，确保高层建筑消防给排水系统作用能够充分发挥，维护住户生命安全与财产安全，这也是高层建筑给排水系统设计的重要作用，需要结合实际情况、高层建筑变化、《建筑设计防火规范》GB50016-2014的版本不断完善与更新，将大大促进高层建筑的消防安全系数。

4 结语

消防给水系统，在高层建筑中具有极为重要的意义。高层建筑内部给水系统，不仅能解决外部降温或是云梯高度不足等弊端，更能在火灾初期，借助温度传感器，对火灾进行管控。火灾初期是火灾扑救的最佳时段，如果在火灾初期阶段，高层建筑内部给水系统能够发挥应有的作用，不仅能降低火灾影响，更能避免财产损失，维护住户的生命安全，提升高层建筑的安全性能。与此同时，应做好火灾防控知识宣传工作，最大限度避免火灾出现，降低火灾带来的严重影响，保护高层建筑住户生命安全。

参考文献：

[1] 李建林.建筑消防给水系统设计施工中存在的问题及解决对      策[J].消防界（电子版），2019，5（18）：46-47.

[2] 甘丽.250m以上超高层建筑消防给水系统设计探讨[J].城市建      筑，2019，16（06）：65-67.

[3] 李茜.高层建筑消防给水系统给水方式的选择研究[J].住宅与      房地产，2018（12）：64.

[4] 杨凯.超高层建筑消防给水系统设计探析[J].建材与装饰，2018      （06）：103-104.