超高层建筑消防设施技术应用及研究探讨

2020-11-26丁明九

商品与质量 2020年49期

丁明九

上海建科工程咨询有限公司山东公司山东青岛 266100

1 超高层建筑火灾事故的产生原因及危害

超高层建筑火灾事故造成的危害极大，首先由于超高层建筑内部装修的材料存在是可燃性质的，且建筑内线路、电缆铺设密集。这也就给火灾的迅速蔓延和有毒气体的大量排放提供了便利条件。大量的毒烟、毒气随着电梯井等竖向管井烟囱效应就会使烟火迅速的扩散、蔓延，波及范围十分广泛[1]。

由于超高层建筑内部的业态功能种类较多，超高层建筑内包含办公单位、餐饮娱乐、休闲、酒店住宿等功能项目，用电设备负荷大，漏电、短路等故障的几率增加，容易形成点火源。超高层建筑大多由于不同单位管理方式，很难做到对建筑内各个单位进行有效的统一安全管理，导致超高层建筑内的消防设施或多或少的存在设备不齐全、设备老旧、损坏的情况。

2 超高层建筑消防给水系统

2.1 给水系统竖向分区

针对超高层建筑消防救援工作来说，需要构建完善的消防给水系统，首先依据超高层建筑的特点和高度，对给水系统进行分区。系统工作压力大于2．40MP；消火栓栓口静压大于1．0MP；报警阀处的工作压力大于1．6MP 或喷头处的工作压力大于1．20MP。出于消防管道的承压和水力均衡两方面的考虑，超高层建筑的高度超过100m，消火栓系统和喷淋系统的静压均超过规范的要求，因此必须进行分区。分区供水的形式可采用消防水泵并行或串联、减压水箱和减压阀的形式。同时辅以减压稳压型消火栓和减压孔板，以达到均衡供水的目的。

2.2 给水系统分段供水

超高层建筑消防给水工作需要进行分段供水，因为超高层建筑给水系统无法顺利达到最高点施救标准，对此，需要优化超高层建筑消防给水系统，对供水进行阶段性划分；在避难层设置转输水箱，顶层设置消防水池，其中转输水箱的设计，需要根据超高层建筑的实际情况满足向高区的水力传输，也兼做下面楼层的高位消防水箱的补水作用。

3 消防给水系统需要的设计压力及管材的选用

按下式计算：

P=k2（∑Pf+ ∑Pp）+0．01H+P0

式中：P- 消防给水系统或消防水泵所需要的设计压力或设计扬程（MPa）；

k2- 安全系数，可取1．20-1．40；

Pf- 管道沿程水头损失；

Pp- 管件和阀门局部水头损失；

H- 当消防水泵从消防水池吸水时，为最低有效水位至最不利水灭火设施的几何高差；

P0- 最不利点水灭火设施所需的设计压力（MPa）

根据经验数据，k2取1．30，∑Pf取0．0088，∑Pp取0．0017，P0 取0．035-0．05；

P=k2（∑Pf+ ∑Pp）+0．01H+P0=1．30（0．0088+0．0017）+0．01H+0．05=（H+6．4）%

说明H 代表为水泵供水区域的最低有效水位至最不利水灭火设施的几何高差；

当系统工作压力大于1．2MPa 小于1．6MPa 时，宜采用加厚钢管和无缝钢管；当系统工作压力大于1．6MPa 时，宜采用无缝钢管。

4 减压稳压消火栓箱选取的依据

栓口动压不应大于0．5MPa，超过0．7MPa 必须设置减压装置；减压稳压消火栓应应当根据进水口压力和流量进行选取。进水口压力0．5-0．8MP时，选取Ι型；进水口压力0．7-1．2MP时，选取Π型；进水口压力0．7-1．6MP 时，选取Ш 型。

5 超高层火灾自动报警系统

5.1 超高层火灾自动报警系统有效性研究

高层建筑体量大、功能多，导致火灾自动报警系统复杂。其复杂性不仅仅表现在探测点和控制点数量多，也表现在控制逻辑复杂。尽管可以结合避难层分区设置火灾自动报警系统，如何保证大量消防设施的可靠性和有效性，如何科学合理地协调各个消防设施之间以及消防系统和其他建筑系统之间的关系，是超高层建筑火灾自动报警系统重要的研究内容。

5.2 火灾自动报警系统的智能化研究

随着物联网、大数据和人工智能技术的发展，对火灾自动报警系统的智能化应用研究迎来了春天，机遇与挑战并存。提高电气火灾监控系统、防火门监控系统、消防给水和消防水池监控系统等的智能化水平，将在预防火灾发生、保证消防设施可靠性和有效性方面发挥重要的作用。

6 安全疏散系统

6.1 疏散楼梯安全性研究

疏散楼梯是楼内人员的避难路线，通过对既有部分超高层建筑的现场调研，发现部分抽检的超高层防烟楼梯间和前室余压值达不到标准要求，烟气一旦进入楼梯间，生命通道将失去作用。这个问题涉及机械加压送风量取值、送风管道材料及密闭性以及设置在避难层的进风口如何保障外墙蔓延立体火灾后安全送风等问题，值得深入思考研究[2]。