高层建筑消防给水系统给水方式的选择

王小波

（山西省城乡规划设计研究院工程设计中心，山西太原 030001）

0 前言

近年来受到一线地区经济飞速增长的影响，其他城市流入一线城市的人口日益增加，人口密度变大，高层办公、高层住宅也得到了迅猛的发展。然而由于高层建筑人员密集性大、建筑功能复杂，建筑装饰等可燃物多，一旦发生火灾，便会伴有人员疏散困难、火势蔓延迅速、救援工作较复杂等情形，常常会令高层住户陷入巨大的人员伤亡与财产损失的痛苦境遇中。故而做好高层建筑的消防给水系统，是最有益于高层消防的措施，而如何增强高层消防给水系统的灭火效果，则在高层建筑设计中较具研究意义。

1 高层建筑消防给水系统的特点

高层建筑在火灾发生时具有火势发展迅猛、救援难度高等特点，所以其消防给水系统应具有一定的安全性与稳定性，以确保火灾发生时能够直接被拿来使用，而不会因安全性与稳定性的不佳耽误了火灾救援的最佳时机。而给水系统的安全性应来自于对水压的控制，但如水压不能达到一定标准，则水的喷射距离和范围都会受到一定程度的影响，因而高层建筑的消防给水系统还要求系统对水压有着精确的控制，保证静水压在不伤害救援人员的同时能够对火势有着良好的抑制。高层消防给水对于静水压力要求高，同时也对出水管道的强度有着相应的要求。由于一般消防出水管道较长，如果管道内水压飙高，则意味着水管的强度也必然要强，否则水压会冲破水管，轻则发生渗水漏水情况，重则会直接损坏水管，使其无法应用于救援当中。因此，高层建筑消防给水系统的设计者应保证出水管道的机械强度、给水系统的静水压力调控和整个系统的稳定，如不能满足这些需求，则高层的消防救援便会面临灭火效果差等问题，从而为救援工作带来阻碍。

2 消防安全视角下高层建筑给排水系统设计思路

2.1 适用性

适用性是指在消防安全视角下，确保高层建筑给排水系统设计与建筑需求高度吻合，设计上科学且可行。如我国规定高层建筑的高度通常在27m 以上，面对这一情况，如果选择常规的非离心消防供水设备就很难满足建设需要，在实际应用中也难以发挥其消防功能，难以起到良好的灭火效果。

2.2 简单性

简单性是指在开展高层建筑消防给水设计中，在保证给水功能的前提下，尽量使其内部结构简单化，提高其易操控性，更好地适应消防作业用水需求，避免因水流冲击过大或水压过低而影响消防顺利开展。此外，简单性除了功能简单外，也要求设计简单，不要出现过多直角、弧面从而降低水流效果，出现水流不畅的情况，特别是高层建筑由于建筑特殊性，对消防水系统可靠性要求较高，只有简化消防给水设施，提高其可行性，才能更好地满足高层消防给水需要。

2.3 可靠性

高层建筑消防给水系设计工作是一项特别复杂的工程，需要专业的人员具备专业理论知识才能展开合理的设计工作，这样才能建设标准的建筑消防给水系统。此外，在开展高层建筑设计的过程中还要结合气候环境因素等进行合理设计，明确消防给水系统指标及使用功能，这样才能进一步提高建筑消防给水系统可靠性分配，延长设备使用寿命。

3 在建高层建筑消防给水的主要方式

3.1 按服务范围进行划分的在建高层消防给水方式

区域集中型的消防给水系统是在区域内统一进行消防给水的一种类型，能够良好的应对区域中发生的高层建筑火灾，同时因为是多个高层建筑共用同一个消防水池，能够降低资源的消耗和成本投入，提高资源的利用率。但是这种方式的缺点就是，应对多个高层建筑同时起火，或者火势向其他方向蔓延时，可能会导致供水压力不足，消防给水不能达到较高的高度，起不到消防灭火的效果，另外区域高层建筑的物业管理部门还有可能与城建部门的建设方案和意见不能达成共识，导致共用消防水池的消防给水系统不能有效的建设，影响在建高层建筑消防给水系统的效果。

3.2 按高度划分的在建高层消防给水方式

按高度划分的在建高层消防给水方式主要分为分区给水和不分区给水两种类型。不分区给水主要用于建筑的高度不大于70m，这时所需要的消防给水压力较小，消防水泵的扬程在50～100m 之间，能够发挥良好的消防给水效果。分区给水主要有串联、并联和减压等给水方式，减压给水和并联给水适用于建筑高度在70～130m 之间的建筑，减压给水只使用一组消防泵，占地较小，设计简单，但是需要消耗的电力较大，但是由于实际中使用消防系统的次数较少，电能消耗的影响不大；并联给水是通过在低处和高处分别设置消防水泵，两个区域进行独立供水的方式，对于电能的消耗减少，消防水泵承受的压力不大，安全性较高，因此使用并联方式进行供水给水也比较合理；使用串联的方式进行消防给水一般用于建筑高度为130～200m 的高层建筑，这种方式是通过在肩高位置建立消防水箱，消防给水从高层水箱进行给水来完成消防灭火的，由于高度太高，需要的消防水泵压力要大，水管要长，会存在较大安全风险，因此使用串联的方式进行消防给水会比较安全，但是这种方式会使高层的给水受到低区的影响，对消防给水系统造成阻碍，影响使用的效果和消防灭火的作用。

4 高层建筑消防给水系统的技术问题与补救措施

4.1 消防水源的问题及其补救措施

高层消防给水系统需要在出水量足够的情况下才能满足相应的水压要求，而高位消防水箱作为高层建筑消防储水环节的重要水源供应，其储水容积分为12m3和18m3，虽然可以补充消防水池与消防水泵应用以外的消防用水问题，在近年来的几场大型火灾中发挥重要作用，却在水源的存储与应用方面缺少了一些灵活性，对此，《消防给水及消火栓系统技术规范》提出了增设6m3的水箱的规定，并对不同高层建筑的水箱配备制定了详细的参考数据，如对于高度在100m 的建筑而言，高位消防水箱的总配备量不得少于36m3，高于100m 的建筑不得配备少于50m3的高位消防水箱，而对于150m 以上的建筑则需配备不少于100m3的高位消防水箱；在配备水箱尺寸方面，高于100m 的建筑一律以18m3的容积为标准，其他高层建筑则可根据自身的需要而做以配备水箱容积的选择。这样不仅可以及时补充高层给水水源，保证水压的稳定，增强消防用水的可靠性，还可以节省一定的水源供应成本，对给水成本进行控制。

4.2 水泵接合器的应用不足及其补救策略

水泵接合器通常作为一个水灭火系统的重要零部件，被广泛运用到多种水灭火消防系统的设计与应用中，但是由于高层建筑消防工作的开展无法使用水泵，故而传统的水灭火系统也常常无法发挥出作用，即便消防水池可以被用作建筑灭火的水源，水灭火系统也无法对其展开应用，从而对高层建筑失火地带施展营救。对此，《消防给水及消火栓系统技术规范》特别将普通水灭火消防系统中的水泵接合器单独拿出做以消防的第三供水水源，通过对其的灵活应用实现了高层建筑旁现场取水加压的救援，让传统水灭火系统打破了技术的壁垒，实现了取水的便捷，增强了高层建筑火灾救援的效果，从而为高层消防给水设计提供了更多思路。此外，《消防给水及消火栓系统技术规范》也特别明确了室外消防水池的相应设计，以为水泵接合器的使用提供便利条件，如此，火灾扑救时间也能得到大大的缩短，为人员营救提供了宝贵的机会。

4.3 室内消火栓的应用问题及其补救对策

高层建筑的消防给水不仅仅依靠屋顶高位水箱蓄水装置和室外的临时取水装置，很多处于萌芽中的火灾也完全可以通过对室内消火栓系统的应用来得到较早的控制，以避免火势的扩大和蔓延。然而传统的室内灭火系统多为手动灭火系统，通过在火灾来临时将消火栓箱的启动按钮按下，被困人员或赶来的灭火战士可达到灭火水带即开即有水，但这一过程需要人力调节的事项较多，如果没有受过专业训练较难达到自救，即便灭火战士赶来营救，布置水带也需要一定的时间。因而当前的高层建筑应转变室内消防给水系统为自动启泵系统，即通过压力开关和高位水箱流量起到水泵的自动控制，既可以第一时间完成消防水泵的自动开启，又减少了电压启动水泵所带来的一系列触电安全问题与后续的维修问题，是室内消火栓的较优改良措施。

5 结束语

综上所述，当前的高层建筑消防给水设计仍存在许多问题，如若不加以分析改善，得过且过、放任不管，将会为高层住户带来严重的火灾安全隐患。因此，高层建筑施工中负责消防给水系统的设计人员应根据当前的具体问题做出设计上的调整，敢于否定现实中不适用的设计要求，通过优化设计方案达到对当前高层消防给水系统的补救，以实现对高层住户生命安全的保障。