高层建筑中消火栓系统设计安全性探析

2021-03-30陈淑芳

建材与装饰 2021年14期

陈淑芳

（阳泉市建筑设计院，山西阳泉 045000）

0 引言

高层住宅在使用过程中有人员高度密集的特点，一旦出现火灾，会出现人员疏散难度大、火灾蔓延速度快的问题，对于我们的人身安全造成严重的危害。针对这一问题，需要相关建筑企业能够加强对消防给水系统的重视力度，在结合建筑特点及实际需求基础上，进行消防给水系统的合理设计，借此来保障消防系统的应用效果，确保在火灾发生之后能够及时应对，从而促进高层建筑的使用安全性得到显著提升。

1 高层建筑室内消火栓系统介绍

1.1 消防水泵

消防水泵（fire pump）是在发生火灾时，满足消防灭火用水的重要加压装置。高层建筑的消防水泵应处于自动启泵状态，消防泵或报警阀上的压力开关及消防水箱的流量开关这三者任意一个响应就可以自动启动消防水泵；也可将消防水泵调成手动状态，由消防控制室控制屏或控制盘连接的专用线路手动启动水泵，并向消防中心报警。消防水泵控制柜还应具备机械应急启动功能，发生火灾时值班人员直接去泵房内手动启泵；消防中心也可以直接启动消防水泵。消防水泵启动灭火后应由有管理权限的人员手动停泵。

1.2 消火栓系统供水方式

1.2.1 不分区供水

是指整个建筑的消火栓只设有一个供水区，采用不分区供水必须同时满足建筑最低处的消火栓静水压不大于1.0MPa 和消防系统工作压力低于2.4MPa 两个条件，主要方式为由屋顶消防水箱、消防水池、水泵房联合供水。该方式是高层建筑消防给水系统中最简单、最基本、也是最常见的一种。其优点是设备少，系统单一，施工简便。

1.2.2 分区供水

当建筑最低处的消火栓静水压超过1.0MPa 或者消防系统工作压力超过2.4MPa，达到任一条件都应采取分区供水的方式。如何确定分区范围和具体选用哪种分区供水的方式，则要结合建筑特征、技术水平、经济条件、安全可靠、系统压力等多重因素来综合判断。

（1）消防水泵并联分区供水。这种供水方式适用于建筑最低处的消火栓静水压超过1.0MPa，但是消防系统工作压力却小于等于2.4MPa 时。当消防系统工作压力超过2.4MPa 时只能采用另外两种分区供水方式。优点为供水可靠、需要的维护水平不高、系统简单易控制。缺点为各分区设置各自独立的消防水泵、消防水箱、加压泵，导致水泵数量多，所需泵房面积较大，而且占用主体建筑的面积，给开发商的设计、施工和后期的维修带来很大的困难，用电负荷的加大，对开发商的经济也是一个巨大的考验。

（2）消防水泵串联分区供水。分区供水是采用每一级水泵将水从供水管中抽吸到高一级，因为不设置转输水箱，节约建筑面积，但是减压型倒流防止器的安装也很必要。整个串联系统安装过程中，要注意消防水泵是先从低层开启，再逐渐上升至高层依次开启，且消防水泵先启动后转输水泵才能启动。这种方法占用面积较小，较为经济合理。

（3）减压阀减压分区供水。高层建筑一般竖向分3 个区减压供水，最上面的一个区不需要减压，下面两个区每个区在单向流供水管都要设置两组减压阀组，且要设置备用减压阀，这样就不需要安装转输水箱，节约建筑用面积，减少水泵数量，降低建筑消防施工安装的费用。

（4）水箱串联分区供水。转输水箱可作为屋顶高位消防水箱用，水通过每级水泵之间的转输水箱从下一级吸到上一级，要求转输水箱容积需大于60m3，水泵压力逐级叠加就会导致超压现象，因此泄压阀的安装尤为重要。

高层建筑在进行消防系统的施工安装时，要注意合理设置室内消火栓以便于消防人员进入火场后及时找到并使用到消火栓。

2 高层建消防设计中存在的问题

2.1 消火栓问题

消火栓的问题在于以下三个方面：①消火栓在操作起来比较麻烦，步骤较多，在突发情况发生的时候普通民众往往不会使用消火栓；②由于高层建筑建设的特殊性，比传统建筑高出很多，因此在消火栓配置上还是存在不足，其中集中表现在水压上，如若消火栓系统水压不足，就会出现完全没有办法把消防用水输送到需求地；③消火栓系统减压阀设计尚不完善。实际设计中，因为出于简便性考虑，设计人员在选择消防给水系统分区供水的过程中通常所选取的消火栓主要有两种：a.减压型消火栓；b.稳压型消火栓。正是如此，消火栓并不是按照压力具体情况来选取适宜的孔板孔径，这就造成消火栓出口水压在灭火的时候完全没有办法实现有效灭火需求，所以还存在灭火的安全隐患。

2.2 消防水泵存在的问题

消防水泵是保障消防给水体系正常工作的关键设备，但在实际建设过程中，由于养护工作不到位或设置不合理等问题影响水泵正常使用。如水泵吸水管的坡度不到位，会加大气体沉积最终形成气囊，使其过水能力受到影响；此外，水泵压力管不准确，使压力管的作用力全部输送到水泵中，影响设备使用功能，使水泵在使用的过程中会产生一定的噪声；最后，水泵由于养护工作不到位进而使内部出现锈蚀，气候潮湿也是导致水泵锈蚀的重要因素，需要做好平时养护工作。

3 高层建筑消防设计方法优化

3.1 消火栓设置技术

消火栓的设计在全部建筑设计中都占据非常重要的地位，在实际设计的时候，一方面要把消防规范所规定的消火栓数量考虑在其中，另一方面还要结合建筑具体情况来展开分析，消火栓设计工作是非常复杂的项目，其流程较为麻烦，必须要综合考虑问题。在设置建筑消火栓的时候，必须要考虑到室外水管网的供水能力，并且还要保证室内的设备和设施能够与室外一一对应，确保室外消火栓和水泵接合器数量与消防用水量相匹配，避免发生火灾的时候没有足够的室外消火栓和水泵接合器来提供水源。如果室内设有消火栓的时候，还要按照室外用水情况来明确室外消火栓设置，室内消火栓缺乏足够的水压，在实际应用的时候可以利用高压给水系统来进行二次加压，直到超压以后，再设置稳定减压消火栓。而针对消防电梯而言，消火栓在设置过程中，要按照消火栓充实水柱具体情况来合理布置消火栓距离以及消火栓位置，此外还要充分考虑到建筑门窗等各项因素，一定要保证设计的科学和合理。

3.2 消防水泵房和消防水池设计

合理设计消防水泵房有利于提高高层建筑消防给水系统的运行效率，减少安全隐患。对于高层建筑的消防水泵房设计需要满足以下条件：①要选择安全可靠的设备，保证消防水泵的参数达到行业规定的标准，具备良好的性能，能够满足高层建筑消防给水设计的需求，同时节约资源降低损耗；②要加强消防水泵房的电气系统设计，根据电气系统设备的大小和形态进行合理配置，保证电气系统能够正常运行、满足消防水泵房的需要；③合理有效地运用信息化技术手段把控水泵的运行，减少水泵的故障，拓宽水泵房的适用范围。消防水池的储水量有效容积大于500m3时，需要设置两个独立的消防水池，每个水池的出水管要与水泵相连，位置要满足水箱最低有效水位，管径要满足消防给水设计流量，且要在消防控制中心设置最低水位报警装置，这样使水池的有效容积始终处于消防用水充足的状态。还要设有最高水位报警装置和溢流排水设施，当水位达到最高水位，报警装置和溢流开关同时启动，消防水池开始排水。

3.3 消防水箱设计

在高层建筑中，消防水箱应根据高层建筑建设情况、火灾用水量等因素综合考虑进行设计，同时，消防水箱供水的连续性与用水量决定着火灾控制、消防给水系统的稳定运行，因此，应该设计超过火灾用水量的消防水箱，在此环节通过并联或者串联的方式，保证给系统的水压稳定性。针对水压稳定性不够的区域，应该选择没有水箱的并联分区设计方式，以此更好地满足给水要求。其次，选择消防给水系统材料时候，要尽可能选择无毒无害、抗热性较强的材料，以免发生火灾事故时破坏整个供水系统，唯有从多个方面出发对消防给水系统进行科学合理设计，才能有效满足消防给水要求，大大降低火灾对高层建筑、使用者带来的不好影响。