广州某超高层建筑消防给水系统简析

文｜广州地铁设计研究院股份有限公司 时钟鸣

1 工程概述

本项目位于广州东部片区，总建筑面积36 万m2。本项目是集商业、办公、公寓、酒店、城际铁路等功能的TOD 概念为设计主导的枢纽式交通综合体，项目由东西两栋塔楼(西塔高236 米，东塔高181 米)，商业裙楼及配套的地下室组成。项目地下二层连接地铁，城际轨道于三层、四层位置贯穿项目裙楼商业。消防给水系统的合理设计对保障整座建筑的消防安全具有重要意义，本文主要介绍本工程的消火栓系统及自动灭火系统的设计。

2 消防水源

本项目消防水源由两路市政给水管供给，室内消防用水量按同一防火分区内同时开启的系统所需的最大用水量计算，消防用水量计算详见表1：

由于本项目裙楼及地下室先行使用，根据上表计算在负一层设置一座990m3消防水池（作为裙楼地下室临时高压给水系统的消防水池，同时作为平时西塔楼屋面高位消防水池的补充转输消防水池，远期仅储存部分水量）；同时在屋面另外设置高位消防水池（总容积650m3），并在西塔楼20 层设置一座65m3消防接力水池及消防接力泵。为满足裙楼地下室先行使用的要求，在东塔楼9 层设两座100m3高位消防水箱分别对城际轨道及裙楼地下室消防进行稳压，储存火灾初期的消防用水量。

3 消火栓给水系统

室外消火栓系统采用低压给水系统，由两路不同市政路上的给水管供给，沿项目周边道路及建筑外墙呈环状布置。室外消火栓按照间距不大于120m 的要求设置，同时保证消防建筑扑救面一侧的室外栓数量不小于两个。

室内消火栓系统采用临时高压给水系统与高压给水相结合的系统。地下室及裙楼消防系统由负一层消防水池及泵组加压供给，采用临时高压给水系统，并预留与西塔楼屋面消防水池重力供水的接口。西塔楼9～38 层采用高压给水系统，39 层及以上楼层采用临时高压给水系统，东塔楼（9层及以上）均采用高压消防给水系统。供水干管设置减压阀进行分区，保证每个分区消火栓栓口处静压不大于1.0MPa。

室内消火栓的设置保证室内任何部位同时有两股水柱到达，消火栓箱内配置DN65SN 型消火栓一只、Φ65 合织衬胶水带一条（长25m）、Φ19mm 直流喷枪一支、消防软管卷盘一套。消火栓柜采用组合式消防柜，与手提式灭火器组合安装。

4 自动灭火系统

4.1 自动喷水灭火系统

本项目为一类高层公共建筑，按规范在其室内每层设湿式自动喷水灭火系统，系统主要设计参数如表2所示：

表1 一起火灾用水量计算表

地下室及裙楼消防系统由负一层消防水池及泵组加压供给，西塔楼38F 及以上系统由46 层消防水泵加压供给，其他区域由高位消防水池直接供给。每个湿式报警阀控制的喷头数不大于800 个，报警阀组分散设置于地下室及塔楼避难层报警阀间。每层或每个防火分区均设置信号阀及水流指示器，开关信号反馈至消防控制室。本工程所有的闭式喷头均采用快速响应喷头，喷头的参数为：

1）响应指数RTI小于或等于50(m·s)0.5；

2）流量系数为K=80，有美观需求的酒店客房区域采用K=115 的扩展型水平边墙型喷头；

3）动作温度为68℃（厨房区域喷头的动作温度为93℃）。

4.2 泡沫-水喷淋灭火系统

本项目采用闭式泡沫-水喷淋系统对地下三、四层汽车库（Ⅰ类）进行保护，系统设计参数如下：

1）泡沫混合液的混合比按3%计算，设计作用面积为465m2，供给强度不应小于6.5L/（min·m2）。

2）持续喷泡沫连的时间不应小于10分钟，水与泡沫混合液连续供给时间之和不应小于60 分钟。

3）泡沫混合液应在8L/s 至最大设计流量范围内达到额定的混合比；系统管道充水时，自系统启动至喷泡沫的时间不应大于2 分钟。

根据以上参数计算得出车库区域闭式泡沫-水喷淋系统设计流量为65L/s，管网与自动喷水灭火系统管网合用，泡沫罐在地下室集中设置。

4.3 大空间智能主动喷水灭火系统

在裙楼净高超过12m 的大空间部位设置标准型自动扫描高空水炮灭火装置，水炮中的红外探测组件可自动控制水炮电磁阀开启，也可于消防控制室手动强制控制。

水炮安装高度为6～20m，单个水炮保护半径为20m，流量为5L/s，工作压力为0.60MPa。灭火时同时开启水炮数量按5 个考虑，设计流量为25L/S，火灾延续时间1小时。系统由负一层消防水池及泵组加压供给，预留与西塔楼屋面消防水池重力流管网的接口。

4.4 防火分隔冷却喷淋系统

本项目城际轨道站台与商业分隔的防火玻璃墙处以及裙楼地下室商业街相邻的商铺防火玻璃窗处均设置窗式喷头对玻璃进行冷却保护，防火分隔冷却喷淋系统与自动喷淋系统合用泵组，管网各自独立设置。设计参数如下：

1）城际轨道站台侧防火玻璃墙处窗式喷淋保护系统喷水强度按0.5L/s.m 考虑，作用时间为3h。窗玻璃高度为5m，总长约45m，计算得出设计流量Q=28L/s；

2）商业街玻璃墙窗式喷淋保护系统设计流量按最长商铺玻璃墙两侧范围内所有喷头同时开启时的总流量计算，系统作用时间为1h，计算结果为Q=5L/s。

4.5 气体灭火系统

本项目各高、低压、变配电房、储油间及配电控制室、弱电机房、东西塔楼主电缆井线槽内及相应的层间强电配电柜等不宜用水灭火的区域设置全淹没气体灭火系统，气体灭火系统形式采用外贮压式七氟丙烷气体灭火系统、预制式七氟丙烷、及探火管灭火装置（灭火剂为七氟丙烷），系统灭火设计浓度9%，通讯机房和电子计算机房等防护区设计喷方时间不大于8s，其他防护区灭火剂喷放时间不大于10 秒。各防护区外墙净高的2/3 以上处设置泄压口。

本项目根据各防护区位置及数量采用6 套外贮压七氟丙烷气体灭火系统（组合分配系统），B1 高压至东、西塔楼各层的主电缆线槽每20m 设置一套探火管灭火装置，同时与各主线槽每层相连的层间强电配电柜每层设置一套探火管灭火装置（灭火剂为七氟丙烷）。各发电机房储油间设置预制式七氟丙烷气体灭火系统。

结束语

本文主要介绍了该超高层建筑的水消防系统设计，针对项目分期投入使用的特点，合理地进行消火栓及自动喷淋系统的分区，确保水消防系统安全可靠。综上所述，水消防系统在超高层建筑中呈现出较强的系统性和复杂性，设计人员需综合考虑各种因素，协同各专业设计共同实现建筑物的消防安全。

表2 自动喷水灭火系统参数表