高层建筑的消防给水设计

■ 胡鹏程 河北衡水高新区消防救援大队

随着社会经济的发展，城市建设力度和规模都越来越大，城市资源的有限和城市扩张的需求之间存在着不可调和的矛盾，尤其是在土地资源方面更是成为城市发展的重要制约因素。高层建筑的出现则很好地缓解了这一矛盾，极大地提升了土地利用率，也为城市居民创造了更好的生活环境。但高层建筑的防火问题一直以来都是一个世界性难题，而做好消防给水设计是保障高层建筑消防安全的基础。按照《建筑设计防火规范（GB 50016-2014）》，高层建筑是指建筑高度大于27米的住宅建筑和建筑高度大于24米的非单层厂房、仓库和其他建筑[1]。本文将专门探讨高层建筑消防给水设计。

一、高层建筑消防给水系统主要问题

（一）消防水池

消防水池对高层建筑消防给水设计有非常重要的影响，同时也在很大程度上影响着建筑的布局及利用。在高层建筑消防给水的实际设计工作中，很容易出现消防水池偏小的问题，出现这一问题的原因在于设计人员对实际用水量及火灾延续时间缺乏正确的估算。另外，一些老旧建筑改造中增加的自动喷水系统，也会因为水池容量没有相应增加，导致无法满足火灾发生时的喷淋需求。还有，按照我国当前消防给水设计的相关规范，要求设计消防水池时必须充分考虑市政用水对消防的满足能力，对市政给水能力不足的必须以满足室外消防的部分需要依靠水池来予以弥补。但在实际执行中，不同地区对此的理解各不相同，将原本的市政供水也纳入水池中，导致水池容易过大[2]。

（二）给水压力

高层建筑的消防给水系统常常会出现超压的情况，所谓超压就是实际压力超过了压力限制，这种情况很容易造成器材、设备和管道加速磨损，进而使系统出现给水不均匀的问题。当火灾刚刚发生的时候，消防栓、喷淋等出水量均相对较小，这时会使加压泵扬程得到极大提升，停电或故障导致消防泵停转，使水锤超压、水泵接合器供水超压等，这些情况都可能对整个系统造成不利影响。此外，对设置了临时高压给水系统的建筑，则必须具备高位消防水箱，由高位消防水箱来保证初始用量与水压；如果消防水箱的高度无法充分满足最不利位置的水压需求，则必须设计增压设备，否则在实际灭火过程中会导致不利。

二、高层建筑消防给水设计

高层建筑通常都具有层数较高、建筑结构复杂、人员密集等诸多特点，所以一旦发生火灾，人员疏散困难，消防救援难度大。所以，对高层建筑来说，一方面必须确保做好防火工作，另一方面需要人们具备良好的自救能力，良好的自救能力意味着能在火灾初期对火灾有较好的控制。而消防给水系统的合理与否，直接决定了其自救能力的高低。消防给水系统主要包括消防给水及消防栓、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统等，其中前二者是应用最为广泛，也是最为有效的火灾初期扑救系统。高层建筑消防给水设计的重点，主要有如下几方面：

（一）室内消火栓程序设计

在实际设计高层建筑消防给水系统时，消火栓程序设计是首先应当予以考虑的设计内容。首先，利用计算机对整个建筑的消火栓系统中的消防水池、水泵、减压阀等实施精细的计算；其次，充分结合建筑的实际情况，诸如建筑的层数、高度、防火分区状况等来设计消火栓系统。而在设计过程中，设计人员还可以在计算机的协助下，对整个消火栓系统展开模拟，从而对系统中的各个部件尤其是关键部件的性能做出判断，从而保证整个系统的科学性、合理性与稳定性，确保消火栓系统在火灾发生后能迅速投入使用，发挥其应有的价值。此外，设计人员还需要结合建筑的平面设计图，对消火栓系统的实际布置展开合理调整和有效优化，在这个过程中可以利用计算机找出整个系统中的消火栓最不利点，确保最不利点的消防需求同样能得到有效满足，进而提升整个消火栓系统布局的科学性。最后，还需要对消火栓系统的水头数量、管路长度展开有效估算，从而找出最佳设计方案[3]。

（二）消火栓的布置

在消火栓实际布置的过程中，务必保证实际安装与消火栓设计系统的一致性，不得随意作出调整。完成安装以后，必须对消火栓的实际水量、水压等指标展开检验，保证各楼层的消火栓的相关指标均符合消防系统相关的标准。在消火栓布置过程中，务必遵循以下的两项原则：首先，对高层建筑的消火栓系统来说，要保证消火栓的布局之间控制在30米以内，并且每一平面的消防水枪至少要保证有两只，而且两只消防水枪的充实水柱能覆盖建筑平面的每一处位置。其次，消防水枪的位置设置，必须保证其容易发现和容易取用，不得安装在任何独立房间或密闭空间内。最后，设计安装人员还必须全面考虑消火栓串联分区供水、加压阀减压分区供水等不同特点，从而对消防用水的储量予以合理设置，以确保水压始终能满足消防的需要。

（三）自动喷水系统设置

高层建筑内部结构复杂，火灾隐患多，不同部位的灭火难度及火灾危险性有较大的不同，所以在针对高层建筑消防给水系统展开设计的时候，务必结合受保护对象的实际情况，以及火灾的特征采取相应的防范措施。在设计自动喷水系统的过程中，首先应具备火灾报警控制系统或其他预警系统，从而能对高层建筑的火灾发生状况进行有效监控和感知，能在火灾发生后第一时间启动自动喷水系统并发出警报。自动喷水系统要想能始终保持良好的运行状态，一方面需要设计人员对其实施科学的设计，另一方面需要工作人员定期对整个系统的组件展开全面的巡查和维护，尤其是要对其运行状态、系统装置工作状态展开全面的检查，保证整个系统中的重要组件、零部件处于良好状态，保证消防水源及水箱中的水满足系统的需求。还有，在实际设计过程中，还应当结合高层建筑的灭火需求、建筑的实际高度及平面设计，对喷头的数量和位置实施优化，并选择更高质量的喷水元件，从而最大限度地提升整个消防系统的整体质量。

三、结语

高层建筑的出现，在很大程度上缓解了城市土地资源紧张对城市发展的限制，也为城市居民提供了更好的生活条件。高楼大厦当前已经成为现代化城市的标志之一，在城市运行中发挥着非常重要的作用，但高楼大厦带来的消防安全问题不容忽视，高层建筑不仅层数多、结构复杂、人数聚集多，而且火灾隐患大，一旦发生火灾，疏散非常困难，灭火同样非常不易。所以，必须加强高层建筑自身的消防能力，使之能在火灾初期阶段就将其扑灭，从而最大限度地保证建筑安全。消防给水系统就是消防系统中最重要的组成部分，所以必须对其展开科学设计，保证其合理性和有效性。只有这样，才能让城市更加安全，让居民的生活更有保障。