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［摘要］隨著城市建設的快速發(fā)展，城市土地資源的有限性，各類型的高層建筑越來越多，對高層建筑各方面的設計要求也不斷提升。尤其當高層建筑發(fā)生火災時，能否有效自救決定了高層建筑防火設計至關(guān)重要，而消防給水設計更是其中的重要環(huán)節(jié)。若設計不當，無法保證消防給水的正常運行，在高層建筑發(fā)生火災之后，就不能充分發(fā)揮自身的作用。為此，本文將對高層建筑消防給水設計中的問題與措施進行探討，以便共同促進我國消防事業(yè)的發(fā)展。

［關(guān)鍵詞］高層建筑；消防給水；安全可靠

前言

高層建筑的不斷增多，在給人們帶來各種好處的同時，其自身也有難以避免的弊端，滅火搶險不易就為其中之一。而高層建筑火災的消防給水也是火災初期滅火的有效手段，因此，有必要對建筑消防給水系統(tǒng)進行研究與探討。由于樓層的高度高、建筑大、可燃物多，一旦發(fā)生火災，火勢蔓延快，人員疏散及消防員進入的難度相對比較大，災后帶來的人員傷亡和財物損失也是非常嚴重的。因此，在進行高層建筑設計的過程中，應該認真做好高層建筑消防給水系統(tǒng)的設計工作。

1高層建筑消防給水形式

目前高層建筑消防給水系統(tǒng)包含室外消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)里也分為自動噴淋系統(tǒng)、水炮系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)、水霧系統(tǒng)等。在實際使用的過程中，自動噴水滅火系統(tǒng)和室內(nèi)消火栓及其他的消防滅火設備在火災初期配合使用，能及時發(fā)現(xiàn)火災、控制火災，便于室內(nèi)人員及時消除火災隱患或盡快逃離火災現(xiàn)場。因此消防給水形式的選擇我們要確保各消防給水系統(tǒng)供水的可靠性、安全性，其次盡量選擇經(jīng)濟合理的供水方式。

1.1消防給水供水方式。根據(jù)《消防給水和消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》第6.1.1條規(guī)定消防給水應根據(jù)建筑的用途、體積、高度、耐火極限、火災危險性、重要性、次生災害、商務連續(xù)性、水源條件等因素綜合確定其可靠性和供水方式，并應滿足水滅火系統(tǒng)滅火、控火和冷卻等消防功能所需流量和壓力的要求。消防水池、消防水泵和高位水箱結(jié)合的供水方式即臨時高壓供水方式，在我國建筑消防給水系統(tǒng)中應用較為廣泛，它是直接將高位消防水箱置于建筑物的屋頂，消防水池和消防泵房設置于地下室或室外單獨設置的一種消防供水模式。一旦建筑發(fā)生起火的現(xiàn)象，高位消防水箱提供火災前10分鐘火災初期用水量，同時通過消防泵房里的消防泵從消防水池里抽水輸送至建筑內(nèi)部各消防用水點，然后進行滅火。該方式根據(jù)建筑物的高度和相關(guān)的規(guī)范對系統(tǒng)壓力要求又可分為直接加壓供水、分區(qū)串聯(lián)供水和并聯(lián)加壓供水。其中，第一種供水方式主要在50m以下不需要分區(qū)的直接供水的建筑中進行使用，對于超過50m的建筑，或者超出相關(guān)規(guī)范的壓力要求時，應進行供水分區(qū)即采用分區(qū)串聯(lián)或并聯(lián)加壓供水。一般的高層建筑采用分區(qū)串聯(lián)供水方式較多，對于低層多采用減壓閥來控制水壓，此方式減少了中間消防水箱的設置，避免了設備用房的配置，避免了環(huán)境的噪音、水質(zhì)污染，提升了系統(tǒng)運行的可靠性也減輕了后期維修的工作。分區(qū)并聯(lián)加壓供水方式一般常用于超高層建筑設計中，加壓泵一般集中設置在消防泵房內(nèi)或設備轉(zhuǎn)換層內(nèi)，便于日后維修，但整個給水管網(wǎng)系統(tǒng)的壓力較大，要注意管材和配件的選擇。在一些超高層建筑消防給水設計中，也可以組合使用上述供水方式。

1.2消防給水供水服務范圍。目前多采用區(qū)域集中供水，即兩棟及以上的建筑物共用一套消防給水系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求高層建筑基本都要設置高位水箱、消防水池及消防泵房。若一個工程里有多棟高層建筑物，且每棟獨立設置，工程成本就會相對比較高，后期設備維護的工作量較大。由于現(xiàn)實中多個高層建筑同時發(fā)生火災的概率相對比較小，故目前多采用區(qū)域集中供水，即多個建筑的消防給水系統(tǒng)由同一個消防水池及消防泵房供水，高位消防水箱設置于建筑群中最高建筑物的屋頂上。各消防系統(tǒng)從水泵房中引出兩條水管在室外形成環(huán)網(wǎng)，將每棟樓的供水管網(wǎng)與環(huán)網(wǎng)連接，保證供水安全及可靠性。因此高層建筑消防給水系統(tǒng)的供水安全可靠性是非常重要的，若達不到要求，就可能引起重大安全事故。因此在系統(tǒng)的安全可靠性和經(jīng)濟性之間應做好權(quán)衡，優(yōu)化設計，保證在發(fā)生緊急狀況后，消防給水系統(tǒng)能充分發(fā)揮自身的滅火作用，達到高層建筑室內(nèi)自救目的。

2消防給水系統(tǒng)的設計

2.1消防水源。市政給水管網(wǎng)、消防水池、天然水源等都可以作為消防水源，但高層建筑的消防用水總量按照室內(nèi)、室外消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)的各消防用水量之和確定，用水量較大。采用市政給水網(wǎng)管供水，除了須滿足消防用水量還需同時滿足生產(chǎn)生活用水，而現(xiàn)實中很難保證市政給水管網(wǎng)能同時滿足。通常高層建筑都和地下汽車庫相連，這樣僅室外消防用水量就比市政消防給水設計流量大的多，同時市政給水管網(wǎng)的水壓也滿足不了高層消防用水的需求，故高層建筑的消防用水基本都取自自建的地下消防水池。且消防水池的總有效水容積應該滿足相應火災持續(xù)時間內(nèi)的消防水量。當水500m3時，應設兩個能獨立使用的消防水池；當大于1000m3時，應設置能獨立使用的兩座消防水池。每格（或座）消防水池應設置獨立的出水管，并應設置滿足最低有效水位的連通管，且其管徑應能滿足消防給水設計流量的要求。通常消防泵房與消防水池合建，為土地利用最大化也將消防水池與消防泵房建于建筑地下室內(nèi)。根據(jù)《消防給水和消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》第4.3.7條第1條規(guī)定儲存室外消防用水的消防水池或供消防車取水的消防水池，其防水池應設置取水口（井），且吸水高度不應大于6.0m。這樣決定了消防水池及消防泵房設置的高度要求，一般設于地下一層內(nèi)。臨時高壓消防給水系統(tǒng)中的高位消防水箱有效水容積應滿足火災前10分鐘消防用水量，目前規(guī)定超過100m的一類高層住宅建筑和一類高層公共建筑，不應小于36m3，但當公共建筑高度大于100m時，不應小于50m3；大于150m，不應小于100m3。其位置應高于其所服務的最高水滅火設施，最低有效水位應滿足水滅火設施最不利點處的靜水壓力。在屋頂消防水箱的設計高度無法保障最不利點位置的靜水壓力的情況下，則需要設置相應的穩(wěn)壓裝置，高層建筑設計中一般將穩(wěn)壓裝置設置于消防泵房內(nèi)。

2.2室內(nèi)消防給水設施。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)。在建筑物內(nèi)應按規(guī)范及間距設置室內(nèi)消火栓箱，并保證本層任意一點位置都有兩股水柱保護。當每層劃分不同防火分區(qū)，火災發(fā)生時，防火卷簾和防火門關(guān)閉時，可能會出現(xiàn)建筑內(nèi)局部地方只有一股水柱保護，故在進行消火栓布置時，還應考慮到防火分區(qū)的劃分，在保證安全的情況下，建議按一個防火分區(qū)為一個獨立的空間進行布置。為便于消防員的快速拿取，消火栓箱一般設置于走道、消防疏散口等能直接看到的地方。同時由于高層建筑高度較高，對于較低層當消火栓栓口動壓大于0.7Mpa時，也不利于消防員的操作，故此時消防管道應采取減壓措施，或消火栓應選擇減壓穩(wěn)壓型消火栓。當前相關(guān)規(guī)范規(guī)定出現(xiàn)當栓口靜壓大于1.0Mpa，系統(tǒng)工作壓力大于2.4Mpa時，消防給水系統(tǒng)應進行分區(qū)設計。自動噴水系統(tǒng)。自動噴水系統(tǒng)選型應根據(jù)建筑特征、環(huán)境條件和火災特點等選擇相應的噴水系統(tǒng)。當前大多工程適用于濕式滅火系統(tǒng)，它適用于室內(nèi)溫度不低于4℃且不高于70℃的建筑物內(nèi)。濕式自動噴水滅火系統(tǒng)由噴頭、管道系統(tǒng)、濕式報警閥和供水設施等組成。濕式自動噴水滅火系統(tǒng)中每組濕式報警閥控制的噴頭數(shù)量不超800個，故對于高層建筑經(jīng)常出現(xiàn)多組濕式報警閥，若考慮后期設備維護管理可集中設置于泵房或濕式報警閥間，從能快速知道火災發(fā)生點考慮，可一棟樓獨立設置濕式報警閥間。跨防火分區(qū)和建筑樓層時都應該設置獨立的水流指示器。在噴頭選型的過程中，應該具體問題具體分析，根據(jù)環(huán)境溫度來選擇噴頭的溫度級別，對于環(huán)境溫度比較高的地方，如廚房等區(qū)域，應該選擇使用耐熱性能比較高的噴頭，除此之外還應根據(jù)建筑的凈空高度、建筑的功能定性確定噴頭的噴水強度、作用面積；確保空間不漏噴還應選擇合適的噴頭工作壓力，這些都決定了自動噴水系統(tǒng)的消防用水量的大小。水泵接合器的主要作用是在室內(nèi)消防水泵發(fā)生故障之后，可以讓消防車直接從室外消火栓取水，然后通過水泵接合器將水送到消防給水管網(wǎng)當中，供室內(nèi)消防設施滅火使用。這相當于是對消防用水的一種補充。根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，在確定消防水泵接合器數(shù)量的過程中，應該根據(jù)各消防給水系統(tǒng)的消防水量計算得到，每個水泵接合器的流量應該按照10L/s-15L/s來計算。在實際設計過程中會發(fā)現(xiàn)，若根據(jù)每棟建筑各消防給水系統(tǒng)所需來設置，則室外會往往設置很多組，而在規(guī)范規(guī)定距離內(nèi)有時只有一兩個室外消火栓，這樣的情況下，只有相應數(shù)量的水泵接合器可以快速使用，其余則需從更遠的地方吸水，不利于消防撲救工作。因此，在設計的過程中，對于一些滅火系統(tǒng)，可以多個建筑同一系統(tǒng)在滿足距離要求的情況下共用一組，分散設置，在周邊內(nèi)還應設有相應數(shù)量的室外消火栓，這樣既可以有效控制工程成本，也能保證消防的安全使用。

2.3消防管網(wǎng)設計。對于消火栓系統(tǒng)，消防管網(wǎng)應設置成環(huán)狀，這樣當管網(wǎng)進行檢修，關(guān)閉檢修段，突發(fā)火災時，室內(nèi)消火栓和室外消火栓均能使用。因此環(huán)狀管網(wǎng)上的閥門需合理設置，確保檢修時，建筑有一路消防供水。對于自動滅火系統(tǒng)，因系統(tǒng)的末端需要試水，故濕式報警閥后的管網(wǎng)成支狀布置，如有多組濕式報警閥組，則在濕式報警閥前成環(huán)狀布置，閥后成支狀布置，系統(tǒng)中的閥門多為信號閥或帶有信號裝置的閥門。高層建筑因建筑高度和區(qū)域集中供水，靜壓較高、輸水管網(wǎng)較長，故消防給水系統(tǒng)壓力通常較高，所以設計中選用的設備、管材管件、閥門和配件等系統(tǒng)組件的產(chǎn)品工作壓力等級，應大于消防給水系統(tǒng)的系統(tǒng)工作壓力，保證系統(tǒng)在可能最大運行壓力時安全可靠。消防管網(wǎng)應獨立于其他供水管網(wǎng)，保證各種消防管道使用的安全性，在特殊情況下室內(nèi)消火栓室外埋地部分也可和室外消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)合用，但同時應設置閥門進行劃分。為了讓消火栓滅火系統(tǒng)充分發(fā)揮自身的作用，還需認真做好消防系統(tǒng)管網(wǎng)、閥門等配件的安裝和試驗工作，保證消防管道安全和牢固性，讓其在建筑滅火救援的過程中，充分發(fā)揮自身的作用。

3結(jié)語

隨著時代的不斷發(fā)展，對高層建筑消防給水系統(tǒng)設計提出了更高的要求。針對當前高層建筑消防給水系統(tǒng)設計中出現(xiàn)的問題，應該引起足夠的重視，仔細研究工程方案，然后采取針對性的設計，充分保證設計效果，避免在設計中出現(xiàn)失誤。

作者:鈕青 單位:南京環(huán)宇建筑設計院