高层建筑消防给水系统设计浅析
摘要：高层建筑在发生火灾时，比单层、多层建筑火灾危险性更大，容易造成重大损失和伤亡事故。因此，作为重要灭火设施的消防给水系统，应得到越来越多的重视。本文就高层建筑消防给水系统设计问题进行了浅析，希望能为从事这方面研究的人员提供微薄的借鉴。
关键词：高层建筑，消防给水系统设计
高层建筑由于高度高，结构比较复杂，其火灾的蔓延途径多，人员疏散困难，在发生火灾时，比单层、多层建筑火灾危险性更大，容易造成重大损失和伤亡事故。[1]因此，作为重要灭火设施的消防给水系统，已得到越来越多的重视。消防给水系统的设计合理与否，直接关系到建筑物的安全，是灭火成败的最关键因素。然而，目前关于高层建筑消防给水系统设计的问题研究较少，本文就这个问题进行了浅析，希望能为从事这方面研究的人员提供微薄的借鉴。
1消防水量的确定与消防水池设计浅析
消防水池是消防给水系统设计中的重要设施.高层民用建筑设计防火规范规定,市政给水管道和进水管或天然水源不能满足水防用水量,市政给水管道为枝状或只有一条进水管时,均应设置消防水池。同时，由于市政给水管网不能同时负担室内外的消防用水,所以高层建筑都需设置消防水池.在扑救火灾失利案例中,大部分是因为消防用水缺乏而造成火灾蔓延.因此,合理确定消防水量与设计消防水池,对于提高高层建筑消防给水系统的可靠性至关重要。
1.1区分消防水源与生活水源，分开建立储水池
由于物质生活水平的不断提高，人们对日常生活饮用水水质的要求也越来越高，由于消防的储水量远大于日常生活用水量，会由于消防储水量过多致生活用水在池内停留时间过长，造成水质腐化，这样通过区分水源，一方面可以保证生活饮用水的水质，另一方面可以延长消防水池的换水周期，避免水的浪费。
1.2建立建立公用消防储水池
由于高层建筑消防水池容积大，占地大，但建筑商又不得不节约投资，因此高层建筑群之间应共用消防水池。消防水池的容量应按消防用水量最大的一幢高层建筑计算。因此,在高层建筑规划建设时应加强规划功能,有关市政，自来水，消防等就应进行现场实地勘察与合理地规划控制,对邻近高层建筑或高层建筑群共用消防水池,并对共用水池进行合理地管理。比如,同一街区上的几十幢高层，超高层建筑,如果在旧城改造时早作规划,在街区内规划出一个或两个大型喷泉(当然这类喷泉在水量，水质及火灾时的取水均应能满足消防用水的要求),既节省了投资,又保证消防水源,同时在城市中增添了一道亮丽的生活景观。
1.3消防水量确定与消防储水池的设计
高层建筑投资规模大,建筑使用功能复杂,使得对设计的要求越来越高,这就要求我们在设计当中既要考虑到控火及灭火的安全性,又要考虑到投资的合理性。一方面，消防水池容积的确定关系着灭火的安全性.。据查有关关规定，对水池的容积设计要求如下:当室外给水管网能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求;当室外给水管网不能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容积应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求.另一方面,设计人员在消防水池储水量的设计上应进一步明确的一点是，高层建筑内部最大可能同时动作的消防灭火系统并不一定是大楼内所有的灭火系统全部动作。退一步说,因为系统功能不同,即使全部动作也还是有一个时间差的问题。所以设计在计算消防用水量时,应结合概率进行科学的测算评估。而目前许多消防水池储水量的设计基本上是高层建筑内所配置的灭火系统的用水量之和,这明显是不科学的。另外,设计还应充分考虑火灾时消防水池正常补水的几种可能,如正常的市政供水管网的补水,屋顶高位水箱，游泳池甚至空调冷凝水，循环冷却水池内的水(在能保证不被动用的前提下)均可在利用之列。可以根据灭火时间，消防水泵的数量，以及灭火延续时间可以计算总用水量，从而可以计算出消防水池的容积。例如，某一类高层建筑，按防火规范的要求设计,计算一下消防水池的容积：
室外消火栓系统：30L/s×3h=324m3；
室内消火栓系统：40L/s×3h=432m3；
自动喷水灭火系统：30L/s×1h=108m3；
则该建筑的消防水池的容积为864m3。
1.4火灾延续时间与消防补水量计算
火灾延续时间，不仅应该从多方面考虑,更重要的是应从实际建筑物内部结构材料，火灾荷载及火灾扑救的难易程度，建筑内部消防设施的完备及先进自动化程度,加上使用人员的素质，物业管理水平等进行综合权衡考虑。例如在科研楼内,如果只是一些非燃的物品，那么建筑内燃烧物数量不多,火灾的机率不大,即使火灾,也不可能发生大面积蔓延,这种情况下应该可以将火灾延续时间减少。补水量可以根据市政供水部门提供的资料以及上边的火灾延续时间进行计算,在缺乏资料时,可按消防水池进水管直径，在室外低压给水管道的水压为0.10MPa,水流速度为1.0mPs时的流量加上火灾延续时间综合计算.为减少消防水池的容积,自来水公司应允许采用较大的引入管,计算消防水池容积时可扣除火灾时的补充量.同时可考虑设置旁通管,平时旁通阀门不开,火灾时打开,允许降低临近建筑物的水压,增加消防水池的补水量,集中保障着火建筑物的消防用水。
2消火栓的设计浅析
一般的，消火栓布置是否合理适用,对火灾的控制及扑救有很大影响。消防的规定要求，消火栓的间距应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达,高层建筑不应大于30m,裙房不应大于50m。消火栓的布置应以主楼梯为起点,消火栓应设在走道与楼梯等明显易于取用的地点，但同时应注意最好不要将箱体布置在楼梯间出入口处。因为一旦发生火灾,楼道内的人员疏散会使使用消火栓的消防人员大大受阻,延误扑救时机,造成更大损失。高层建筑消火栓应该包含消火栓箱、消火栓、水龙带、水枪，而且必不可少。
3消防水泵设计浅析
规范对是否设消防水池已经有了明确规定，但对是否设消防水泵却没有明确的规定，下面对消防水泵的设置问题做些探讨。一般的，消防水泵的设置包括自动喷淋泵，室外消火栓泵，室内消火栓泵等。对于喷淋系统，用水由市政给水管道供给，且流量和压力能满足消防要求，可不设自动喷淋泵，也无需设高位消防水箱。若只能满足流量要求，不能满足压力要求，此时应设喷淋增压泵。当系统用水是由消防水池或天然水源供给时，应设喷淋泵，但若是采用高位消防水池，又能满足常压给水系统要求，可不设喷淋泵。对于室外消火栓来说，若市政给水管能满足消防要求，此时不设室外消火栓泵。当系统用水由消防水池或天然水源供给，消防水池的保护半径为150ｍ，若建筑物在消防水池的保护半径范围内，可不设消防泵，只需在消防水池上设供消防取水的取水口，但消防水池的取水口的设置不能满足消防车的吸水深度要求时，还是应设室外消火栓泵。若建筑物不在消防水池的保护半径的范围内，此时应设室外消火栓泵。如果室外给水管能满足消防供水的水量及水压要求，可不设室内消火栓泵，水压不够时设增压泵。当系统用水由消防水池或天然水源供给，从现行规范来看，采用临时高压给水系统的建筑物均应设置消防泵。
4 结语
综上所述，目前高层建筑消防给水系统设计的问题研究得并不充分，因此关于此问题的研究任务依旧任重而道远，有待广大研究人员的共同努力。
参考文献：
[1]余海静.高层建筑消防设计若干问题的探讨.河南城建高专学报，1997（6）：21-23
