摘要：随着建筑结构风格的多元化以及建筑高度的日益增长，建筑防火灭火问题已经日益严峻，因此，在多层民用建筑设计中，消防水系统则成为了火灾发生时灭火的关键。由于市政给水管网压力经常不稳定，不能满足消防水系统设计所需用水管网的压力，所以需将室内消火栓系统、自动喷水灭火系统分别设置一用一备的消防水泵，消防水泵的吸水口接至水池，同时设置消防增压稳压系统水泵，以保证给水管网正常的工作压力，高度较高的建筑还应根据高度需要增加设置消防水泵。着重介绍了被广泛应用在高层民用建筑中的室内消火栓系统与自动喷水灭火系统的工作原理、消防水灭火系统工程施工过程中的注意事项，及在施工过程中容易出现的重点难点技术问题和处理措施。
关键词：建筑高度；消火栓系统；自动喷水灭火系统；管网；消防水泵
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672.3198（2013）03.0183.02
1引言
所谓高层建筑是指10层或10层以上的居住建筑（包括底层设商业网点的住宅）和建筑高度超过24m的公共建筑（不包括单层主体建筑高度超过24m的体育馆、会堂、剧院等及高层中的人防地下室），高层建筑由于火势蔓延迅速，扑救难度大、火灾隐患多，事故后果严重等原因具有较大的火灾危险性，因此，必须设置有效的消防系统。2007年9月，我司在中海广场消防工程项目中中标，承接其消防工程的全部施工任务。中海广场为大型的5A级写字楼项目，位于CBD繁华地区，紧邻长安街，建筑高度为156.8米，项目总面积达到了14.5万平米，地下4层，地上共分为三座主楼，即：南、中、北楼，其中南楼23层、中楼达到了36层，北楼为7层。该大厦已经达到了一类防火等级要求，在防火设施设计上共包含四大系统，本文这里谈的是其中之一的消防水系统，它包括室内消火栓系统和自动喷水灭火系统，这两种消防给水系统是目前高层建筑中使用最为广泛的灭火装置。作为超高层民用建筑的消防水系统工程，施工难度之大可见一般，如何在施工前期理解设计图纸以及在调试阶段中控制好质量，处理好关键工序和节点尤为关键，下面内容将结合中海广场项目工程实例对消防水系统在高层建筑中的施工技术难点和解决方案进行阐述。
2消防水系统工作原理的说明
消防水系统，顾名思义是以水作为灭火剂的消防系统，高层民用建筑中消防水系统主要分为消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。消火栓系统由消火栓泵、稳压泵、稳压罐、给水压力管道及控制阀门、消火栓箱（消防水带、栓头、水枪头、消防卷盘、阀门等）、高位水箱、水泵接合器等组成。自动喷水灭火系统在高层建筑中常用的为湿式系统和预作用系统，按环境温度的不同进行设置，消防湿式系统由喷淋泵、湿式报警阀组（湿式阀、管件、压力开关、压力表、延时器、水力警铃等）、稳压泵、稳压罐、管道及控制阀门、水流指示器、信号阀、自动排气阀、喷淋头、高位水箱、水泵接合器等组成。预作用系统由喷淋泵、预作用报警阀组（预作用阀、水力警铃、压力开关、空压机、空气维护装置、信号蝶阀等组成）、稳压泵、稳压罐、管道及控制阀门、水流指示器、信号阀、排气电磁阀、空压机、喷淋头、高位水箱、水泵接合器等组成。在高层建筑物内，消防湿式系统和预作用系统可以共用一台喷淋主泵、一台喷淋备泵、两台稳压泵和一个稳压罐，消火栓系统和自动喷水灭火系统，可以共用一个消防水池和高位水箱。
消火栓系统工作原理：消火栓系统在正常情况下，管路系统内充满有压水，压力表显示管网压力，当发生火灾时，救援人员可以打开消防门或者直接击碎消火栓箱的玻璃，按下启泵按钮，消防报警系统将会联动启动消火栓泵给系统供水，或者采用中控室收到信号后，手动启动消火栓泵给系统管网供水，此时，连接好消防水带和枪头就可以实施喷水灭火，火情较小时可使用消防卷盘进行喷水，火灾结束后，水泵停止，系统恢复正常。
自动喷水灭火系统中湿式系统和预作用系统工作原理有所不同，湿式系统正常情况下管路内充满有压的水，压力表显示工作压力，当发生火灾时，喷头处温度达到一定温度时，即喷头破裂温度，常为68℃或74℃，喷头破裂开始喷水灭火，湿式系统管网压力开始降低，湿式报警阀工作，水流指示器、压力开关动作，水力警铃鸣响，中控室收到报警信号，当压力一开始降低时，稳压泵开始工作，补充管网压力，当压力持续降低，喷淋泵开始工作，当火灾消除后，喷淋泵停止工作，中控室报警信号复位后将各设备及管网回复至工作状态。预作用系统在正常情况下，管网内充满有压空气，压力一般不超过0.03MPa，由空气压缩机（一用一备）通过补气阀以稳定的速度向管网补气，当管路系统空气压力降低过大时，预作用阀低气压报警，中控室将会收到报警信号，说明管路中有泄漏，查明原因，排除故障，中控室复位即可；当预作用系统控制区域确有火灾发生时，烟感报警，火灾报警控制器有信号给预作用阀，预作用阀打开向管网内注水，同时压力开关工作，水力警铃鸣响，中控室会收到预作用阀打开的报警信号，与此同时，火灾报警控制器会打开该区域内管道最高处的自动排气阀，以能让水迅速充满管网，当火灾处喷淋头周围温度升至破裂温度，喷头破裂开始喷水灭火，此时管路系统压力降低，会重复湿式系统联动启泵的动作，待火灾消除后，系统复位。
3施工技术难点分析
高层民用建筑消防水系统中遇到的最大问题就是减压与防超压问题，建筑物高度越高，相应管道承载的压力就会越大，对于消防管道和设备的承载负荷和使用寿命都是很大的考验，因此消防水系统的分区调试和整体系统的调试将是系统日后运行质量保证的关键。通过分区调试可以确定减压阀和安全阀合理的压力范围，经过系统整体调试的效果再进一步准确调节阀门的压力值。
管道、设备及配套阀门安装完成，相关管道压力试验（强度试验、严密性试验、管道水冲洗）合格，水泵单机调试运转正常，进入消火栓系统、自动喷水灭火系统分区调试阶段。利用屋顶水箱里的水作为水源，通过稳压管作为传输管将水分别灌入系统管网，必须引起注意的是注水过程中传输管道必须设有减压阀组，通常情况下，每隔60-80米一组，每组减压阀处配有专人在场查看，管网的最低端处也应派专人监视，并保持通讯畅通，管网注水初期应将流量控制到较小范围，待整根传输管满水后可逐渐加大，防止水流冲击力给管道带来的损伤，管网注水应先从管网最低处开始，由下而上进行，当水流进入减压法组的同时按设计压力值进行调节，完成粗调。系统管网灌满水后分区进行调试，直至管网符合设计工作压力范围。调节消防水泵的安全阀前，应检查水泵的运转是否良好，配件是否完整，压力表是否可靠，检查完毕后，关闭接至系统管网处阀门，打开水泵泄水阀，启动消防水泵，然后逐步关闭泄水阀，将安全阀调节到规定值即可。然后进入整体调试阶段，启动消防泵给管网加压，根据最不利点压力表值再次调节相应减压法组，达到设计要求，使整套消防水系统运行可靠。 因为高层建筑消防水系统管网不同于低层建筑，屋顶水箱间连接稳压管的竖向管段自然压力非常大，低区管网的稳压依靠立管自然重力产生的压力即可，高区管网则需使用稳压泵来补压稳压。另外，高层建筑消防水系统管道中和设备配套阀门较多，分为常开和常闭型，并设置标识牌进行说明，它对后续整套系统的运行起着至关重要的作用，因此必须加强对其和压力表的监视和维护工作。
4施工中的问题与处理措施
（1）消防管道支架在没有吊顶封闭的情况下通常效果都不美观（例如：地下车库等）：根据建筑给排水施工图集制作管道支架，统一尺寸下料，刷好防锈漆后晾干，安装时将固定支架（角钢）和吊架（槽钢）凹槽朝向保持一致，调正。
（2）管道遇到钢结构梁，无法提升管道标高：目前，高层建筑结构设计中使用复合结构的情况较多，如果采用钢结构作为结构梁时，可经过承载力验算后将工字钢开大于管径两号以上的圆孔并加固，消火栓管道和喷淋管道都可以穿过钢梁安装，很大程度上提升了装修吊顶的标高，节约了空间。
（3）高层建筑消防水系统管道压力试验和水冲洗试验工作量较大，费时费力：依靠屋顶水箱注水进行压力试验，大大提高了效率，施工过程提前将稳压管安装完成并与系统相连。这样进行压力试验时，就可以采用屋顶水箱的水最为水源，将稳压管作为注水管，分层分区将水注满并产生一定压力后，集中进行压力试验，但需注意到的是，在此过程中注水必须经过可靠的减压处理，否则对管道损伤较大并容易造成管道破裂跑水，其次集中打压需要检查巡视的人员较多，避免处理跑水不及时造成损失的情况。
（4）消防水池出水口位置与水泵吸水口偏差，无法连接：如果出现水泵基础和消防水池吸水口偏差较大无法连接，而水泵安装位置又不可移动时，可以考虑安装大于出水口直径2倍以上的吸水母管（常采用无缝焊接钢管配以盲板）来作为连接水泵吸水口和水池出水口的媒介。
（5）减压阀组的日后维修问题：高层民用建筑消防水系统中配有大量的减压阀组，减压阀常规都连接过滤器使用，为了便于维修方便配以阀门和旁通管，但由于管网中水压较大，检修时，旁通管道没有减压措施却承载较大压力，因此为了安全因素考虑，减压法组应采取双减压阀安装，即一用一备。
5结论
随着社会经济的发展，建筑高度和面积的不断增加是挑战消防水系统运行稳定性的一个重大问题。消防水系统在一个建筑中承载着重要的灭火作用，如何解决消防水系统在高层建筑中的应用问题成了一个越来越值得探讨的问题，以中海广场项目为例，除了系统设计符合规范要求，分区合理，更应从施工中每个细节上保障其质量，主要实施方法如下：1.设计图纸须经过严密细致的深化，施工方案必须在保证施工质量上切实可行；2.从材料甄选，设备选型方面下手，不但适用还要确保质量；3.施工安装质量的严控，对于面积大，层高高的建筑，施工质量的任何一个环节出现问题都可能酿成巨大损失和危险，加强施工过程中关键节点的把控，制定质量难点的控制措施尤为重要；4.通过消防水系统管道的注水、压力控制及调节（增压、减压、稳压、防超压）和系统调试来保障系统投入使用后运行良好；5.使用单位工作人员对消防水系统的后期维护和保养工作也是其使用可靠性和耐久性的关键性问题。一系列完善的保障措施得到实施后换来的是一套运行良好并且可靠的消防灭火系统，它可以有效的保障建筑物的消防安全，给人民则是带来的是人身和财产安全的保证，因此，意义十分重大。本文中并未提及高层建筑物消防水系统使用的耐久性（使用寿命）问题，根据目前施工经验，高层建筑物消防水系统的使用寿命问题包含多方面因素的影响，这也将是未来技术质量部门、设计单位、施工单位、物业管理单位、材料设备厂家共同合力并需要通过反复实践来验证的课题。
参考文献
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