【摘要】超高层建筑火灾蔓延比较快，扑救难度比较大，必须要做好消防设计工作。本文首先对消火栓系统的相关设计工作进行简要介绍，然后以某工程为例，具体进行阐述。
【关键词】超高层；消火栓系统；设计
对于超高层建筑来说，其火灾危险性比较大，结合相关规定分析，对其进行防火设计需要坚持预防为主的原则，结合火灾特点，自防自救，利用安全防火措施，避免火灾发生。
一、概述
当前，我国经济不断发展，超高层建筑逐渐增加，它们是城市发展的标志，由于超高层建筑一般建设在黄金地带，其用地比较紧张，功能比较复杂，对火灾的扑救造成了一定的困难。因为受到消防车性能和高度的限制，超高层建筑需要自救，也就是利用建筑中的消防设施，室内消火栓系统属于自动消防设施一个重要构成，需要确保其可靠性和安全性[1]。从当前情况看，消火栓系统主要有四种：一是并联分区系统，二是串联分区系统，三是高位消防水池分区系统，四是利用减压阀进行减压的分区系统。
在对设计方案进行选择的时候，因为设计人员自身理解存在差别，忽视了相关标准，也就是可靠性以及经济性，导致经济浪费，对系统安全造成影响。因此，需要结合工程实际情况，选择合理的设计方案，对其进行对比分析，确定下来。
二、系统设计
以某工程为例，具体介绍消火栓系统的相关设计工作。
1.工程介绍。某超高层建筑，总面积为86386平方米，总高度为150米。一共有39层，地上层数为36层，地下为3层。地下基层属于车库以及水泵房和变配电室等各种设备用房。地上1层到4层主要是裙房，避难层和设备层分别位于12层与26层。
该综合性建筑的消防类别是一类，对于室外消火栓来说，其用水量为每秒30升，对于室内消火栓来说，其用水量是每秒40升，而火灾蔓延时间依据3小时进行计算。市政给水主要是双路进水，管径基本上都是DN200毫米，水压为0.3兆帕，在室外的给水管网上对室外消火栓进行设置，主要采用的是地上式。对于室内消防给水来说，其主要利用的是临时高压系统。在地下3层设置消防水池和水泵房。消防水池的有效容积是540立方米。
2.系统设计。上面提到四种竖向分区的相关方式，在本工程中，地下室面积比较紧张，如果利用并联系统，那么需要的泵房面积太大，若是利用高位重力水箱系统，其荷载比较大，缺少经济性，一般在250米以上的超限高层建筑中进行使用后。因此，在本工程中，备选方案主要有两个：
第一，关于串联给水泵系统。其竖向分区的情况如下：从地下在3层一直到地上11层属于低区，而高区又包括了两个部分：从12层到25层属于高Ⅰ区，从26层到36层属于高Ⅱ区。在消防泵房之中设置的消防转输泵数量为2台，用1台备1台，自消防水池中进行抽水，提升到26层中的转输水箱之中。水泵参数：流量为每秒钟40升，扬程为145米，功率为90千瓦。对于转输水箱来说，其有效容积是60立方米，在经过减压之后利用重力供水这一形式给低区提供消防用水。在26层避难层要设置消火栓泵，专门为高区进行供水，其数量也是两台，用1台备1台，其参数是：流量为每秒钟40升，扬程是90米，功率是55千瓦。为高Ⅱ区进行供水的方式主要就是利用高区消火栓泵，加压后供水，而为高Ⅰ区进行供水时需要设置减压阀组对其进行减压。
在屋顶上对消防水箱进行设置，其有效容积为18立方米，在水箱间需要设置增压设备。在高区和低区都需要对水泵接合器进行设置，在高区，要将水泵接合器和转输泵出水管之间进行连接，在低区，需要在减压阀之后设置水泵接合器。
第二，关于一次加压减压阀减压分区系统。在本工程中，地上12层和26层是避难层，建设单位对于除了避难层之外的别的楼层净高有着较高的要求，因此，竖向分区主要有三个区，从地下3层一直到地上11层是低区，从12层到25层是中区，从26层到36层是高区。对于每个分区来说，其消火栓栓口位置的净水压力要在1兆帕以内。如果消火栓的静水压力在0.5兆帕以上，需要具有减压稳压性能的消火栓。
在消防泵房里面，设置消火栓泵，数量为2台，用1台备1台，其参数是：流量为每秒钟40升，扬程为215米，功率为160千瓦。在地下3层设置低区的减压阀组，在12层设置中区减压阀组，对于减压阀组来说，它是利用两个减压阀进行并联后安装的，互相备用。在阀前以及阀后都设置了压力表，同时还设置了超压报警装置，这样能够及时将报警信号传到消防控制中心里，从而及时进行维修。另外，利用电动阀门，这样减压阀失效，系统出现超压现象时就能够自动关闭。 在屋顶的位置设置消防水箱间，和另一方案相同。与此同时，在各个分区，还要对水泵接合器进行设置，确保消防车充足的水压，虽然相关规范中曾经表示，如果分区位于消防车具体的压力范围之外，那么就不需要对水泵接合器进行设置，可是由于消防技术以及设备的不断更新和发展，高远程消防车数量逐渐增多，设计人员需要利用发展的眼光，在各区都要对水泵接合器进行设置，水泵接合器都在减压阀后进行设置，这样能够对消防车水压进行有效利用[2]。
3.方案优选。第一种方案对转输水箱以及高位消防水泵进行设置，在整个建筑中，分级进行供水，扬程合理，在这一方案中不需要高压水泵，另外，对于管道以及阀门和阀件，需要其具备的承压要求也不是很严格。在低区系统中，利用重力供水这一方式，其水压比较稳定，供水方式也比较可靠。但是这一方案存在一些缺点。首先，管道比较复杂，其次，中间水箱和水泵占用机房面积大，使得建筑结构荷载提升，再次，高区利用的是接力供水的形式，其电气控制具有复杂性，最后，在低区以及高Ⅰ区，仍然需要利用减压阀组进行减压之后进行供水。
第二种方案需要的水泵只有两台，在中间设备层中，没有设置水箱与水泵，而且减压阀组的体积比较小，占用面积小，管道系统比较简单，造价低，维护量也很小。在日常系统进行运行的时候，要对减压阀组状况做好监控工作，在工程中设置自动报警装置，能够及时对其做好维修以及更换工作。这种方式具有安全性。其缺点是它需要为整个建筑消防用水进行提供，因此需要的扬程比较高，要利用高压水泵。另外，对于低区管道以及阀门与阀件，需要具备较高的承压要求。从当前情况看，若是消火栓管道具体的管径在DN80毫米以上，则需要沟槽连接，其工作的最大压力是2.5兆帕，而如果消防水泵工作压力在2.4兆帕则不能利用这种方案。
这两种方案都是比较常用的，经过分析之后发现，两种方式都有自己的优点和缺点[3]。从高度适用范围看，第一种方式适用范围比较广，适合在250米以下的超高层建筑中进行适应。第二种方式则只在大约160米的建筑中进行使用。从工程特点来看，分析这两种方案的节能环保性和经济合理性，选择第二种方案。
结 语
总之，对于超高层建筑来说，在对其消火栓系统加以设计的时候，相关技术人员需要结合相关规定和要求，依据当地具体情况，对消火栓系统进行设置，坚持经济性和可靠性，为灭火救援提供便利，使火灾造成的损失减少，保证人们的生命安全和财产安全。
参考文献
[1]王立平，孔进.超高层建筑室内消火栓系统设计方案探讨[J].山东建筑大学学报，2012，（01）：122-125+129.
[2]周展浩.消火栓系统设计问题探讨[J].给水排水，2010，（03）：109-111.
[3]吴剑.某超高层建筑室内消火栓系统方案比较[J].工程建设与设计，2014，（08）：87-89+92.
