高层建筑消防给水设计的几点思考

【关键词】高层建筑；消防给水；设计 

　　一、前言 

　　高层建筑消防是现代城市管理一个难点，高层建筑由于其高度、面积及功能等方面特征，施工中对其消防设计提出了很高的要求，特别是防火安全的设计。一旦高层建筑发生火灾，其危险性特别大。由于火灾的隐患多，在高层建筑中引发的火灾火势必然很猛，蔓延得也特别快，人员疏散也有一定的难度，2008年1月2日，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市发生了一起火灾，这是自新中国成立以来，经济损失最为严重的高层建筑火灾。发生火灾的是德汇国际广场，此次火灾导致3名消防队员和2名群众死亡，直接经济损失3亿元人民币。可见，高层建筑消防给水设计的重要性。目前开发商在消防给水方面投资不少，但是由于设计方面的欠缺，使得不少高层建筑在消防方面存在着诸多隐患，给在高层建筑里生产生活的人们的生命财产带来威胁。因此，掌握好消防给水设计思路与设计方法至关重要，在设计时尤其要注重以下几个问题。 

　　1、高层建筑消防给水的减压泄压方式 

　　高层建筑采用减压和泄压设施来保证消防给水系统的正常工作，确保系统在设计流量下能正常使用，将火灾带来的损失降至最低。第一，采取有效措施避免超压现象的产生。如，采取合适的水泵，根据水泵的流量———扬程曲线，来确定每台水泵工作时的最佳工作压力，以及所能承受的最大压力，最好选用恒压变流量变频调速水泵，以适应更大范围的流量变化。第二，提高整个消防给水系统的承压能力，可以使消防给水系统在一定情况下不出现超压，使整个灭火过程的压力都在允许的范围内。这需要开发和使用新型低成本、高效能的管道材料，以及安全经济、稳定可靠的给水系统压力技术等。第三，采取相应的泄压和减压措施。减压、泄压和稳压措施是指在工作压力超压后，能够及时使消防系统的工作压力降至允许工作压力的范围内，包括泄压阀、安全阀、稳压阀、气管阀等的安装。如，在减压阀减压给水方式就是利用减压阀进行减压，这种供水方式是指多个分区采用一组屋顶水箱，通过减压阀向各个分区供水，其中减压阀是关键。这种给水方式不仅安全、可靠，能在很大程度上进行减压，而且设备管道简单，投资少，检查维修方便。高层建筑消防给水系统的各种泄压和减压都能有效地减少超压的产生，从而大大提高了消防系统的安全性和可靠性。 

　　2、消防栓的布置 

　　根据《高层民用建筑设计防火规范》“室外消火栓的数量应按室外消火栓用水量经计算来确定，每个消火栓的用水量应为10～15l/s”。首先，当室内消防用水由室外管网提供时，应由水泵接合器的数量来确定室外消火栓的数量，两者一一对应。如某高层建筑，消火栓系统与自喷系统皆为一个分区，室内外消防以及自喷用水量均为30l/s，如果按照常规计算，要设置2个室外消火栓。但是室内消火栓以及喷淋的水泵接合器均为2个，共计4个水泵接合器，这样就要求设置4个室外消火栓。其次，当设计把室内消防用水储存在室内消防水池时，室外消火栓由室外消防用水取水口取水，室外管网由室外消防用水量确定，一旦室外管网的供水量确定，无论设置多少室外消火栓，其所能取得的水量一定，因此，室外消火栓的数量应按室外消防用水量经计算来确定。对于消防栓的间距，根据《高层民用建筑设计防火规范》“消火栓的间距要能够保证同层任何部位的两个消火栓的水枪充实水柱能够同时到达”。并规定，“要通过计算确定消火栓的间距，高层建筑的消火栓间距≤30m，裙房≤50m”，但通常这种规定，并不能满足实际需要，目前多数高层建筑裙房与主体联通，而且其功能多为营业用房，可燃物多，发生火灾的危险性以及火灾荷载很大，这样，其内部消火栓间距为50m尚且显小，小于50m就更不妥，在这种情况下，必须通过认真计算确定消火栓的间距。 

　　3、合理设计和使用自动喷淋系统 

　　自动喷淋灭火系统具有自动跟踪火势、迅速投入灭火等多方面的优势。自动喷水灭火系统是靠喷洒头喷水灭火的，因此，在自动喷水系统的设计中首先要有足够的喷头数量，这样才能使自动喷淋系统在可燃物量大、火势大、蔓延速度快时开启足够的喷头进行灭火。其次，要对重点薄弱部位单独重点设计，以充分考虑其特殊性，要在充分考虑其人员聚集程度以及电气线路的基础上，设置新型高科技的自动喷淋系统，以将更多的人力、物力从危险中解救出来。最后，要充分考虑材料受腐蚀的程度，防止喷头受腐蚀而被堵塞。另外，还要考虑材料抗低温能力，防止管道和喷头在低温天气时出现冻裂，避免在火灾发生时不能正常使用。如某消防给水系统设计中，充分考虑了各种因素，根据最有可能发生火灾时最不利的情况所需要的消防流量作为建筑的自动喷水设计流量，再通过不同喷头和管网的作用和材质进行合理设置，建立了安全完善的大面积、大空间的高层建筑的自动喷水灭火系统，从而将火灾危害降到最低。 

　　4、消防水池设计 

　　高层民用建筑消防给水系统采用直接供水方式，民用建筑内所有的消防给水系统可以公用一个消防水池。民用建筑的消防水池一般情况被设计在建筑物的最低层，而且在不考虑为其续水的情况下，其有效容量应该要供应在火灾持续时间内所有的消防给水设备，如：室内外消火栓系统、水幕系统、自动喷水灭火系统、泡沫系统等。在有续水的状况下，在设计其容量时，可以考虑减去火灾持续时间内补充的水量。补水系统应该采用全自动的工作方式，同时应该确保补水系统补充的水量，对于设置有多个消防水池的，还需分别设置其补水口。如此便可确保消防水池的储水量。消防水池的设置在原则上应该独立，如果消防用水和其它用水同时使用消防水池时，其它用水设备的吸水口原则上必须将其设置在消防储水量的水平线以上。因为高层民用建筑通常室内的消防用水量较大，如果消防水池的总的储水量大于 600 m3时，为了保证用水的安全性，应将其分成两个能独立分开使用的消防水池，两个消防水池的底部一般采用专用的管道连接起来，并且必须在管道上安装控制阀门，这样，通过控制阀门便可以随意调节两个消防水池的储水量。 

　　5、消防给水系统形式的确定 

　　合理的给水方式是高层建筑消防给水系统设计的关键，它直接影响消防给水系统的有效性和工程造价。给水形式的选择首要条件是保证系统的安全可靠性，其次才是经济性。消防给水系统按服务范围可以分为独立的消防给水系统和区域集中的消防给水系统两大类，采用区域集中的消防给水系统比较合理。通常来说临近的高层建筑都建有消防水池，在设计时能够共用消防水池能大大节约社会资源，但是由于各部门和单位之间协调困难，导致共用方案得不到推广应用。高层建筑消防给水系统按建筑高度可以分为分区供水和不分区供水。当消火栓栓口的静水压力小于0.8MPa时，采用不分区给水形式，当消火栓口的静水压力大于0.8MPa时，采用分区给水形式。分区供水方式又包括并联分区供水方式、串联分区供水方式、减压阀分区供水方式。并联分区供水方式的优点是各个分区独成体系，并且系统的可靠性高，但造价较高，维护也相对困难。串联分区供水方式的各区水泵压力相近，不需高压泵和高压管，其弱点是水泵分散导致管理困难，而且造价较高。减压阀供水方式的系统简单，造价低廉，便于管理，是较为合理的供水方式，此种方式不仅经济而且安全可靠，维护也简单，但对减压阀的要求较高，应采用可调式减压阀，设定减压后的压力并保持恒定。 

　　三、结语 

　　综上所述，高层建筑越来越成为城市建筑发展的主要方向。但高层建筑由于结构复杂、功能设备繁多，一旦发生火灾，疏散以及扑救都比较困难。因此，高层建筑的消防设计就显得相当重要，高层建筑消防给水设计需要符合高层建筑的设计理念，在保证安全的前提下，要进行综合考虑，进行详细周密的分析和精确的计算，选取最优方案。 

　　[1]李春阳.高层建筑消防给水系统浅析[J].价值工程，2011，（3）. 

　　[2]蒋白爵，李亚锋.给水排水管道设计计算与安装[M].北京：化学工业出版社，2006. 

　　[3]黄明明，张蕴华.给水排水标准规范实施手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.