高層建筑群共用高位消防水箱的設計探討

霍松林　霍東林

摘 要：我國針對高層建筑群的消防水箱設置的相關規(guī)定《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中明確規(guī)定了如果同一時間只對一次火滅進行考慮的高層建筑群能夠進行消防水箱的共用，但相關規(guī)定中并沒有指出高層建筑群共用消防水箱規(guī)定的適用條件以及適用要求，文章通過對高層建筑群共用高位消防水箱的案例以及高位消防水箱的水力計算進行分析，提出高層建筑群共用高位水箱的適用條件以及使用要求。

關鍵詞：高層建筑群；消防水箱；共用；設計探討

高位消防水箱是組成消防給水系統(tǒng)的十分重要的部分，是針對初起的火災進行有效撲救的必要設備，通過在高層建筑上正確的設置高位消防水箱，能夠直接或者間接地保障人民群眾的人身消防安全以及建筑消防安全。

根據(jù)2005年版的《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95 中的第7. 3. 5條規(guī)定：“同一時間只考慮一次火災的高層建筑群可共用消防水池和消防泵房以及高位消防水箱”，同時高層建筑的高位消防水箱在滿足《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中的第7.4.7條規(guī)定時也要求其設置位置處于高層建筑群內(nèi)的最高棟高層建筑屋頂?shù)淖罡咛帲送?，高層建筑的消防水池容積以及高位消防水箱的容積需求計算需要根據(jù)個高層建筑群內(nèi)最大棟建筑的消防用水量來進行。

根據(jù)《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中第7.4.7.2條的規(guī)定：“高位消防水箱的設置高度應保證最不利點消火栓的靜水壓力”。根據(jù)要求，在建筑的高度小于或等于100 米的時候，高層建筑最不利點消火栓的靜水壓力要大于或者等于0.07兆帕，在建筑的高度大于100米的時候，高層建筑最不利點的消火栓靜水壓力要大于或者等于0. 15 兆帕，若高層建筑設置的高位消防水箱不能滿足上述最不利消火栓凈水壓力的條件時，需要在高層建筑的高位消防水箱內(nèi)加設增壓設備。

綜上所述，雖然《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中對高層建筑群可進行共用高位消防水箱這一決策有著明顯的規(guī)定，但是針對這一規(guī)定的適用條件以及使用要求《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中并無明確規(guī)定，從而造成在實際的工作環(huán)境下，審圖人員和設計人員往往會由于理解不同而產(chǎn)生歧義，同時消防主管部門也會由于要求不同而造成歧義的發(fā)生。從而導致安全隱患的存在，因此對于高層建筑共用高位消防水箱共用的適用條件以及使用要求需要進行進一步的明確，從而給對逐漸增多的高層建筑群共用高位消防水箱的設計提供實際的的指導性意義。

1 高層建筑群共用高位消防水箱的設置方法

高城建筑的高位消防水箱的主要作用為：向高層建筑提供出起火災撲救的用水量，同時高位消防水箱需要保障提供的消防水壓達到使用的要求。針對消防水箱的作用，文章采用下述兩種方案進行高層建筑群共用消防水箱的設計探討。

1、方案一

消防水箱的位置設置在高層建筑群的最高棟建筑的屋頂上，取代將消防水箱的出水管并接在室內(nèi)的消防系統(tǒng)，文章使用的消防水箱是出水管接在室外的總消防環(huán)網(wǎng)管道之上。根據(jù)方案一，只要涉及的高層建筑群中的最高建筑的最不利點消火栓靜水壓力可以達到《高層民用建筑設計防火規(guī)范》的規(guī)范，高層建筑群中的其它建筑也都能達到最不利點消火栓靜水壓力的要求。方案一中每一棟建筑物依均依舊設置有裝有止回閥的消防水泵結合器（依舊使用兩根接戶管），方案一中的消防系統(tǒng)圖如圖1所示。

使用方案一中的消防系統(tǒng)，能夠顯著的減少所要設置的消防水箱數(shù)目，缺點是，假如室外總消防環(huán)網(wǎng)與消防水箱進行連接的管路出現(xiàn)了故障，會對整個高層建筑群的火災撲救工作造成不利的影響，所以，為了保障消防水箱向室外消防環(huán)網(wǎng)供水的安全性以及可靠性，需要根據(jù)涉及到的高層建筑群的實際情況進行數(shù)個高位消防水箱的分散設置。

2、方案二

方案二的消防系統(tǒng)是將整個高層建筑群視作一個整體的室內(nèi)系統(tǒng)，也就是所謂的區(qū)域消防系統(tǒng)，此時高層建筑的消防管道接戶管不進行止回閥的設置，并且也不需要將高位消防水箱的出水管連接到室外總的消防環(huán)網(wǎng)之上，而是將消防水箱直接與涉及到的建筑物室內(nèi)消防系統(tǒng)相連。這樣的方案因為室內(nèi)消防系統(tǒng)在設計時采用了環(huán)路設計的方法，并且室內(nèi)消防系統(tǒng)中設置有閥門來進行分段，提高了消防水箱的供水可靠度。

方案二將水泵結合器設置在室外總消防環(huán)網(wǎng)上，對于具體的位置要求只要涉及到的高層建筑群中消防用水量最大棟建筑的消防用水可以滿足，同時要求在小區(qū)內(nèi)的室外消火栓附近均勻分布，取代了方案一的每棟建筑物都需要設置水泵結合器，最后，為了提升高位消防水箱供水的可靠度，可以根據(jù)涉及到的高層建筑物的實際情況進行數(shù)個消防水箱的分散設置。方案二的消防系統(tǒng)圖如圖2所示。

方案一與方案二相比，方案二的消防系統(tǒng)較簡單，并且所需要設置的消防水箱數(shù)量較少，因為方案二的消防系統(tǒng)中，高層建筑群可以通過水泵結合器的共用來較少水泵結合器數(shù)量，同時，方案二中所設置的消防水泵結合器的位置更加便捷消防車的加壓注水工作。

2 高層建筑群共用高位消防水箱的水力計算

假設現(xiàn)有一高層建筑群采用如圖2所示的方案二中的消防系統(tǒng)，也就是前文提到的高層見這群配置的消防系統(tǒng)為區(qū)域消防系統(tǒng)，假設涉及到的高層建筑群建筑物的平均高度為50米，根據(jù)《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中第7.4.7.2條的規(guī)定：“高位消防水箱的設置高度應保證最不利點消火栓的靜水壓力”。根據(jù)要求，在建筑的高度小于或等于100 米的時候，高層建筑最不利點消火栓的靜水壓力要大于或者等于0.07兆帕，也就是說此處的高層建筑群最不利點消火栓的靜水壓力應該大于或者等于0.07兆帕。

消火栓栓口所需的水壓HXH為：

假設涉及到的高層建筑的室內(nèi)立管管徑DN是100毫米，'室外總消防環(huán)網(wǎng)管徑是DN150，到消防水箱與最不利消火栓間的管路長度是20 米，此處取高層建筑的平均建筑高度為50 米為例來進行研究，假設所選建筑群的各高層建筑的間距是40米，那么僵這些數(shù)據(jù)代入到（5）式以及（6）式，進行計算得到的結果如表1所示。

從表1能夠得到結論，對于獨棟高層建筑來說，要達到最不利點消火栓的靜水壓力70kpa的要求時，最不利點的消火栓水槍出口處的壓力需要達到37. 26kpa，水槍流量要達到2. 42 L/s，從表1的結果可以看出，第2棟高層建筑的最不利點消火栓的水槍出口處的壓力是22. 19 kpa，水槍流量為1. 87 L/s，造成這樣的原因是由于高層建筑的室外環(huán)網(wǎng)以及室內(nèi)管路的水頭損失的增大，而后因為高層建筑群的建筑棟數(shù)的上升和消防管路的增長以及消防栓水槍的出口處壓力、流量的緩慢變化，高層建筑的最不利點消火栓的水槍出口處的壓力和水槍流量呈逐步下降趨勢。

根據(jù)《高層民用建筑設計防火規(guī)范》第7.4.7.2條的規(guī)定：“高位消防水箱的設置高度應保證最不利點消火栓的靜水壓力”，可以看出《高層民用建筑設計防火規(guī)范》雖然進行了高層建筑高位消防水箱設置的靜水壓力要求，對于保證最不利點消火栓的水槍出口壓力以及流量未做明確要求要求，

研究發(fā)現(xiàn)，在高層建筑群中最高棟建筑物的屋頂最高處設置共用高位消防水箱是，如果設置的高位消防水箱的高度位置可以能滿足涉及到的高層建筑群中最高棟建筑物的最不利點消火栓的靜水壓力要求，那么涉及到的高層建筑物群中的其它建筑群也都能夠達到《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中進行規(guī)定的靜水壓力要求，不過，現(xiàn)實工作環(huán)境中，由于隨著水頭損失的增加以及消防管路的增長，在涉及到的高層建筑群中的最遠建筑物的最不利點消火栓的實際消防栓的水槍出口處壓力以及水槍流量遠遠小于能夠達到要求的水槍出口處壓力以及水槍流量，這樣的現(xiàn)象對于初期火災的撲救工作有著非常不利的影響。

3 相應的建議

綜和文中的高層建筑共用高位水箱的設置方案以及高層建筑群共用高位消防水箱的水力計算分析，可以得的結論如下所述。

首先，高層建筑群共用高位消防水箱的優(yōu)勢在于：通過高層建筑群共用高位消防水箱能夠顯著的減少高層建筑群中所設置的高位水箱數(shù)目，同時對于高層建筑群進行高位消防水箱的功用能夠減小系統(tǒng)的結構負荷，從而減少高層建筑以及高位水箱的建筑成本和造價成本，通過科學的設計可以實現(xiàn)高位消防水箱供水的可靠度。

其次，《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中所進行的“高位消防水箱的設置高度應保證最不利點消火栓的靜水壓力”規(guī)定往往容易引起爭議，《高層民用建筑設計防火規(guī)范》需要對高層建筑群共用高位消防水箱的適用條件和使用要求作出明確詳細的規(guī)范。

針對上述問題，通過文章的研究和分析，筆者提出如下的建議：如果建筑群中只有一棟高層，并且這棟高層與建筑群中的其它建筑物具有充分的高度差，可以達到最不利點消火栓的水槍出口壓力以及水槍流量的要求（即與表1所列出的獨棟建筑情況相同），那么，可以進行高位消防水箱的共用；如果建筑群內(nèi)的建筑高度大致相同，所有建筑的高度差均相當時，建筑群不可以單純的進行高位消防水箱的共用，此時如果必須要進行高位消防水箱的共用，那么一定要采取恰當?shù)脑鰤捍胧┮员ＷC建筑群內(nèi)最高的建筑以及最遠的建筑的最不利點消火栓的水槍出口壓力和水槍流量達到要求。

4 結束語

綜上所述，高位消防水箱是組成消防給水系統(tǒng)的十分重要的部分，是針對初起的火災進行有效撲救的必要設備，通過在高層建筑上正確的科學的進行高位消防水箱的設置，以及根據(jù)高層建筑群的實際情況，采取恰當?shù)脑鰤捍胧┮员ＷC建筑群內(nèi)最高的建筑以及最遠的建筑的最不利點消火栓的水槍出口壓力和水槍流量達到要求，從而使得人民群眾的人身消防安全以及建筑消防安全能夠得到有效地保障。

參考文獻

[1]李英彭，龍杰.區(qū)域集中消防給水系統(tǒng)設計與分析研究[J].消防技術與產(chǎn)品信，2012（10）.

[2]馬志虎.區(qū)域消防給水設計[J].山西建筑，2012 （24 ）.

[3]郝滿晉，高層建筑群消防水箱設置方法探討[J].低溫建筑技術，2012（19）.

[4]陸春蕾，祁祖興.高城建筑共用消防水箱的問題探討[J].消防科學與技術，2014（12）.

[5]陳穎，李靜，林青城.建筑共用消防水箱系統(tǒng)設計探討[J].邢臺職業(yè)技術學院學報，2013 （33）.