實(shí)例探析高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：本文結(jié)合實(shí)際工程實(shí)例，從消防水池及消防水箱設(shè)計(jì)、室外消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面闡述了消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并總結(jié)了消防設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：高層建筑；消防；給水系統(tǒng)；類(lèi)型；設(shè)計(jì)

引言

隨著城市的不斷發(fā)展，高層建筑的建設(shè)越來(lái)越多，越來(lái)越快。高層建筑內(nèi)人員密集，重要的設(shè)施設(shè)備多，一旦發(fā)生火災(zāi)，就會(huì)遭遇火災(zāi)蔓延速度快和人員疏散困難等多種問(wèn)題，從而引發(fā)更為嚴(yán)重的后果。高層建筑的火災(zāi)特點(diǎn)決定了建筑物內(nèi)必須設(shè)置消防給水設(shè)施以自救為主。在高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮到控火及滅火的安全性，實(shí)際的可操作性，又要考慮到投資的合理性。本文就高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及消防設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題與大家交流。

1、工程概況

某高層建筑總建筑面積為52413m2，其中地下建筑面積為8462m2，地上建筑面積為43951m2。地上十九層，地下二層，建筑高度為89.00m。地下部分為地下車(chē)庫(kù)及設(shè)備用房，地上一至三層為商場(chǎng)，四層至十八層為商務(wù)辦公，十九層為大型商務(wù)會(huì)議室，在商業(yè)部分設(shè)置一高度14.4m，建筑面積為160 m2的中庭。

2、消防系統(tǒng)及用水量

2.1根據(jù)《火規(guī)》GB50016-2014第8章的相關(guān)規(guī)定，該建筑為一類(lèi)高層綜合樓建筑，須設(shè)置室外消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)（包括自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)及自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)）。

2.2根據(jù)《消水規(guī)》GB50974-2014第3章、《噴規(guī)》GB50084-2017第5章 、《炮規(guī)》GB50338-2003第4章的相關(guān)規(guī)定，各系統(tǒng)消防用水量標(biāo)準(zhǔn)及一次滅火用水量見(jiàn)表1。

3、消防水池、水泵房及高位消防水箱

3.1此工程周邊市政給水滿足2路進(jìn)水條件，引入管管徑DN200，市政水壓0.30MPa，室外消防用水采用市政給水直接供給，消防水池僅貯存室內(nèi)消防用水量。

根據(jù)《火規(guī)》GB50016-2014及《消水規(guī)》GB50974-2014第3章的相關(guān)規(guī)定，該綜合樓按同一時(shí)間發(fā)生一次火災(zāi)考慮，取自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)與自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)中用水量的較大值，再加上室內(nèi)消火栓系統(tǒng)用水量計(jì)算消防水池有效容積。消防水池內(nèi)貯存有3h室內(nèi)消火栓滅火用水量及1h自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)用水量，水池有效容積為576m3，水池分為能獨(dú)立使用的兩格。

3.2消防水泵房、消防水池設(shè)置在地下二層。消防水泵房?jī)?nèi)設(shè)置兩臺(tái)消火栓加壓泵（一用一備，Q=40L/S，H=150m，N=110kw），以供消火栓系統(tǒng)給水；兩臺(tái)自動(dòng)滅火系統(tǒng)加壓泵（一用一備，Q=40L/S，H=145m，N=110kw），以供自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)及自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)給水。

3.3屋頂設(shè)置有效容積為36m3消防水箱一座，提供消防系統(tǒng)初期用水，消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng)分別設(shè)置一套消防增壓穩(wěn)壓設(shè)備，分別維持各系統(tǒng)平時(shí)壓力。

4、室外消火栓給水系統(tǒng)

4.1分別從用地南側(cè)城市綜合管廊市政給水管和用地東側(cè)道路市政給水管各引入一根DN200給水管，室外給水管道構(gòu)成環(huán)狀DN200的供水管網(wǎng)，作為消防水源，市政給水壓為0.30Mpa。

4.2 在室外給水主管上接出4套地上式室外消火栓，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由城市消防車(chē)從現(xiàn)場(chǎng)室外消火栓取水，經(jīng)加壓進(jìn)行滅火或經(jīng)消防水泵接合器供室內(nèi)消防滅火用水。地上式消火栓間距不大于120米，距路邊小于等于2.0米，距建筑物外墻大于等于5.0米。

5、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓制。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)靜水壓力大于1.0MPa，豎向分為兩個(gè)分區(qū)，九層及以下為低區(qū)，九層以上為高區(qū)；十至十九層及六層以下消火栓均采用減壓穩(wěn)壓型消火栓，加壓后栓口壓力為0.40MPa。

本建筑物內(nèi)各層設(shè)消火栓進(jìn)行保護(hù)的場(chǎng)所，須保證室內(nèi)任何一處均有2股水柱同時(shí)到達(dá)。水槍充實(shí)水柱大于等于13m，流量大于等于5L/S。

水泵接合器：室內(nèi)消火栓系統(tǒng)高低區(qū)分別設(shè)3套水泵接合器，并在水泵接合器附近設(shè)室外地上式消火栓，供消防車(chē)向室內(nèi)消火栓系統(tǒng)補(bǔ)水用。

6、自動(dòng)滅火系統(tǒng)

6.1 自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)

6.1.1采用濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)；除水泵房、電氣用房等不宜用水滅火的部位外，均設(shè)噴灑頭保護(hù)。

6.1.2商務(wù)辦公火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為中危險(xiǎn)級(jí)Ⅰ級(jí)，商場(chǎng)、地下車(chē)庫(kù)火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為中危險(xiǎn)級(jí)Ⅱ級(jí)。噴水強(qiáng)度：商場(chǎng)、車(chē)庫(kù)8L/min·m2，商務(wù)辦公層6L/min·m2；作用面積160m2，持續(xù)噴水時(shí)間：1h。系統(tǒng)用水量28.80L/s，設(shè)計(jì)取30L/s。

6.1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

a.本工程自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓制。九層及以下為低區(qū)，九層以上為高區(qū)；低區(qū)6組濕式報(bào)警閥組設(shè)于地下二層消防水泵房?jī)?nèi)，高區(qū)4組濕式報(bào)警閥組設(shè)于十層濕式報(bào)警閥間內(nèi)。

b. 地下車(chē)庫(kù)采用DN15mm直立式玻璃球噴灑頭，動(dòng)作溫度為68℃、K=80；商場(chǎng)、商務(wù)辦公均采用下垂式吊頂玻璃球噴灑頭，向下安裝，動(dòng)作溫度為68℃、K=80。

c.自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)每個(gè)防火分區(qū)或每層均設(shè)信號(hào)閥和水流指示器。

d.自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)高低區(qū)分別設(shè)三套消防水泵接合器，供消防車(chē)從室外消火栓取水向室內(nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)補(bǔ)水。

e.為了保證系統(tǒng)安全可靠，每個(gè)報(bào)警閥組的最不利噴頭處設(shè)末端試水裝置，其它防火分區(qū)的最不利噴頭處，均設(shè)DN25mm試水閥。

6.2自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)

6.2.1根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2017第5.0.2條，本建筑14.4m高的中庭可用采用濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)保護(hù)，但須采用特殊噴頭，而目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還沒(méi)有通過(guò)消防部門(mén)3C認(rèn)證的合格特殊噴頭供應(yīng)。因此，中庭采用自動(dòng)跟蹤定位射流滅火裝置進(jìn)行保護(hù)，其用水量參照《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2017表5.0.2計(jì)算，系統(tǒng)用水量40L/s，設(shè)計(jì)取40L/s。

6.2.2自動(dòng)跟蹤定位射流滅火裝置射水流量：5L/s。因此，裝置布置需保證任何一處均有8臺(tái)裝置保護(hù)。

6.2.3自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)與自動(dòng)噴水系統(tǒng)合用一套供水系統(tǒng)，滿足流量與壓力的要求。自動(dòng)跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置水流指示器和信號(hào)閥，且供水管道在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)濕式報(bào)警閥前與其管道分開(kāi)，由地下室報(bào)警閥前噴淋給水環(huán)管接入。在管網(wǎng)末端最不利點(diǎn)處設(shè)置模擬末端試水裝置。

7、消防給水設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題的總結(jié)

7.1消防水池有效水位的確定

7.1.1根據(jù)《消水規(guī)》GB50974-2014第4.3.9條1款及15S909第26頁(yè)：消防水池（箱）最低有效水位是消防水泵吸水喇叭口或出水管喇叭口以上0.6m水位，當(dāng)消防水泵吸水管或消防水箱出水管上設(shè)置防止旋流器時(shí)，最低有效水位為防止旋流器頂部以上0.20m。

7.1.2 根據(jù)《消水規(guī)》GB50974-2014第5.1.2條1款及15S909第35頁(yè)：對(duì)于臥式消防水泵，消防水池滿足自灌式啟泵的最低水位應(yīng)高于泵殼頂部放氣孔。對(duì)于立式消防水泵，消防水池滿足自灌式啟泵的最低水位應(yīng)高于水泵出水管中心線。

7.1.3因此，在消防水池設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合消防水池及水泵房的地面高度、消防水泵型號(hào)及安裝要求，同時(shí)滿足消防水池的出水管保證消防水池的有效容積能被全部利用，且消防水泵采取自灌式吸水的要求來(lái)確定消防水池的最低有效水位。

7.2自動(dòng)噴淋系統(tǒng)分區(qū)的確定

7.2.1根據(jù)《噴規(guī)》GB50084-2017第8.0.1條：配水管道的工作壓力不應(yīng)大于1.20MPa，并不應(yīng)設(shè)置其他用水設(shè)施。即濕式報(bào)警閥后的配水干管工作壓力不應(yīng)大于1.20MPa，否則應(yīng)對(duì)自動(dòng)噴淋系統(tǒng)分區(qū)供水。

7.2.2 根據(jù)《消水規(guī)》GB50974-2014第6.2.1條3款：自動(dòng)水滅火系統(tǒng)報(bào)警閥處的工作壓力大于1.60MPa或噴頭處的工作壓力大于1.20MPa，消防給水系統(tǒng)應(yīng)分區(qū)供水，而報(bào)警閥的局部水頭損失不超過(guò)0.10 MPa。即濕式報(bào)警閥后的配水干管工作壓力大于1.50MPa，才對(duì)自動(dòng)噴淋系統(tǒng)分區(qū)供水。

7.2.3因《噴規(guī)》GB50084-2017在《消水規(guī)》GB50974-2014之后執(zhí)行，本著在有實(shí)施條件的情況下，對(duì)消防規(guī)范從嚴(yán)執(zhí)行的原則，應(yīng)在濕式報(bào)警閥后的配水干管工作壓力大于1.20MPa時(shí)對(duì)自動(dòng)噴淋系統(tǒng)分區(qū)供水。

7.3民用建筑內(nèi)高空間場(chǎng)所采用自動(dòng)滅火系統(tǒng)用水量的確定。

7.3.1根據(jù)《噴規(guī)》GB50084-2017第5.0.2條，高度在8～18m的中庭可用采用濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)保護(hù)，但須采用特殊噴頭，而目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還沒(méi)有通過(guò)消防部門(mén)3C認(rèn)證的合格特殊噴頭供應(yīng)。因此，該部位采用自噴噴水滅火系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的條件并不成熟，應(yīng)該改用其他自動(dòng)滅火設(shè)施保護(hù)。

7.3.2對(duì)于車(chē)站、碼頭、機(jī)場(chǎng)的候車(chē)（船、機(jī)）樓，影劇院，會(huì)展中心之類(lèi)的高大空間場(chǎng)所，應(yīng)采用消防水炮，根據(jù)《炮規(guī)》GB50338-2003第4.3.4條1款，用水量不小于40L/s。

7.3.3對(duì)于建筑內(nèi)部面積小，高度高的中庭、門(mén)廳等可采用小流量的自動(dòng)跟蹤定位射流滅火裝置進(jìn)行保護(hù)，其用水量應(yīng)參照《噴規(guī)》GB50084-2017表5.0.2計(jì)算，采用該部位的實(shí)際面積乘以噴水強(qiáng)度，得出該部位的用水量Q，當(dāng)Q不大于40L/s時(shí)，用水量大小取Q；當(dāng)Q大于40L/s時(shí)，用水量可根據(jù)《炮規(guī)》GB50338-2003第4.3.4條1款取40L/s。

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[2]韓秀玲，高層建筑消防給水系統(tǒng)探討[J]煤，2010.03.

作者簡(jiǎn)介：熊海濤，男，1986年，工程師，本科，工作方向：建筑給排水設(shè)計(jì)。