超高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計分析

■ 許竟成 劉海琪 周智明 王雪 盛冠之 王佳鵬 許海睿 張麗文 徐州工程學院土木工程學院

隨著我國建筑技術(shù)水平的不斷提升，建筑的高度越來越高，給建筑消防給水系統(tǒng)的設(shè)計帶來很大的挑戰(zhàn)。如果超高層樓層發(fā)生火災，其內(nèi)部人員疏散的難度就會加大，滅火救援也較為困難，加之超高層建筑的消防給水系統(tǒng)存在問題，那么火災救援工作就無法順利進行，進一步帶來更大的人員以及經(jīng)濟損失。因此，有關(guān)設(shè)計部門應對超高層建筑給水系統(tǒng)進行科學、合理設(shè)計，避免由于消防給水系統(tǒng)設(shè)計不合理而影響火災救援工作情況的發(fā)生。

一、超高層建筑消防給水系統(tǒng)的特點

（一）消防給水超壓

在超高層建筑中，其消防給水系統(tǒng)的一大特點則是給水壓力較大，在設(shè)計過程中，如果存在疏忽就會導致給水壓力過大的情況發(fā)生。倘若火災發(fā)生在高度較高的樓層，那么滅火過程所使用消防給水的壓力就會不穩(wěn)定，特別是在消防水泵啟動的一剎那或者滅火開始階段，消防給水系統(tǒng)超壓情況更為明顯。

（二）消防用水量大

對于超高層建筑來說，其消防給水系統(tǒng)的用水量與消火栓系統(tǒng)有著密切聯(lián)系，不同高度的建筑，其消防用水量也有所不同。高層建筑室內(nèi)外消防用水量詳見表1。如果建筑物的高度超過一百米，那么其室內(nèi)外消火栓的用水量都需大幅增加。

表1 高層建筑室內(nèi)外消防用水量

醫(yī)院等公共建筑和高級住宅H＜50 40 H≧50 50高級旅館等重要建筑H＜50 60 H≧50 70

二、超高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計分析

（一）減壓閥分區(qū)給水系統(tǒng)設(shè)計

在設(shè)計減壓閥分區(qū)給水系統(tǒng)的過程中，設(shè)計人員應注意以下幾點。首先，對于減壓閥來說，其閥前壓力與閥后壓力的比值不宜過大，如果一級減壓閥的設(shè)置不能達到減壓的要求，則可以采用二級減壓閥串聯(lián)的方式進行減壓處理，但應確保串聯(lián)減壓不超過二級。其次，應在減壓閥的兩端各設(shè)置一個壓力傳感器裝置，使減壓閥的工作狀況得到實時監(jiān)控，以此提高減壓閥分區(qū)給水系統(tǒng)的安全性。最后，應保證消防給水系統(tǒng)管道以及水質(zhì)的清潔，因為如果管道有銹蝕情況出現(xiàn)，或者消防用水含有雜質(zhì)，那么減壓閥及其過濾器就會被堵塞，進而影響減壓閥分區(qū)給水系統(tǒng)的正常使用。

（二）并聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng)設(shè)計

并聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng)通過一套消防加壓泵來給整個消防給水管網(wǎng)進行給水，而后經(jīng)過減壓閥組實現(xiàn)縱向分區(qū)，每一個縱向分區(qū)給水系統(tǒng)都設(shè)有獨立的消防水泵，用其給各個分區(qū)消防給水系統(tǒng)供水。在選擇分區(qū)方式時，應從加壓設(shè)備的型號以及超高層建筑的功能等方面進行考慮。第一，應確保系統(tǒng)內(nèi)水壓滿足超高層建筑消防用水水壓要求，所以在設(shè)計時應使給水系統(tǒng)的工作壓力盡量保持在2.0MPa，在這一壓力范圍之內(nèi)，超高層建筑并聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng)加壓泵的選型范圍較大，加壓泵的購買和安裝也更加方便。第二，根據(jù)國家相關(guān)要求，超高層建筑一般不設(shè)避難樓層，但會設(shè)置避難間，而避難間的空間有限，所以在設(shè)計時不能安裝過多的消防設(shè)施。

（三）串聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng)

此給水系統(tǒng)對超高層建筑消防進行縱向分區(qū)給水，并逐層增加供水壓力。目前，很多超高層建筑都采用串聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng)進行消防供水，并且在避難樓層設(shè)置消防轉(zhuǎn)輸水箱。此給水系統(tǒng)可以在水箱的輔助下利用低壓力管材以及閥門滿足供水要求，從而對超高層建筑進行消防給水。其中，轉(zhuǎn)輸水箱內(nèi)的存水主要來源于生活給水系統(tǒng)，在進行消防滅火時，轉(zhuǎn)輸水箱內(nèi)的用水來源于地下室的轉(zhuǎn)輸水泵，或者依靠建筑室外的消防水泵進行補給，中間轉(zhuǎn)輸水箱的應用能夠有效防止超高層建筑消防用水超壓情況的發(fā)生。

（四）高位消防水池給水系統(tǒng)

高位消防水池通常設(shè)立在超高層建筑的最高位置，在設(shè)計時應確保其水池的有效容積能夠符合該超高層建筑室內(nèi)火災消防救援用水的總量，并使水池內(nèi)部的用水通過重力的方式對各個消防給水分區(qū)進行用水補給。除此之外，高位消防水池還應具備兩個相互獨立的工作區(qū)域，并且其內(nèi)部的補水管應在兩條以上，同時在對其補水水泵的流量進行設(shè)計時，設(shè)計人員應根據(jù)超高層建筑室內(nèi)的消防設(shè)計流量進行選擇。

三、結(jié)語

總而言之，超高層建筑消防給水系統(tǒng)的合理以及科學設(shè)計對建筑火災防范以及救援具有重要作用。在實際開展設(shè)計工作時，設(shè)計人員應充分明確超高層建筑消防給水系統(tǒng)的特點，并對不同分區(qū)的消防給水系統(tǒng)進行合理設(shè)計，從而為超高層建筑消防用水提供保障。