超高層住宅建筑群自動噴水滅火系統(tǒng)設計

李金鐘

摘 要：本文結合近來新一線城市超高層住宅群的發(fā)展，以現(xiàn)行《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014及《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50084-2017為依據(jù)，強調以水力計算為前提，找到與精裝修設計的配合點，為人們提供既滿足防火要求又滿足審美要求的住所。

關鍵詞：超高層住宅群；噴淋設計

1 引言

隨著國民經濟的發(fā)展，中國在各個區(qū)域布局了國家或區(qū)域中心城市，這些城市從原來的二線城市發(fā)展成了新一線城市，其土地資源越來越緊缺，建筑高度超過100m的一類超高層住宅群大量涌現(xiàn)，其中大都在120m～150m之間。根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014第8.3.3條規(guī)定，建筑高度大于100m的住宅建筑應設置自動滅火系統(tǒng)并宜采用自動噴水滅火系統(tǒng)，本條的條文說明里明確指出需要在其公共部位、套內各房間設置自動噴水滅火系統(tǒng)。住宅內設置噴淋系統(tǒng)，既要滿足規(guī)范要求，又要滿足人們的審美要求，需要建筑設計單位和二裝緊密配合。

2 噴淋的系統(tǒng)設計及計算。

典型的噴淋系統(tǒng)形式是消防水池水泵加高位水箱及穩(wěn)壓機組形式，詳圖1，在建筑高度150米的范圍內采用一泵到頂?shù)淖龇ㄊ呛侠淼?，也是這種供水方式適用的極限高度，超出這個高度，系統(tǒng)的壓力要超過2.4MPa，就需要在避難層設置轉輸水泵和（或）轉輸水箱。

地上部分的噴淋系統(tǒng)水泵可以與地下車庫的泡沫噴淋泵合用也可以分設，根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50974-2014第5.1.6條的規(guī)定，消防水泵在零流量時其壓力宜高于設計工作壓力的120%且不應高于設計工作壓力的140%，出流量為設計流量150%時，其壓力不應低于設計工作壓力的65%，這就意味著國家標準圖集《消防專用泵選用與安裝》04S204中的性能曲線為水平型的泵不能再被選用，帶有隆起段的水泵就更不能用，消防水泵性能曲線應為平拋型的拋物線形狀，即不能太平直也不能太陡峭，這樣就為靈活分泵或合泵創(chuàng)造了條件，在《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50974-2014實施前則分泵較為合理，可以避免很大的用電功率，進而避免選用功率很大的發(fā)電機增加投資。在滿足下面的工況條件即可合泵，在地下車庫泡沫噴淋工況時，流量揚程滿足要求，在地上最不利樓層滅火工況時滿足流量揚程要求，2個工況點位于150%設計流量點的左側，配帶的電機功率能滿足性能曲線下的功率，合泵的優(yōu)點是設備數(shù)量減少，少占建筑面積，控制系統(tǒng)減少，總體上是節(jié)約投資的。性能曲線示意見圖2。

由于水泵需要通過CCCF認證，現(xiàn)市場上有相當一部分的產品未通過認證，或者通過認證的產品不能滿足2個工況點的要求，則應分泵，地上部分小流量（一般不超過40L/S）高揚程（以150m的建筑為例一般為210m左右）為一套系統(tǒng)，地下大流量（一類車庫的泡沫噴淋一般達到80L/S）低揚程（一般在80米以內）為另一套系統(tǒng)，2套系統(tǒng)不同時使用，正常情況用電功率小于合泵系統(tǒng)。。

報警閥的布置。超高層住宅設有避難層，2個避難層之間及第一個避難層至救援地面之間的的高度不超過50米，故150m以內的住宅設有2個避難層，負責首層至第一個避難層下層之間樓層的報警閥布置在地下室內，位置靈活便于利用建筑的無用空間，負責第一個避難層至第二個避難層下層之間的報警閥布置在第一個避難間專用房間內，負責第二個避難層及以上的樓層的報警閥布置在第二個避難間專用房間內，由于戶型面積較大，為了使得每個報警閥擔負的噴頭數(shù)不超過800只，每個避難層內要布置2座報警閥，每個報警閥負責的噴頭最大高差不超過50m。避難層報警閥室應考外墻布置，便于布置DN100的排水立管。

接力水泵接合器及接力泵接口的設置。對于新一線城市，按照現(xiàn)行《城市消防站建設標準》均設有一級消防站或特勤消防站，消防車通過水泵接合器的供水能力都能滿足100m以內的高層，100m以上的部分需要在第二個避難層內設置接力水泵接合器及手臺泵接口供給100m以上部分的消防用水，為了讓手臺泵進出水不形成死循環(huán)及防止其壓力下傳徒增加下部管網(wǎng)承受壓力，在輸水立管上需要設置止回閥，應注意布置水泵接合器的地方要能滿足手臺泵的操作需要，手臺泵外形尺寸一般在0.8m以內，考慮到接管及火災時人員緊張情況，建議應有2.4米的空間，當負責下部樓層的報警閥前設有減壓閥時，應在減壓閥后單獨設置手臺泵入口，手臺泵的型號不同，進出口接管管徑也不同，一般為進口DN65出口DN65、進口DN80出口DN65、進口DN100出口為2*DN65，若有可能，這幾種型號均設置，以便及時將手臺泵投入使用。

防止穩(wěn)壓泵壓力下傳徒增加下部管網(wǎng)平時運行壓力。對于150米高層住宅樓，屋頂水箱的高度一般不能滿足最不利噴頭的工作壓力需要，須設置穩(wěn)壓泵組，為了不使得建筑下部的噴淋管網(wǎng)在平時承擔過高的壓力，需要設置2根水箱出水管，第一根負責第二個避難層以下的樓層，直接接自水箱，下部經減壓后接入低區(qū)報警閥前的環(huán)型管網(wǎng)，減壓閥后的壓力能保證最不利點噴頭10m的工作壓力即可。第二根負責第二個避難層及以上的樓層，需要由穩(wěn)壓機組穩(wěn)壓，第二根管道在地下室水平布置后再分到其余樓棟接至第二個避難層立管的止回閥后，這樣就避免了整個高區(qū)管網(wǎng)在平時承擔更大的壓力，確保系統(tǒng)更安全運行，為了滿足止回閥前的管網(wǎng)充水，需要從第一根管道上接一根管道接至高區(qū)環(huán)網(wǎng)上，第二個避難層的止回閥前必須設置自動排氣閥。

水力計算。根據(jù)《噴規(guī)》GB50084-2017，住宅雖是輕危險級，其作用面積為160m2，噴水強度為4L/Min·m2，系統(tǒng)流量似乎不大，但實際上，住宅的房間數(shù)量較多，除廚房衛(wèi)生間及走道外其余地方一般不設吊頂，為了配合噴淋系統(tǒng)的安裝，一般僅在房間的一側設吊頂，本專業(yè)設邊墻型噴頭，標準覆蓋面積的邊墻型噴頭向前僅能噴3.6米，兩側各自噴1.8米，對于主臥室、客廳通常會超過這個尺寸，需要設置擴展覆蓋面積噴頭，要根據(jù)其噴水曲線查出相應的相應的壓力計及水量，以客廳寬度4.8m為例，采用某一型號的擴展覆蓋面積的邊墻型噴頭，壓力需要0.13MPa，實際計算水量要比面積與噴水強度的乘積大很多，若最不利噴頭采用了這里擴展覆蓋面積噴頭（如主臥室在最里面的情形），由于其壓力較大，導致上游的噴頭壓力增大，根據(jù)公式Q=KP0.5，水量就更大，有的項目系統(tǒng)水量達到了35L/S甚至更高，平均噴水強度達到了13L/Min·m2。若僅按《噴規(guī)》推薦的管徑表選取管徑，在計算壓力偏大的情況下，建議將管徑放大1#，降低壓力亦即降低了系統(tǒng)流量。一定按規(guī)范采用逐點計算法計算流量壓力，筆者試算了多種布置方式，其水量、壓力變化較大，若可能，盡量采用對稱配水。在要求精裝交房的項目里一定將噴淋布置與裝修設計相結合，即滿足消防需要也滿足人們的審美需要。

2.1 住宅內噴淋的平面布置

住宅內的主梁通常不大于500高，次梁通常不大于400高，吊頂?shù)母叨韧ǔ２淮笥?50，3m的層高情況下，降板法同層排水衛(wèi)生間凈高宜大于2.3m，不降板衛(wèi)生間凈高宜不小于2.6m，其余房間凈高宜大于2.6m，主管應靠近墻邊布置，管徑不宜大于DN80，若計算管徑為DN100或以上，則建議采用2根DN80的管道進戶，管道在戶內應穿梁預留套管。衛(wèi)生間、廚房及過道（一般情況均主動做吊頂）噴頭采用下垂型或吊頂型噴頭，其余房間采用邊墻型噴頭，邊墻型噴頭一定結合裝修布置，避開衣柜，根據(jù)筆者的經驗，采用水平邊墻型易于安裝，其濺水盤距頂板距離為150mm～300mm，家用邊墻型噴頭濺水盤距頂板100mm～150mm?？梢杂?種安裝方式，圖3，噴頭安裝在吊頂面下，可以更好地滿足規(guī)范，美觀上差些。

圖4，安裝在吊頂側面，水平邊墻型噴頭與背墻的距離規(guī)范未做規(guī)定，從噴頭濺水盤的構造看，若噴頭與吊頂?shù)酌嫫?，是可以噴濕濺水盤1.2m以下背部墻面的，距離宜在600以內，最好咨詢噴頭廠家及當?shù)叵啦块T，這種布置在實際中最受用戶歡迎。

2.2 存在的疑慮

新的《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》 GB50084-2017于2018年一月一號實施，增補了適用于住宅的家用噴頭，這種噴頭在市場上暫時不易訂貨，需要生產廠家及時跟進。超高層住宅陽臺是否設置噴頭爭議較大，第一種觀點是圖紙上為敞開式，不需要設，第二種是陽臺也是套內的空間，住戶有封閉的可能性，應設噴頭，且由于邊梁梁高一般都是500及以上，若在設計時不設噴頭，以后若封閉陽臺，考慮到美觀需要在梁上鉆孔，有可能損傷結構，筆者認為第二種觀點是正確的，可以滿足各種情況的需要。隨著各地住建部門要求精裝交房，在設計階段將精裝與噴淋布置緊密結合起來就變得非常重要，噴淋滿足噴水強度且不留空白點又滿足人們的觀感要求。對于清水交房，在做二裝時，需要由具有設計資質的單位重新設計并報消防認可，這一點對住宅而言有一定的難度，操作性不強。精裝需要在邊吊側面設置水平邊墻型噴頭，建議規(guī)范應明確這類噴頭距背墻的距離（這種安裝方式在精裝單位及用戶里呼聲很高）。手臺泵進出口管徑有DN100、DN80 、DN65三種規(guī)格，為了及時將手臺泵投入使用，建議預留3種接口，規(guī)范僅做了原則要求，未提及具體做法。

3 結束語

《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014對超過100m的住宅規(guī)定了套內設置噴淋，各地建設主管部門開始推行精裝交房，精裝設計又遲于建筑設計，人們接受在住宅內設置管道有一個過程，建筑設計單位的給排水設計人員既要按現(xiàn)行《噴規(guī)》設計噴淋系統(tǒng)又要配合精裝滿足人們的審美要求及為以后精裝改造預留條件，設計人員要精心計算、精心布置噴淋。對于高于150米的住宅建筑，需要在避難層內設置轉輸水泵及（或）轉輸水箱，其余與本文要求基本一致不在本文討論范圍內。

參考文獻：

[1] GB 50016-2014.建筑設計防火規(guī)范[S].

[2] GB 50084-2017.自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范[S].

[3] GB 50974-2014.消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范[S].

[4] GB 50974-2014.消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范[S].