超高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

魯建男

北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 北京 100191

一般情況下我們將層數(shù)超過40層，建筑高度100米以上的建筑物稱為超高層建筑，《民用建筑設(shè)計(jì)通則》GB50352-2005規(guī)定:建筑高度超過100m時(shí)，不論住宅及公共建筑均為超高層建筑。本文主要探究建筑高度在150米到250米之間高度的高層建筑的消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題。例如，如何提高超高層建筑消防給水系統(tǒng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適用性，此類問題筆者會(huì)通過結(jié)合自身的在超高層建筑消防給水設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)并且融入相關(guān)表述來(lái)做出相關(guān)的研究探析。

一、超高層建筑的消防給水設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，建筑物所涉及的高度，已經(jīng)成為了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的象征。建筑物的高度已經(jīng)被視為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要衡量標(biāo)準(zhǔn)。目前很多城市的最高建筑的高度已超過600米，近年來(lái)很多三四線城市也逐漸開始建造超高層建筑，超高層建筑似乎慢慢的成為了城市地標(biāo)建設(shè)的新寵。但是超高層建筑與一般建筑相比較為特殊，即超高層建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地下層數(shù)較多，消防系統(tǒng)類型較多（往往同時(shí)包括室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、消防水炮系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等等），并且各個(gè)系統(tǒng)管線繁多，火災(zāi)蔓延迅速，人員疏散困難，建筑高度大大超過了城市消防裝備的撲救能力等。由于這些特殊的要求規(guī)定，超高層建筑的給水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上于其他種類的建筑也會(huì)有不同的地方，超高層建筑在給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建造上有其特有的特征，而且通過這一設(shè)計(jì)，能夠有效的解決超高層建筑消防系統(tǒng)水系供水需求量大的問題。

二、超高層建筑的消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范

1. 可靠性

可靠性主要是根據(jù)超高層建筑給水系統(tǒng)的設(shè)備來(lái)說的，具體來(lái)說就是設(shè)計(jì)人員必須去報(bào)所采用的設(shè)備及所使用的材料達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保消防給水系統(tǒng)的所有功能運(yùn)行正常。針對(duì)同一個(gè)起火點(diǎn)，必須確保有兩處以上的消防栓能夠?qū)ζ溥M(jìn)行噴水撲滅，當(dāng)起火時(shí)，能夠用最少的時(shí)間撲滅火源以預(yù)防火勢(shì)的蔓延。在確保設(shè)備正常運(yùn)行的同是，也需要將給水網(wǎng)的布控方式變得更加簡(jiǎn)單和便于使用，這樣既可以減少施工材料的浪費(fèi)，又可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)。

2. 安全性

確保安全是設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行超高層建筑消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)的第一考慮的要素，我們稱安全性原則。我們必須按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)超高層建筑消防給水系統(tǒng)，并且還要符合建筑內(nèi)部的消防相關(guān)的要求。因此，設(shè)計(jì)人員的空點(diǎn)與布點(diǎn)的相關(guān)工作必須在設(shè)計(jì)施工階段就做好，整個(gè)建筑的內(nèi)部的所有區(qū)域都要有消防安全防火裝置以及避免消防系統(tǒng)的留白區(qū)出現(xiàn)在建筑內(nèi)部要得到充分的保證。

3. 經(jīng)濟(jì)性

在設(shè)計(jì)超高層建筑的消防給水系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要考慮其經(jīng)濟(jì)性，通過消防設(shè)備、消防材料，例如：優(yōu)化采購(gòu)給水管道、噴頭、感應(yīng)器等。要事半功倍，用少資金辦出大效果。

4.適用性

不同的建筑的所處環(huán)境、內(nèi)部構(gòu)造都存在著相當(dāng)大的差異，消防救火方案也就各不相同。因此，在最初的設(shè)計(jì)中就應(yīng)該要結(jié)合超高層建筑物自身的特點(diǎn)，對(duì)建筑物周圍是否存在易燃易爆裝置及環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)的勘察，要因地制宜，具體情況具體設(shè)計(jì)。

三、超高層建筑的消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1. 減壓分區(qū)式給水系統(tǒng)

根據(jù)不同的減壓工具分，減壓分區(qū)式給水系統(tǒng)可分為兩種類型：①采用減壓閥為載體完成消防系統(tǒng)給水設(shè)計(jì)；②利用減壓水箱實(shí)現(xiàn)消防系統(tǒng)給水設(shè)計(jì)。減壓閥的給水設(shè)計(jì)主要是采用加壓閥完成消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過對(duì)減壓閥的控制，來(lái)完成建筑內(nèi)部的消防給水。減壓閥的設(shè)計(jì)方式主要用于建筑物的中低部區(qū)域，因?yàn)樵O(shè)計(jì)施工經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，所以這種設(shè)計(jì)方式采用的也比較普遍，但是，主要缺點(diǎn)是容易發(fā)生堵塞，所以，設(shè)計(jì)單位通常是在采用這種方式的時(shí)候多數(shù)會(huì)采用兩組減壓去的分區(qū)給水裝置，如此可以大大的降低堵塞的發(fā)生幾率，水箱也同樣主要用于建筑物的中低部區(qū)域，采用水箱供水的方式，一般情況下供水量為18m3以上，多數(shù)采用雙向供應(yīng)的供水方式。為了確保所有的消防給水系統(tǒng)能夠有效順利運(yùn)行同時(shí)讓建筑物內(nèi)部的消防給水系統(tǒng)達(dá)到安全、可靠，就必須要注重后期的維修保養(yǎng)。

2.并聯(lián)分區(qū)式消防給水系統(tǒng)

并聯(lián)分區(qū)式消防給水系統(tǒng)是說在超高層建筑的內(nèi)部，采用分區(qū)的辦法，專門在每個(gè)區(qū)域內(nèi)均設(shè)有消防泵。然后將所有區(qū)域內(nèi)的消防泵進(jìn)行整合，最后都?xì)w納到泵房。此種方式的有點(diǎn)為：①分化處理所有去也的消防系統(tǒng)，使得所有分區(qū)內(nèi)的消防系統(tǒng)都能夠獨(dú)立工作，進(jìn)行消防給水。②減壓閥可以不用在底層區(qū)域內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)。較為顯著的呈現(xiàn)了消防給水的滅火優(yōu)勢(shì)，相當(dāng)大的提高了消防給水系統(tǒng)安全性能，但是由于需要并聯(lián)分區(qū)，所以采用的消防管道數(shù)量就會(huì)增加，因此設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)成本相對(duì)較高從而提高了相關(guān)單位的設(shè)計(jì)施工成本。所以，雖然安全性能較高，但是，因?yàn)槌杀炯哟蟮膯栴}，反而比較少有建筑單位采用此種方案。

3. 串聯(lián)分區(qū)式消防給水系統(tǒng)

串聯(lián)分區(qū)式給水系統(tǒng)的特殊性比較強(qiáng)，主要體現(xiàn)在：①其供水方式需要豎向?yàn)橹鞯姆较?；②供水方式需要采用由下至上逐層增加的方法。這種方案是采用水箱為載體的，然后配合閥門、管材等消防類工具來(lái)完成給水系統(tǒng)的配置，但是通常情況下，超高層建筑在建筑內(nèi)都會(huì)逐層設(shè)立水箱。一般來(lái)說，這種方案的設(shè)計(jì)對(duì)中間區(qū)域水箱的容量提出了容量不得少于60m3的要求。消防供水從地下室水泵傳輸?shù)街虚g層的水箱，然后再由中間層的水箱來(lái)完成整個(gè)消防系統(tǒng)的給水供應(yīng)。對(duì)比其他方案來(lái)講，此種給水方式因?yàn)樵黾恿怂渑c水泵，所以此方案的消防給水設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜。并且，因?yàn)樗涞拇嬖?，所以在工作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生噪音，所以采用此種設(shè)計(jì)方案的超高層建筑的相關(guān)單位需要做好降噪工作。另外，此方案在運(yùn)行的過程中，必須按順序進(jìn)行啟動(dòng)。操作人員需要格外的注意，為了確保超高層建筑的消防系統(tǒng)穩(wěn)定、安全，操作流程需規(guī)范，并且需要加強(qiáng)后期的維護(hù)。

4.設(shè)立高位消防水池式的消防給水系統(tǒng)

此種設(shè)計(jì)方案，其實(shí)就是需要在超高層建筑物的高層設(shè)置消防給水系統(tǒng)，一般情況下，是將消防給水系統(tǒng)設(shè)置在建筑物的頂端。如此，給水系統(tǒng)通過外力的作用力，以此來(lái)完成長(zhǎng)高層建筑物的內(nèi)部的消防用水正常的供應(yīng)。因?yàn)楦呶幌浪厥遣捎玫淖匀唤绲闹亓ν饬Γ?，這種方案設(shè)計(jì)的可靠性與安全性要更高。這也是這種設(shè)計(jì)方案的最大優(yōu)勢(shì)。目前，我國(guó)對(duì)于超高層建筑物消防的指標(biāo)正在根據(jù)具體情況作出不斷的調(diào)整，所以，這種方案是目前在超高層建筑物中采用最多最廣泛的一種方案。屋頂?shù)乃湟餐瑯佑邢鄳?yīng)的指標(biāo)，即：公共建筑物的水箱容量印版需要達(dá)到36立方米左右，但是，這只是針對(duì)一般建筑，建筑物在高度未達(dá)到100米時(shí)采用此標(biāo)準(zhǔn)，如果建筑物為高層建筑，則需要降水箱容量上升到50立方米，本文所討論的高度超過150米的超高層建筑的水箱容量則需要上升到100立方米。我國(guó)現(xiàn)施行的是消防新規(guī)的管控下，我國(guó)建筑領(lǐng)域中超高層建筑屋頂水箱在設(shè)計(jì)時(shí)，所做的容量也越來(lái)越高。相關(guān)建筑單位，在設(shè)計(jì)消防給水系統(tǒng)的時(shí)候，需要根據(jù)建筑物本身的具體情況，采用此種設(shè)計(jì)方案，并且將之與串聯(lián)分區(qū)的方案進(jìn)行對(duì)照，由此來(lái)選擇更加適合該建筑物的消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在新時(shí)代經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的城市背景之下，超高層建筑已經(jīng)成為了時(shí)下最為主流的建筑模式。超高層建筑的設(shè)計(jì)施工的自身存在著相當(dāng)明顯的有點(diǎn)與缺點(diǎn)。超高層建筑的有點(diǎn)就是通過延長(zhǎng)建筑物本身的高度，來(lái)節(jié)省該建筑物的占地面積，以此來(lái)完成土地資源使用最大化的目的。那么它的缺點(diǎn)就在于，由于我國(guó)現(xiàn)代化建筑技術(shù)發(fā)展較晚，所以目前我國(guó)國(guó)內(nèi)的建筑的消防建筑的技術(shù)的水平有限，從防火控制的方面來(lái)講，我們的高度指標(biāo)目前仍未達(dá)到國(guó)際化超高層建筑高度的防火標(biāo)準(zhǔn)，從實(shí)際上來(lái)講，我們目前所采用的外接設(shè)備，并不能滿足民用房防火安全的使用標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法保障民用房的防火。因此，加強(qiáng)所參與的超高層建筑內(nèi)部防火設(shè)施的建設(shè)和設(shè)計(jì)是從事消防安全施工的單位必須做到和保證的。在對(duì)所設(shè)計(jì)的超高層的消防給水方案進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，必須根據(jù)建筑部本身的具體情況來(lái)，不能犯經(jīng)驗(yàn)主義的錯(cuò)誤。這樣才能確?；馂?zāi)發(fā)生之際，超高層建筑內(nèi)的消防給水系統(tǒng)能夠在火災(zāi)發(fā)生之際的第一時(shí)間就起到其應(yīng)有的作用，能夠很好的控制火災(zāi)的蔓延，保證超高層建筑物內(nèi)用戶的人身安全。