高層居住建筑中消火栓系統(tǒng)設(shè)計安全性探析

吳媛媛

南通職業(yè)大學

1 高層建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

1.1 室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)是高層建筑最基本的滅火設(shè)施

室內(nèi)消火栓系統(tǒng)由室內(nèi)消火栓、消防給水管網(wǎng)以及加壓給水設(shè)施等組成。消防水泵控制柜準工作狀態(tài)時處于自動啟泵狀態(tài)，當發(fā)生火災時，屋頂水箱出水管上的流量開關(guān)、消防水泵出水干管上的壓力開關(guān)、報警閥上的壓力開關(guān)這三者任意一個響應就可以自動啟動消防水泵；也可將泵房水泵調(diào)成手動狀態(tài)，由消防控制室控制屏或控制盤連接的專用線路手動啟動水泵，并向消防中心報警。消防水泵控制柜還應具備機械應急啟動功能，發(fā)生火災時值班人員直接去泵房內(nèi)手動啟泵；消防中心也可以直接啟動消防水泵。消防水泵啟動滅火后應手動停泵。高位水箱的有效容積應滿足初期火災消防用水量的要求。

1.2 高層建筑室內(nèi)消火栓供水方式

高層建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用臨時高壓系統(tǒng)，臨時高壓消防給水系統(tǒng)有以下幾種供水方式。

1.2.1 不分區(qū)供水

消火栓栓口靜壓小于等于1.0MPa 時，消火栓給水系統(tǒng)只設(shè)一個區(qū)即可，由屋頂消防水箱、消防水池、水泵房聯(lián)合供水。該方式是高層建筑消防給水系統(tǒng)中最簡單、最基本、也是最常見的一種。其優(yōu)點是設(shè)備少，系統(tǒng)簡單，便于施工。《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974—2014）規(guī)定高層建筑栓口動壓不應小于0.35MPa，當栓口動壓大于0.50MPa時，需減壓。

1.2.2 分區(qū)供水

消防給水系統(tǒng)最高壓力大于2.40MPa 或消火栓栓口處的靜壓大于1.0MPa時，消防給水系統(tǒng)應分區(qū)供水：

工程應用中分區(qū)供水最常見有三種形式：消防水泵并行或串聯(lián)、減壓閥減壓、減壓水箱減壓。系統(tǒng)工作壓力大于2.40MPa時，只可以采用消防水泵串聯(lián)或減壓水箱減壓這兩種形式。

（1）消防水泵并行供水圖示如圖1。（2）消防水泵串聯(lián)供水圖示如圖2。

消防水泵與轉(zhuǎn)輸水箱串聯(lián)時，轉(zhuǎn)輸水箱可作為屋頂高位消防水箱用，轉(zhuǎn)輸水箱的有效儲水容積不得小于60m3；轉(zhuǎn)輸水箱的溢流排水管需要回流接至消防水池，且應保證消防水泵啟動之后轉(zhuǎn)輸水泵才啟動。當直接串聯(lián)消防水泵時，消防水泵啟動的順序應從低區(qū)到高區(qū)依次進行，且水泵出水管上應設(shè)置減壓型倒流防止器。

（3）減壓閥減壓分區(qū)供水圖示如圖3。

采用減壓閥減壓分區(qū)供水時，一般每個供水分區(qū)設(shè)置兩組減壓閥組，每個減壓閥組中都設(shè)有備用減壓閥，減壓閥應設(shè)置在單向流供水管段上，當減壓閥輸出壓力超過1.2MPa時，宜采用先導式減壓閥。

（4）采用減壓水箱減壓分區(qū)供水時，減壓水箱的有效容積不得小于18m3，且宜分為兩格，減壓水箱的進水管和出水管都應設(shè)兩條，且每條進、出水管均應能夠滿足消防給水系統(tǒng)所需消防用水量的流量和壓力要求。

圖1

圖2

圖3

圖4

1.2.3 高位消防水池供水方式

高位消防水池進水管應至少為兩條，規(guī)范允許可采用一路消防供水的建筑除外。對高位消防水池的最低有效水位要提出要求，應使消防系統(tǒng)中最不利點的水滅火設(shè)施所需的壓力得到滿足，其有效儲水容積應滿足火災延續(xù)時間內(nèi)系統(tǒng)所需消防用水總量。

當高層建筑采用高位消防水池供水的高壓消防給水系統(tǒng)時，高位消防水池可能會存在有效容積達不到全部室內(nèi)消防系統(tǒng)所需用水量的情況，此時，只要其有效容積達到室內(nèi)消防用水總量的50%及以上，也是符合要求的，前提是發(fā)生火災時能可靠補水。當高位消防水池總有效容積大于200m3時，宜設(shè)獨立使用的兩格，且兩格有效容積相等；當建筑高度大于100m時，應設(shè)獨立使用的兩座。每格或每座水池均應有獨立的水泵出水管。當高位消防水池無法滿足上部部分樓層消防設(shè)施所需的壓力和流量要求時，這部分上部樓層應采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)，該系統(tǒng)高位消防水箱的有效容積應遵循《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974—2014）第5.2.1 條的規(guī)定。

圖5

2 消火栓系統(tǒng)安全問題

2.1 消火栓滅火系統(tǒng)

2.1.1 室外消火栓系統(tǒng)

當生產(chǎn)、生活用水量達到最大時，若市政給水管網(wǎng)引入管不能滿足室外消防用水的水量和水壓要求，則室外消防給水系統(tǒng)由水泵加壓供水。室外消防供水系統(tǒng)，最不利點室外消火栓壓力不小于0.1MPa。室外消火栓應沿路邊設(shè)置，間距不超過120m，距路邊不應大于2.0m，且不宜小于0.5m，距建筑外墻不宜小于5.0m。

2.1.2 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)

（1）消火栓系統(tǒng)分區(qū)：消火栓系統(tǒng)的分區(qū)原則上應保證消火栓栓口的靜水壓力不大于1.0MPa，且栓口動壓不小于0.35MPa。各分區(qū)室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)供水方式見前文高層建筑室內(nèi)消火栓供水方式。

（2）《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974—2014）規(guī)定高層建筑應設(shè)置消防水泵接合器，且消火栓系統(tǒng)高、低區(qū)應分別設(shè)消防水泵接合器。水泵接合器距室外消火栓或者消防水池的距離不宜小于15m，且不宜大于40m。

（3）需要設(shè)置室內(nèi)消火栓的建筑，其單體內(nèi)每一層均應設(shè)置室內(nèi)消火栓（包括設(shè)備層），以下情況除外：①建筑高度小于等于24m 且體積小于等于5000m3的多層倉庫；②建筑高度小于等于54m且每單元設(shè)置一部疏散樓梯的住宅；③《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974—2014）中規(guī)定的可采用1支水槍的建筑。室內(nèi)消火栓栓口動壓不應大于0.50MPa，但當大于0.70MPa時應設(shè)置減壓裝置。高層建筑、廠房、庫房和室內(nèi)凈空高度超過8m的民用建筑等場所，消火栓栓口動壓不應小于0.35MPa，其他場所，栓口動壓不應小于0.25MPa。

2.2 滅火救援問題

高層建筑火災的撲救主要依靠消防車上的伸縮式云梯，也叫作消防云梯，它自帶滅火設(shè)施，升降臺可以靈活轉(zhuǎn)動角度以便更加準確地實施滅火，是一種快速有效地高層建筑滅火救援設(shè)備，但是它的最大有效高度僅達到101m，當滅火對象為超高層建筑時，消防人員的高空滅火作業(yè)難度和危險性均會增加。

當超高層建筑超過消防云梯的極限高度時，消防設(shè)施很難從外部直接撲救100m以上的火災部位。此外，傳統(tǒng)的滅火救援設(shè)施受到嚴峻挑戰(zhàn)，這是由于超高層建筑高度偏高，消防人員配備的防護設(shè)施及消防救援人員的體能有限，連消防救援人員的自身安全也有可能無法保障，消防救援變得越來越難。

2.3 豎向防火分隔有效性

高層建筑均設(shè)有各種豎向井道，如：強弱電井、管道井、排煙井等，當發(fā)生火災時，這些豎井將會為火勢提供快速蔓延的通道。因此，豎向管道井應采取一些措施來降低這種危險性，具體措施如下：（1）所有豎井井壁均應采用耐火極限不低于1.00h 的不燃燒體，豎井門應為甲級防火門，每層樓板處采用不燃燒體或不燃防火封堵材料進行嚴密封堵，且封堵材料的耐火極限不得低于樓板本身的耐火極限。（2）強電井的電纜橋架部位增設(shè)感溫火災探測器，并接入電氣火災報警系統(tǒng)。

2.4 消防系統(tǒng)可靠性

為了提高高層建筑消防系統(tǒng)的可靠性，光有完善的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)支持是遠遠不夠的，同時還應設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等消防設(shè)施，發(fā)生火災時，所有的消防設(shè)施協(xié)同運作才能確保系統(tǒng)本身能夠可靠地為人員疏散贏得黃金時間。

3 對高層居住建筑內(nèi)消火栓設(shè)置的幾點建議

本著兩股水柱同時到達的理論進行設(shè)計，可采用的技術(shù)措施如下：（1）設(shè)置可靠的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)，確保室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的可靠性：消防水泵吸水管不少于兩條，消防管網(wǎng)采用環(huán)狀管網(wǎng)。（2）合理設(shè)置室內(nèi)消火栓以便于消防人員進入火場后及時找到并使用到消火栓。消防電梯前室應設(shè)置消防專用消火栓，其他消火栓應設(shè)置在易于取用的位置，且不得影響疏散寬度，消火栓箱應保證開啟后不影響疏散。

4 結(jié)束語

通過上述分析，在居住建筑中設(shè)置能滿足兩股水柱同時到達被保護范圍內(nèi)任何部位的消火栓困難并不大，但是要確保發(fā)生火災時幾乎不發(fā)生重大人員傷亡，這對滅火救援提出了更高的要求，也是今后我們要努力攻克的難題。