超高層建筑消防設(shè)施技術(shù)應(yīng)用及研究探討

丁明九

上海建科工程咨詢有限公司山東公司 山東青島 266100

1 超高層建筑火災(zāi)事故的產(chǎn)生原因及危害

超高層建筑火災(zāi)事故造成的危害極大，首先由于超高層建筑內(nèi)部裝修的材料存在是可燃性質(zhì)的，且建筑內(nèi)線路、電纜鋪設(shè)密集。這也就給火災(zāi)的迅速蔓延和有毒氣體的大量排放提供了便利條件。大量的毒煙、毒氣隨著電梯井等豎向管井煙囪效應(yīng)就會使煙火迅速的擴散、蔓延，波及范圍十分廣泛[1]。

由于超高層建筑內(nèi)部的業(yè)態(tài)功能種類較多，超高層建筑內(nèi)包含辦公單位、餐飲娛樂、休閑、酒店住宿等功能項目，用電設(shè)備負荷大，漏電、短路等故障的幾率增加，容易形成點火源。超高層建筑大多由于不同單位管理方式，很難做到對建筑內(nèi)各個單位進行有效的統(tǒng)一安全管理，導(dǎo)致超高層建筑內(nèi)的消防設(shè)施或多或少的存在設(shè)備不齊全、設(shè)備老舊、損壞的情況。

2 超高層建筑消防給水系統(tǒng)

2.1 給水系統(tǒng)豎向分區(qū)

針對超高層建筑消防救援工作來說，需要構(gòu)建完善的消防給水系統(tǒng)，首先依據(jù)超高層建筑的特點和高度，對給水系統(tǒng)進行分區(qū)。系統(tǒng)工作壓力大于2．40MP；消火栓栓口靜壓大于1．0MP；報警閥處的工作壓力大于1．6MP 或噴頭處的工作壓力大于1．20MP。出于消防管道的承壓和水力均衡兩方面的考慮，超高層建筑的高度超過100m，消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)的靜壓均超過規(guī)范的要求，因此必須進行分區(qū)。分區(qū)供水的形式可采用消防水泵并行或串聯(lián)、減壓水箱和減壓閥的形式。同時輔以減壓穩(wěn)壓型消火栓和減壓孔板，以達到均衡供水的目的。

2.2 給水系統(tǒng)分段供水

超高層建筑消防給水工作需要進行分段供水，因為超高層建筑給水系統(tǒng)無法順利達到最高點施救標準，對此，需要優(yōu)化超高層建筑消防給水系統(tǒng)，對供水進行階段性劃分；在避難層設(shè)置轉(zhuǎn)輸水箱，頂層設(shè)置消防水池，其中轉(zhuǎn)輸水箱的設(shè)計，需要根據(jù)超高層建筑的實際情況滿足向高區(qū)的水力傳輸，也兼做下面樓層的高位消防水箱的補水作用。

3 消防給水系統(tǒng)需要的設(shè)計壓力及管材的選用

按下式計算：

P=k2（∑Pf+ ∑Pp）+0．01H+P0

式中：P- 消防給水系統(tǒng)或消防水泵所需要的設(shè)計壓力或設(shè)計揚程（MPa）；

k2- 安全系數(shù)，可取1．20-1．40；

Pf- 管道沿程水頭損失；

Pp- 管件和閥門局部水頭損失；

H- 當(dāng)消防水泵從消防水池吸水時，為最低有效水位至最不利水滅火設(shè)施的幾何高差；

P0- 最不利點水滅火設(shè)施所需的設(shè)計壓力（MPa）

根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，k2取1．30，∑Pf取0．0088，∑Pp取0．0017，P0 取0．035-0．05；

P=k2（∑Pf+ ∑Pp）+0．01H+P0=1．30（0．0088+0．0017）+0．01H+0．05=（H+6．4）%

說明H 代表為水泵供水區(qū)域的最低有效水位至最不利水滅火設(shè)施的幾何高差；

當(dāng)系統(tǒng)工作壓力大于1．2MPa 小于1．6MPa 時，宜采用加厚鋼管和無縫鋼管；當(dāng)系統(tǒng)工作壓力大于1．6MPa 時，宜采用無縫鋼管。

4 減壓穩(wěn)壓消火栓箱選取的依據(jù)

栓口動壓不應(yīng)大于0．5MPa，超過0．7MPa 必須設(shè)置減壓裝置；減壓穩(wěn)壓消火栓應(yīng)應(yīng)當(dāng)根據(jù)進水口壓力和流量進行選取。進水口壓力0．5-0．8MP時，選取Ι型；進水口壓力0．7-1．2MP時，選取Π型；進水口壓力0．7-1．6MP 時，選取Ш 型。

5 超高層火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

5.1 超高層火災(zāi)自動報警系統(tǒng)有效性研究

高層建筑體量大、功能多，導(dǎo)致火災(zāi)自動報警系統(tǒng)復(fù)雜。其復(fù)雜性不僅僅表現(xiàn)在探測點和控制點數(shù)量多，也表現(xiàn)在控制邏輯復(fù)雜。盡管可以結(jié)合避難層分區(qū)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，如何保證大量消防設(shè)施的可靠性和有效性，如何科學(xué)合理地協(xié)調(diào)各個消防設(shè)施之間以及消防系統(tǒng)和其他建筑系統(tǒng)之間的關(guān)系，是超高層建筑火災(zāi)自動報警系統(tǒng)重要的研究內(nèi)容。

5.2 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的智能化研究

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的智能化應(yīng)用研究迎來了春天，機遇與挑戰(zhàn)并存。提高電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防給水和消防水池監(jiān)控系統(tǒng)等的智能化水平，將在預(yù)防火災(zāi)發(fā)生、保證消防設(shè)施可靠性和有效性方面發(fā)揮重要的作用。

6 安全疏散系統(tǒng)

6.1 疏散樓梯安全性研究

疏散樓梯是樓內(nèi)人員的避難路線，通過對既有部分超高層建筑的現(xiàn)場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)部分抽檢的超高層防煙樓梯間和前室余壓值達不到標準要求，煙氣一旦進入樓梯間，生命通道將失去作用。這個問題涉及機械加壓送風(fēng)量取值、送風(fēng)管道材料及密閉性以及設(shè)置在避難層的進風(fēng)口如何保障外墻蔓延立體火災(zāi)后安全送風(fēng)等問題，值得深入思考研究[2]。

7 結(jié)語

總之，想要提高 “超高層建筑” 安全性，確保居民人身、財產(chǎn)安全，就要做好消防設(shè)施設(shè)計工作，優(yōu)化整體消防設(shè)施，以期在超高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，盡力減少人員及財產(chǎn)傷亡和損失。對此，該文針對超高層建筑設(shè)施消防技術(shù)應(yīng)用研究，希望可以提出一些建設(shè)性與可行性建議，為消防設(shè)計與施工單位，提供可參考的價值[3]。