超高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)置探討

黃聲隆

中建海峽建筑規(guī)劃設(shè)計研究院（350015）

0 前言

超高層建筑通常有著非常巨大的體型，其容納力很強，功能也比較復(fù)雜。由于超高層建筑在城市發(fā)展過程中所處的重要地位，所以在城市化進程中往往將超高層建筑作為城市發(fā)展和繁榮的重要指標(biāo)。超高層建筑的消防安全問題十分嚴(yán)峻，這也就意味著其消防給水系統(tǒng)的設(shè)置十分重要，因此，探討超高層建筑消防給水系統(tǒng)的具體設(shè)置方案具有十分重要的意義。

1 超高層建筑消防工作的具體原則

超高層建筑有著獨特的美感，體現(xiàn)著城市的發(fā)展繁榮景象。為了能夠更好地實現(xiàn)現(xiàn)代化，各城市都積極開展超高層建筑的建設(shè)，而這也給消防部門帶來了極大的考驗。超高層建筑的消防工作難度較高，一旦火情出現(xiàn)在幾百米的高空，消防給水能力將會大大減弱，消防人員為了能夠?qū)⑾烙盟踩行У厮瓦_(dá)火點，往往面臨著較大的人員安全威脅問題。以目前的消防能力來看，云梯車一般只能達(dá)到50 m的高度，而水槍噴射的高度通常也只有200 m。所以在消防給水系統(tǒng)的設(shè)置上，首先需要按照國家《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》的相關(guān)要求，對250 m以上的建筑體進行防火專題設(shè)計，設(shè)置防火分區(qū)、自動消防系統(tǒng)和疏散通道；其次，在建設(shè)過程中，越是高層的建筑和較高的樓層，就越需要采用更高等級的防火材料，并設(shè)置更多的消防栓、自動噴水滅火系統(tǒng)、消防卷盤等，而室外則需要設(shè)置好給水管道、消防水池和室外消防栓。最后在建設(shè)布局過程中，政府部門應(yīng)該將消防總體布局、消防通道、消防水源建設(shè)、高層建筑消防自動滅火設(shè)置等納入規(guī)劃之中，嚴(yán)格做好消防審批工作，重視消防安全工作[1]。

2 超高層建筑消防給水系統(tǒng)的主要形式

2.1 國內(nèi)現(xiàn)狀

目前我國的高層建筑室內(nèi)消防給水系統(tǒng)大多都采用并聯(lián)分區(qū)給水、串聯(lián)分區(qū)給水和重力式消防給水等形式。以建筑高度為492 m的上海環(huán)球金融中心為例，其消防給水系統(tǒng)以臨時高壓制為主，采用的是串聯(lián)分區(qū)給水方式和消防水泵等供水設(shè)備。在研究中可以發(fā)現(xiàn)，我國各地有名的商場中，高度在340 m以上的建筑一般采用的是重力式消防給水方式，而該方式大多以高位水池為主要供水設(shè)施；其余使用串聯(lián)、并聯(lián)分區(qū)給水方式的商場均采用消防水泵作為主要供水設(shè)備[2]。

2.2 并聯(lián)分區(qū)消防給水系統(tǒng)

并聯(lián)分區(qū)消防給水系統(tǒng)在建筑內(nèi)部各個區(qū)域內(nèi)設(shè)有獨立的消防水泵和消防水箱等供水設(shè)備，其最大的優(yōu)點就在于整體系統(tǒng)十分清晰、邏輯明了，并且在供水方面安全可靠，操作人員僅需對其進行簡單的操作就可以達(dá)到很好的供水效果。而并聯(lián)分區(qū)消防給水系統(tǒng)的問題就在于水泵臺數(shù)太多、泵房面積較大，所以一般在建設(shè)初期就需要投入大量的資金；后期雖然操作方便，但是一旦出現(xiàn)事故則可能會導(dǎo)致維修困難。另外，并聯(lián)分區(qū)消防系統(tǒng)一般要求上區(qū)底部管路以及閥門的工作壓力等級達(dá)到2.5 MPa，其余部分則需要達(dá)到1.6 MPa，所以該方式常常用于200 m以下的建筑[3]。

2.3 串聯(lián)分區(qū)消防給水系統(tǒng)

按照水泵的聯(lián)接方式，串聯(lián)分區(qū)消防給水系統(tǒng)分為傳輸串聯(lián)和直接串聯(lián)兩種形式。傳輸串聯(lián)形式通過中間傳輸水箱和傳輸泵來提高消防用水等級，而直接串聯(lián)形式也是采用這個原理，只是水泵將不再在水箱內(nèi)吸水，而是直接從下一級水泵的水管上吸水。理論上講，串聯(lián)分區(qū)是不受建筑層高影響的，在任何高度的建筑體下都能夠滿足一定的供水需求。上述提到的上海環(huán)球金融中心就是采用的這類形式。在實際工作中，這類形式的供水系統(tǒng)具有壓力較低、消防水泵的功率較小、安全性較強等優(yōu)勢，但是因為泵房的占地面積較大，其造價也不低，并且在控制系統(tǒng)、供水系統(tǒng)等方面都較為復(fù)雜，穩(wěn)定度也不如并聯(lián)分區(qū)消防給水系統(tǒng)，并且因為層層疊加，超壓現(xiàn)象也比較嚴(yán)重。

2.4 重力式消防給水系統(tǒng)

重力式消防給水系統(tǒng)一般都是在建筑物的最高處選取適當(dāng)?shù)奈恢媒ㄔO(shè)消防水池，其容積要根據(jù)高層建筑物在火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)的室內(nèi)消防總用水量來確定。在發(fā)生火災(zāi)時，消防水池的水將在重力的作用下分散到建筑各區(qū)。這種重力供水方式并不依賴機械設(shè)備，也不需要用電，是三種方式中最為安全的一種方式，其缺點是占用的建筑面積較多，因而初期投資也會較多，一般只應(yīng)用在300 m以上的高層建筑中[4]。

3 超高層建筑消防給水系統(tǒng)的設(shè)置

3.1 室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)

室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)有高位水池、中間水箱、水泵組和室內(nèi)消火栓組成。

1）高位水池的設(shè)置。需要保證其能夠獨立分為兩格，確保在換水檢修的過程中可以不中斷消防水池的使用，確保系統(tǒng)的可靠性。與此同時，還需要將消防水池和生活水池合并為一個水池，這樣比較方便采取措施，保證消防用水不被他用。中間水箱承擔(dān)著接力供水、加壓等作用，所以作為一個中間設(shè)備，不但要常儲備一部分水，還需要設(shè)置成兩個水箱分別存儲消防用水，并采取連通管的方式連接水箱的底部，設(shè)置好閥門。

2）水泵組的設(shè)置。施工單位要選取具有緩和特性的水泵，避免超壓的情況，并且設(shè)計好水泵的數(shù)量。一般來說，水泵的數(shù)量越多，其可靠性就越強，只是施工單位還需要注意成本的問題，在流量小的地方?jīng)]必要設(shè)置太多水泵。另外，在超高層建筑中，消防給水系統(tǒng)的每臺消防水泵都需要有獨立的吸水管，并且吸水管的直徑要大于吸水口的直徑。

3）室內(nèi)消火栓的設(shè)置。無論是何種形式的供水系統(tǒng)，室內(nèi)消火栓都十分重要，其也是最有效的滅火設(shè)備。因為消火栓的重要性，所以其必須要安裝在方便使用和維修的地方。一方面，要確保其運行在自動控制狀態(tài)。這就需要確保操作人員能夠具有一定的消防意識，避免其經(jīng)常性地將消防水泵置于手動狀態(tài)。另一方面，需要對按鈕、栓口、槍口的位置進行合理設(shè)置，防止其因為老化而出現(xiàn)故障。同時，需要設(shè)置好室內(nèi)消火栓自動監(jiān)測系統(tǒng)，對水流情況進行檢測，從而判斷火情。當(dāng)然，消火栓還需要配備定位感應(yīng)器，從而達(dá)到更好的調(diào)配和使用效果[5]。

3.2 合理選擇分區(qū)

由于高層建筑體量較大，所以要對其進行分區(qū)的設(shè)置，但是多分區(qū)會增加不必要的設(shè)備投入，水泵和管道也會較為復(fù)雜；分區(qū)太小則可能會造成管道超壓和漏水，且災(zāi)情發(fā)生時無法及時響應(yīng)。因此，消防供水系統(tǒng)建設(shè)人員需要加強這方面的工作，結(jié)合建筑基本結(jié)構(gòu)進行分區(qū)設(shè)置。

3.3 自動噴水系統(tǒng)

自動噴水系統(tǒng)是現(xiàn)階段最有效、應(yīng)用最廣泛的消防滅火系統(tǒng)。一般來說，自動噴水滅火系統(tǒng)由消防水源、給水管網(wǎng)、報警閥組、噴頭等組成。噴頭是最主要的元件，其不僅有控制噴水強度的作用，還兼具探測和均勻布水的功能。一般在高層建筑中多采用閉式噴頭，并設(shè)置在火災(zāi)發(fā)生率高的點位。報警閥組則包括延遲器、水力警鈴、壓力開關(guān)等。延遲器需要設(shè)置在報警信號管網(wǎng)的前段，而水力警鈴則設(shè)置在人員停留位置，也就是值班室、公共通道等位置。壓力開關(guān)則需要設(shè)置在延時器出水口以及水力警鈴之間。在設(shè)置末端試水裝置時，必須要盡可能減小試水口與壓力表之間的距離，這樣才能夠保證流量計算更加精準(zhǔn)，同時還需要在管道系統(tǒng)中采用中央中心型給水方式[6]。

4 結(jié)語

文章探討了超高層建筑消防給水系統(tǒng)的三種形式，并且詳細(xì)闡述了室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)、室內(nèi)消防分區(qū)和自動噴水系統(tǒng)的設(shè)置要點。高層建筑的消防工作是重中之重，建設(shè)人員要做好消防供水系統(tǒng)的設(shè)置工作，提高建筑的安全性能。