高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)主要技術(shù)探討

胡燕

浙江綠建建筑設(shè)計(jì)有限公司杭州分公司 浙江 杭州 310000

隨著城市化進(jìn)程的有序推進(jìn)，我國(guó)的城鎮(zhèn)化率逐漸提高，越來(lái)越多的人口從農(nóng)村涌向城市，首先需要解決的就是新增人口的住房問(wèn)題，城市人口密度加大，導(dǎo)致建筑物的高度越建越高，在高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要格外注意人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，高層建筑樓層高，人員疏散時(shí)間長(zhǎng)，火災(zāi)蔓延速度快，對(duì)于高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)的合理性需要結(jié)合實(shí)際工程，保障消防給水系統(tǒng)的安全性、可靠性，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)最大化的完成救火工作。

1 高層建筑中給排水消防設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則

（1）特點(diǎn)。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014(2018年版）規(guī)定，建筑高度大于27米的住宅和建筑高度大于24米的非單層廠房、倉(cāng)庫(kù)和其他民用建筑稱之為高層建筑，在做高層給排水消防設(shè)計(jì)時(shí)主要特點(diǎn)有：第一，消防給水系統(tǒng)系統(tǒng)形式多樣，有常高壓消防給水系統(tǒng)、臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)、低壓消防給水系統(tǒng)，一般常高壓消防給水系統(tǒng)的安全性最高，但是要求屋頂設(shè)置高位消防水池的形式，建筑物荷載顯著提高，除了個(gè)別地表性建筑，很少采用此類消防給水形式；低壓消防給水系統(tǒng)一般用于室外，此類消防系統(tǒng)水壓低，系統(tǒng)安全可靠，是消防人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)撲救滅火的基本供給保障；臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)在高層建筑消防給水系統(tǒng)中運(yùn)用最為廣泛，設(shè)計(jì)難度最為復(fù)雜，設(shè)計(jì)時(shí)消防水泵的揚(yáng)程一般較高，消防給水系統(tǒng)的管網(wǎng)復(fù)雜；第二，分區(qū)供水，對(duì)于高層建筑消火栓栓口處?kù)o壓大于1.0MPa；系統(tǒng)工作壓力大于2.4MPa；自噴報(bào)警閥處的工作壓力大于1.6MPa或噴頭處的工作壓力大于1.2MPa時(shí)需要分區(qū)供水；第三，高層建筑給排水消防系統(tǒng)多樣，分為室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)、固定消防炮滅火系統(tǒng)等。各個(gè)消防給水系統(tǒng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求和滅火職能，盡可能預(yù)防建筑物內(nèi)火災(zāi)的發(fā)生，盡最大努力把火災(zāi)造成的影響降到最低，從而保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

（2）設(shè)計(jì)原則。在高層建筑消防給排水設(shè)計(jì)中考慮的主要兩點(diǎn)，首先要設(shè)計(jì)自救設(shè)施，如滅火器、消防軟管卷盤、消防水龍等，這些設(shè)施在發(fā)生火災(zāi)時(shí)老百姓可以有能力合理使用，進(jìn)行自救的，尤其是樓層高的地方，確保初期火災(zāi)發(fā)生時(shí)居民能夠快速控火、滅火。其次，合理設(shè)計(jì)非自救設(shè)施，在高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)中，消防水泵的選型、消火栓、自動(dòng)噴淋等的設(shè)計(jì)合理性，是整個(gè)消防系統(tǒng)安全可靠的基石，也是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，這些設(shè)施除自噴給水系統(tǒng)以外，在使用消火栓時(shí)需要專業(yè)消防人員操作的，未受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的普通老百姓很難操作，主要是水槍的壓力大導(dǎo)致可控性較差。

2 高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

（1）消火栓系統(tǒng)及滅火器的設(shè)計(jì)不合理。高層建筑消防給水設(shè)計(jì)在靜壓超過(guò)100米需要分區(qū)，往往在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)忽視有穩(wěn)壓泵的情況，當(dāng)采用穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓的時(shí)候，需要核算穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓后的系統(tǒng)靜壓，滅火器的布置僅僅滿足距離要求是不夠的，還要滿足計(jì)算單元的最小滅火級(jí)別的要求，根據(jù)該建筑是否設(shè)有自噴和消火栓分別取系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

（2）自動(dòng)噴水滅火設(shè)計(jì)的誤區(qū)。在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，自噴泵、壓力開(kāi)關(guān)、報(bào)警閥、水流指示器、信號(hào)閥及噴頭的設(shè)計(jì)外，需要特別注意最不利點(diǎn)處曬水噴頭的工作壓力問(wèn)題，不假思索的采用0.05MPa往往是不正確的，需要根據(jù)噴水強(qiáng)度和一個(gè)噴頭的保護(hù)面積，反算出噴頭流量，最后得出最不利點(diǎn)噴頭所需要的工作壓力。最不利點(diǎn)噴頭的壓力也會(huì)影響整個(gè)噴淋系統(tǒng)的工作壓力，所以要格外重視。

（3）消防給水管各類壓力混淆。在消防設(shè)計(jì)過(guò)程中有許許多多的壓力，最重要的有設(shè)計(jì)壓力、系統(tǒng)工作壓力及試驗(yàn)壓力。這三個(gè)壓力之間有一定的關(guān)系，當(dāng)我們根據(jù)建筑類型和高度、水頭損失等等計(jì)算出設(shè)計(jì)壓力以后，系統(tǒng)工作壓力一般采用水泵零流量時(shí)的壓力加消防水泵吸水口的最大靜壓之和與穩(wěn)壓泵維持系統(tǒng)的壓力之間比較取大值，試驗(yàn)壓力根據(jù)系統(tǒng)工作壓力是否大于1.0MPa來(lái)相應(yīng)取值，當(dāng)采用鍍鋅鋼管時(shí)，系統(tǒng)工作壓力大于1.0MPa，試驗(yàn)壓力等于系統(tǒng)工作壓力加0.4MPa。當(dāng)小于1.0MPa，試驗(yàn)壓力等于系統(tǒng)工作壓力的1.5倍，且不小于1.4MPa[1]。

3 高層建筑給排水消防設(shè)計(jì)的主要技術(shù)

（1）消防水泵房。消防水泵房是整個(gè)消防給水系統(tǒng)的核心，是決定整個(gè)消防系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵點(diǎn)。在前期的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要考慮的因素主要有：第一，消防泵房最好不要設(shè)在有防震或者安靜要求房間的上一層、下一層和毗鄰的位置，因?yàn)橄浪妹恐芏紩?huì)自動(dòng)啟動(dòng)巡檢一次，每月會(huì)手動(dòng)啟動(dòng)一次，會(huì)產(chǎn)生40dB的噪聲[2]，從而影響人們的正常生活。最好避開(kāi)這些區(qū)域，并且采用低噪聲的消防水泵，水泵機(jī)組采用隔振裝置，或則水泵房?jī)?nèi)采用隔音吸音的材質(zhì)；第二，消防水泵房的出入口需要直通室外或安全出口，保證泵房以及到達(dá)泵房的通道盡量不會(huì)受到火災(zāi)的危險(xiǎn)，主要目的是為了在發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防人員能及時(shí)到達(dá)消防泵房，檢查消防泵的開(kāi)啟情況。

（2）消防水源。消防水源是整個(gè)消防系統(tǒng)正常運(yùn)行最基本的保障，當(dāng)采用市政水作為消防水源時(shí)，確定室外是否有兩路供水，室外供水管管徑是否滿足消防用水的要求，當(dāng)只有一路供水時(shí)，除了建筑高度小于等于54米的住宅項(xiàng)目，或者室外消防用水量小于等于20L/S的建筑外，其余項(xiàng)目需要在地塊內(nèi)預(yù)留室外消防用水量，并設(shè)置消防車取用的消防取水口；當(dāng)采用天然水源作為消防用水時(shí)，除了要做好防止冬季結(jié)冰的措施外，還要保證消防水量不被他用，滿足任何時(shí)候消防車都能安全取用；另外需要注意雨水清水池、泳池等只能作為備用消防水源，不能作為正常設(shè)計(jì)時(shí)消防之用，備用消防水源是指在滅火時(shí)超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充水源，不能計(jì)算到消防水池的有效容積內(nèi)。

（3）消防水泵接合器。消防水泵接合器在整個(gè)消防系統(tǒng)中是唯一連接室內(nèi)外消防系統(tǒng)的橋梁，是消防員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，利用車載消防泵連接室外消火栓，然后通過(guò)消防水泵接合器供水到達(dá)室內(nèi)各個(gè)用水點(diǎn)，從而滿足室內(nèi)給水系統(tǒng)需要的消防水量及水壓。在設(shè)計(jì)消防水泵接合器時(shí)，除了滿足周邊5～40米范圍內(nèi)有室外消火栓外，在其附近的消防取水口也可以作為取水設(shè)施，當(dāng)在高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，靜壓超過(guò)1.0MPa，進(jìn)行分區(qū)供水時(shí)，也可只在高區(qū)消防給水管上設(shè)置水泵接合器，不需要高低區(qū)同時(shí)設(shè)置。

（4）自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要還是要注意噴頭的選型，不同的場(chǎng)所選用不同類型的噴頭，例如在裸頂?shù)膱?chǎng)所，支管布置在梁下時(shí)，要采用直立性噴頭，當(dāng)支管穿梁敷設(shè)時(shí)，噴頭也可以采用下垂型噴頭，只要滿足噴頭濺水盤與頂板的距離在75～150mm之間；選擇邊墻型噴頭的場(chǎng)所也是有適用條件的，第一是頂板吊頂為水平面，第二危險(xiǎn)等級(jí)為輕危險(xiǎn)級(jí)和中危險(xiǎn)級(jí)的住宅、酒店類、醫(yī)療病房及辦公建筑[3]，二者缺一不可；考慮到人員的密集程度和火災(zāi)發(fā)生造成的危險(xiǎn)程度，在設(shè)計(jì)公共娛樂(lè)場(chǎng)所、中庭環(huán)廊，醫(yī)院、療養(yǎng)院、地下商場(chǎng)等區(qū)域，需要采用快速響應(yīng)灑水噴頭，并且采用的系統(tǒng)為濕式系統(tǒng)，可以加快噴頭的動(dòng)作時(shí)間，有效控制火情的蔓延。

（5）消火栓系統(tǒng)。在消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，消火栓的布置，是每個(gè)設(shè)計(jì)師占用最多時(shí)間去琢磨的，高層建筑（除每單元一部樓梯疏散的住宅以外）在布置室內(nèi)消火栓時(shí)，需要滿足同一平面有兩只水槍保護(hù)，在設(shè)計(jì)時(shí)往往同一平面有不同的防火分區(qū)，當(dāng)相鄰的防火分區(qū)有防火門分割時(shí)，室內(nèi)消火栓時(shí)可以跨區(qū)保護(hù)的，當(dāng)采用防火卷簾分割時(shí)，火災(zāi)時(shí)防火卷簾會(huì)徹底落下，消火栓無(wú)法跨區(qū)域借用，消火栓布置優(yōu)先在樓梯間及休息平臺(tái)和前室、走道等明顯易于取用，方便消防員發(fā)現(xiàn)的位置，消防員進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)最主要的通道就是樓梯間，有部分設(shè)計(jì)師認(rèn)為樓梯間設(shè)置消火栓，消防水帶通過(guò)樓梯間門會(huì)導(dǎo)致消防門關(guān)閉不嚴(yán)，煙氣倒灌，由于有正壓送風(fēng)的作用下，在僅僅開(kāi)啟十厘米左右的縫隙，煙氣是不會(huì)進(jìn)入樓梯間的，在消防員到達(dá)時(shí)，人員疏散基本完成，水帶也不會(huì)對(duì)人員疏散造成很大的危害。

消火栓設(shè)計(jì)過(guò)程中需注意的問(wèn)題。①有些房間例如配電房、開(kāi)閉所等不宜用水撲救的場(chǎng)所，消火栓是不能布置在這些房間內(nèi)，但是需要保護(hù)到這些房間的任何角落，規(guī)范僅規(guī)定遇水能引起燃燒、爆炸的建筑可不設(shè)消火栓，例如儲(chǔ)存鉀、鈉、電石等物質(zhì)，并不包含配電房，當(dāng)配電房設(shè)置自動(dòng)滅火進(jìn)行滅火失效的情況下，火災(zāi)供電系統(tǒng)已經(jīng)損毀，消防水泵也不工作了，消防員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)還有余火可以用車載消防泵連接室外水泵接合器，用消火栓進(jìn)行滅火。②在設(shè)備層無(wú)可燃也需要設(shè)置消火栓，主要由于工程的不確定性，后期物業(yè)堆放雜物的可能性比較大，設(shè)置消火栓對(duì)于整個(gè)建筑控火安全更有利。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在高層建筑設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)注意消防泵房和水源的選取，水泵接合器作為橋梁作用的設(shè)計(jì)，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要把握的關(guān)鍵技術(shù)，從而提高給排水消防系統(tǒng)的安全性，為現(xiàn)代高層建筑的進(jìn)一步發(fā)展提供安全保障。