高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

何 健

(臺(tái)州市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 臺(tái)州 318000)

隨著社會(huì)的進(jìn)步與科學(xué)發(fā)展，城市人口的迅猛增長，建筑物的規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，對(duì)安全的需求越來越高。高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)踐與探討，已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)的重要研究?jī)?nèi)容，這樣的研究特點(diǎn)使得相關(guān)工作人員在高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)新型的消防設(shè)計(jì)方式和實(shí)踐探討模式進(jìn)行探究和創(chuàng)新，方能增強(qiáng)高層建筑消防設(shè)計(jì)的整體水平。因此此次研究的內(nèi)容和提出的策略，對(duì)豐富高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改革內(nèi)容具有理論性意義，對(duì)指導(dǎo)當(dāng)前高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改革方式具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 高層建筑消防系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題

1.1 消防水池設(shè)計(jì)問題

在高層建筑實(shí)際建設(shè)過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)消防水池的有效容積比所需用水量偏小的問題。造成這一問題的主要原因是消防設(shè)計(jì)人員并未充分把握高層建筑的特性，對(duì)建筑火災(zāi)延續(xù)時(shí)間把握不準(zhǔn)確?；诖祟惽闆r下，高層建筑的消防設(shè)計(jì)人員往往不能準(zhǔn)確計(jì)算室內(nèi)外消防用水量，從而導(dǎo)致消防水池有效容積出現(xiàn)偏差[1]。

除此之外，如消防水池有效容積出現(xiàn)偏小的問題，有可能是已有建筑進(jìn)行改造造成的。如圖1所示，如果高層建筑處于和其他工程建筑共同使用一個(gè)消防水池的狀況下，根據(jù)新規(guī)范要求，原有建筑可能會(huì)增加自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，這將直接導(dǎo)致消防水池的有效容積無法滿足新的消防系統(tǒng)所需的消防用水量。

圖1 消防水池

1.2 消火栓設(shè)計(jì)問題

在出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，高層建筑室內(nèi)設(shè)置的消火栓往往是消防員進(jìn)行取水實(shí)施滅火操作的主要裝置[2]。消火栓設(shè)置的數(shù)量和消火栓分布情況將會(huì)對(duì)消防員完成火災(zāi)的撲救操作和火勢(shì)管控產(chǎn)生重要的影響。但在日常生活中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生消火栓的保護(hù)距離欠缺與消火栓閥門生銹等問題。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員往往沒有仔細(xì)復(fù)核消火栓對(duì)建筑末端的保護(hù)距離，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，導(dǎo)致保護(hù)距離不夠，不能有效的撲救火災(zāi)，給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。

消火栓在實(shí)際使用過程中，常常受到閥門生銹或消防水帶損壞問題的困擾，如圖2所示，使消防救援人員錯(cuò)過了滅火的最佳時(shí)機(jī)。此外，發(fā)生火災(zāi)后，消火栓主泵經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不能及時(shí)啟泵，出現(xiàn)此類問題是由于平時(shí)忽視對(duì)設(shè)備的維護(hù)檢查，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題隱患，將會(huì)對(duì)火災(zāi)的及時(shí)撲救造成影響[3]。

1.3 給水壓力設(shè)計(jì)問題

對(duì)于高層建筑消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，消防給水系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)超壓現(xiàn)象以及泄壓?jiǎn)栴}。消防給水出現(xiàn)超壓現(xiàn)象，實(shí)際上是指消防系統(tǒng)的實(shí)際工作壓力超過管網(wǎng)工作壓力限值的現(xiàn)象，容易造成消防設(shè)備和系統(tǒng)管網(wǎng)出現(xiàn)漏損和消防給水系統(tǒng)出現(xiàn)供水不均的問題。造成該問題的原因有很多，比如說消防系統(tǒng)中的出水流量比較低、系統(tǒng)垂直分區(qū)出現(xiàn)不合理設(shè)計(jì)等，都會(huì)對(duì)消防系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成不利影響[4]。

圖2 消火栓生銹、水帶缺失

然而給水超壓現(xiàn)象實(shí)質(zhì)上是消防給水系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，因此消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員需要采用一些泄壓措施來處理這個(gè)問題，設(shè)計(jì)中常常采用設(shè)置安全閥和泄壓閥[5]。對(duì)于消防水泵低流量的工況，管網(wǎng)壓力較大，消防水泵低流量空轉(zhuǎn)過熱，常采用設(shè)置超壓泄壓閥，將水回流至消防水池。對(duì)于采用減壓閥減壓分區(qū)供水的系統(tǒng)，在減壓閥后設(shè)置安全閥，以保證在減壓閥失效的情況下，安全閥能及時(shí)開啟，保證系統(tǒng)不出現(xiàn)超壓現(xiàn)象。因此在高層建筑消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，消防設(shè)計(jì)人員應(yīng)該選擇合理的泄壓措施，以提升消防管網(wǎng)的安全性，保證消防系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.4 自動(dòng)噴淋設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題

在進(jìn)行高層建筑的消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是高層建筑消防設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，但依舊存在缺乏合理性的問題。根據(jù)規(guī)范要求，凈空高度大于800mm的悶頂內(nèi)，當(dāng)悶頂內(nèi)敷設(shè)的配電線路采用不燃材料套管或封閉金屬線槽保護(hù)時(shí)，可不設(shè)置灑水噴頭。設(shè)計(jì)人員往往沒有與電氣專業(yè)溝通協(xié)調(diào)，導(dǎo)致悶頂內(nèi)沒有設(shè)置噴頭，而電氣專業(yè)也未說明配電線路需要采用不燃材料保護(hù)，從而留下了消防安全隱患。另外，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的管材防腐施工不到位，導(dǎo)致許多建筑的噴淋管道都出現(xiàn)了不同程度的腐蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2 高層建筑進(jìn)行消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究現(xiàn)況

2.1 總體規(guī)劃布局設(shè)計(jì)

近些年，伴隨著整個(gè)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的高速發(fā)展，居民更加注重生活質(zhì)量的提升。消費(fèi)者在進(jìn)行建筑物選購的過程中，不但會(huì)考慮高層建筑物本身所具有的功能，還會(huì)全面考慮建筑物周邊環(huán)境的整體舒適度、建筑物的美觀性。因此建筑企業(yè)在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中，建筑設(shè)計(jì)人員需要注意建筑整體環(huán)境問題，盡可能將建筑的整體設(shè)計(jì)與高層建筑的社區(qū)設(shè)計(jì)、建筑街道設(shè)計(jì)結(jié)合在一起。綠色園林類景觀設(shè)計(jì)在高層建筑工程的設(shè)計(jì)過程中已經(jīng)被廣泛使用，雖然這些景觀可以使建筑工程演變?yōu)榻ㄖ后w工程，有效的提升高層建筑的整體美感，但是一些景觀也會(huì)對(duì)高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)生不利影響，比如說影響爬梯建設(shè)、消防通道比較狹窄等。

根據(jù)高層建筑各個(gè)區(qū)域的功能需求設(shè)計(jì)不同的滅火系統(tǒng)。一些含電器設(shè)備的房間用水系統(tǒng)滅火可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成損傷，甚至?xí)斐梢欢ǖ奈ｋU(xiǎn)，所以采用氣體滅火系統(tǒng)，這樣會(huì)減輕對(duì)該設(shè)備的損壞。如高層建筑商業(yè)區(qū)有較多的店鋪，而店內(nèi)多為可燃的物品，使用水噴淋系統(tǒng)便可以達(dá)到撲滅火災(zāi)的目的。同時(shí)在高層建筑應(yīng)設(shè)置消火栓系統(tǒng)輔助其他滅火系統(tǒng)滅火，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防聯(lián)動(dòng)控制器會(huì)聯(lián)動(dòng)泵房控制柜啟動(dòng)泵，為水噴淋系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)提供消防水來滅火?；馂?zāi)報(bào)警器發(fā)出逃生警報(bào)提醒；指示燈和應(yīng)急廣播切入應(yīng)急狀態(tài)開始工作。

為了有效的避免這些問題的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員需要在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在一定程度上可以有效確保建筑設(shè)計(jì)的整體協(xié)調(diào)性。這就意味著消防設(shè)計(jì)人員需要在高層建筑社區(qū)內(nèi)部提前設(shè)計(jì)消防通道，消防設(shè)計(jì)通道既需要滿足高層建筑景觀設(shè)計(jì)的實(shí)際需要，又需要合乎消防設(shè)計(jì)的實(shí)際需求。

2.2 地下室的排水設(shè)計(jì)

在進(jìn)行高層建筑施工設(shè)計(jì)的過程中，柴油發(fā)電機(jī)房、變電站、消防水泵房基本上都設(shè)置于地下室。假如地下室的積水問題比較嚴(yán)重，高層建筑消防系統(tǒng)的正常運(yùn)行將不可避免地受到一定的阻礙，所以消防設(shè)計(jì)人員注重完成地下室的消防排水是非常重要的。但是地下室排水出現(xiàn)問題的概率比較大，一是集水井體積小，有效容積不夠；二是未設(shè)置備用排水泵。

為了解決這一問題，消防設(shè)計(jì)人員需要在進(jìn)行地下室消防排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范確定消防排水集水坑容積，可以有效的滿足地下室消防排水的實(shí)際需要。消防排水系統(tǒng)應(yīng)該配備一個(gè)備用排水泵，在常用泵出現(xiàn)失效的情況下，消防系統(tǒng)可以自行進(jìn)行備用泵的啟動(dòng)操作。備用泵通常是無堵塞型的潛水式排污泵。常用泵和備用泵使用的排水管道應(yīng)盡量保持在相對(duì)獨(dú)立的狀態(tài)。消防設(shè)計(jì)人員需要格外注意在進(jìn)行地下室消防排水設(shè)計(jì)的過程中，提供兩路電源，在一定程度上可以避免出現(xiàn)斷電后排水泵出現(xiàn)不能使用的不良狀況。

2.3 給水方式的合理設(shè)計(jì)

在對(duì)高層建筑進(jìn)行消防給水設(shè)計(jì)時(shí),消防設(shè)計(jì)人員應(yīng)該合理開展消防給水方式的合理化選擇,從而保證消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體有效性和經(jīng)濟(jì)適用性。首先設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從消防系統(tǒng)的整體安全角度開展消防給水形式的選擇,然后方可全面考慮消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生的成本。工作人員可以根據(jù)消防服務(wù)的范圍,將高層建筑的消防給水系統(tǒng)直接劃分成區(qū)域內(nèi)集中的消防給水系統(tǒng)以及相對(duì)獨(dú)立的消防給水系統(tǒng)[5]。

正常情況下高層建筑周邊均會(huì)建立消防水池，在消防水池具有非常大的容量狀況下,如果多個(gè)高層建筑可以共用一個(gè)消防水池，即可以有效節(jié)省很多社會(huì)類資源。但是在日常生活過程中，因?yàn)楦鱾€(gè)施工單位之間進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通相對(duì)比較困難,因此施工人員通常難以使用區(qū)域集中型消防給水系統(tǒng),消防設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,通常會(huì)開展一些比較獨(dú)立的消防給水系統(tǒng)進(jìn)行給水設(shè)計(jì)。

消防設(shè)計(jì)人員需要依照建筑物所具有的實(shí)際高度,將高層建筑的消防給水系統(tǒng)合理劃分，將消防給水劃分為分區(qū)供水以及不分區(qū)供水兩種形式。正常情況下,消防設(shè)計(jì)人員會(huì)根據(jù)0.8MPa消火栓的栓口所具有的靜水壓力作為基準(zhǔn)點(diǎn)，如果實(shí)際壓力值大于基準(zhǔn)壓力值即會(huì)選擇使用分區(qū)給水的形式進(jìn)行消防給水,如果實(shí)際壓力值小于基準(zhǔn)壓力值，消防設(shè)計(jì)人員會(huì)使用不分區(qū)給水的方式進(jìn)行消防給水。

2.4 自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的給水設(shè)計(jì)

在進(jìn)行自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的給水設(shè)計(jì)時(shí),工作人員應(yīng)該使用該系統(tǒng)中具有的火勢(shì)跟蹤以及迅速進(jìn)入滅火狀態(tài)的功能。因?yàn)樽詣?dòng)噴淋系統(tǒng)會(huì)使用一些噴灑頭進(jìn)行噴水滅火操作，因此工作人員應(yīng)該提前設(shè)計(jì)出足夠多的噴頭，從而盡可能快的實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)火勢(shì)的管控。

除此之外，工作人員還應(yīng)該考慮到自動(dòng)式噴淋系統(tǒng)在進(jìn)行給水設(shè)計(jì)所具有的特殊性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員的密集程度以及電氣線路等多個(gè)問題開展比較深入的分析，從而基本上實(shí)現(xiàn)高科技系統(tǒng)的設(shè)置功能。自噴系統(tǒng)的給水方式是多種多樣的,例如工作人員可以運(yùn)用水泵與重力水箱等方法進(jìn)行給水。正常情況下，不高于100m的高層建筑往往會(huì)運(yùn)用重力水箱進(jìn)行給水，對(duì)于已經(jīng)超過100m的高層建筑，在進(jìn)行消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)往往會(huì)運(yùn)用分區(qū)串聯(lián)的給水方法。

3 結(jié) 語

綜上所述，高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，在整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)中占有極其重要的地位，所以，高層建筑的設(shè)計(jì)人員必須要對(duì)其有著足夠的重視。通過文章的分析和研究得知，高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改革是推動(dòng)消防設(shè)計(jì)的重要方式，同時(shí)也是促進(jìn)高層建筑消防事業(yè)全面發(fā)展的有效手段。本文研究中提出的幾點(diǎn)建議，主要圍繞高層建筑消防設(shè)計(jì)，注重高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)踐與探討，才能更好地提升消防設(shè)計(jì)的綜合水平，這對(duì)高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改革和創(chuàng)新具有重要的意義。在我國建筑事業(yè)不斷發(fā)展下，將會(huì)出現(xiàn)多樣化的消防設(shè)計(jì)方法和更為有效的消防實(shí)踐模式，作為高層建筑消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員，應(yīng)重視自身設(shè)計(jì)能力的提升，進(jìn)而為高層建筑提供優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)服務(wù)。