高層建筑消防給水設計的幾點思考

蔡貴生

【摘 要】為了節(jié)約土地資源，現代城市建筑日趨向高空發(fā)展，高層建筑的數量越來越多。高層建筑的出現，在一定程度上既說明了現代科學技術的進步，又標志著城市的發(fā)展。然而，高層建筑的消防問題，卻是全世界面臨的共同難題。本文對高層建筑消防給水設計的幾個方面進行了探討，希望能為從事此方面工作的人員提供一些參考。

【關鍵詞】高層建筑；消防給水；設計

一、前言

高層建筑消防是現代城市管理一個難點，高層建筑由于其高度、面積及功能等方面特征，施工中對其消防設計提出了很高的要求，特別是防火安全的設計。一旦高層建筑發(fā)生火災，其危險性特別大。由于火災的隱患多，在高層建筑中引發(fā)的火災火勢必然很猛，蔓延得也特別快，人員疏散也有一定的難度，2008年1月2日，新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市發(fā)生了一起火災，這是自新中國成立以來，經濟損失最為嚴重的高層建筑火災。發(fā)生火災的是德匯國際廣場，此次火災導致3名消防隊員和2名群眾死亡，直接經濟損失3億元人民幣?？梢?，高層建筑消防給水設計的重要性。目前開發(fā)商在消防給水方面投資不少，但是由于設計方面的欠缺，使得不少高層建筑在消防方面存在著諸多隱患，給在高層建筑里生產生活的人們的生命財產帶來威脅。因此，掌握好消防給水設計思路與設計方法至關重要，在設計時尤其要注重以下幾個問題。

二、高層建筑消防給水設計的注意事項

1、高層建筑消防給水的減壓泄壓方式

高層建筑采用減壓和泄壓設施來保證消防給水系統(tǒng)的正常工作，確保系統(tǒng)在設計流量下能正常使用，將火災帶來的損失降至最低。第一，采取有效措施避免超壓現象的產生。如，采取合適的水泵，根據水泵的流量———揚程曲線，來確定每臺水泵工作時的最佳工作壓力，以及所能承受的最大壓力，最好選用恒壓變流量變頻調速水泵，以適應更大范圍的流量變化。第二，提高整個消防給水系統(tǒng)的承壓能力，可以使消防給水系統(tǒng)在一定情況下不出現超壓，使整個滅火過程的壓力都在允許的范圍內。這需要開發(fā)和使用新型低成本、高效能的管道材料，以及安全經濟、穩(wěn)定可靠的給水系統(tǒng)壓力技術等。第三，采取相應的泄壓和減壓措施。減壓、泄壓和穩(wěn)壓措施是指在工作壓力超壓后，能夠及時使消防系統(tǒng)的工作壓力降至允許工作壓力的范圍內，包括泄壓閥、安全閥、穩(wěn)壓閥、氣管閥等的安裝。如，在減壓閥減壓給水方式就是利用減壓閥進行減壓，這種供水方式是指多個分區(qū)采用一組屋頂水箱，通過減壓閥向各個分區(qū)供水，其中減壓閥是關鍵。這種給水方式不僅安全、可靠，能在很大程度上進行減壓，而且設備管道簡單，投資少，檢查維修方便。高層建筑消防給水系統(tǒng)的各種泄壓和減壓都能有效地減少超壓的產生，從而大大提高了消防系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2、消防栓的布置

根據《高層民用建筑設計防火規(guī)范》“室外消火栓的數量應按室外消火栓用水量經計算來確定，每個消火栓的用水量應為10～15l/s”。首先，當室內消防用水由室外管網提供時，應由水泵接合器的數量來確定室外消火栓的數量，兩者一一對應。如某高層建筑，消火栓系統(tǒng)與自噴系統(tǒng)皆為一個分區(qū)，室內外消防以及自噴用水量均為30l/s，如果按照常規(guī)計算，要設置2個室外消火栓。但是室內消火栓以及噴淋的水泵接合器均為2個，共計4個水泵接合器，這樣就要求設置4個室外消火栓。其次，當設計把室內消防用水儲存在室內消防水池時，室外消火栓由室外消防用水取水口取水，室外管網由室外消防用水量確定，一旦室外管網的供水量確定，無論設置多少室外消火栓，其所能取得的水量一定，因此，室外消火栓的數量應按室外消防用水量經計算來確定。對于消防栓的間距，根據《高層民用建筑設計防火規(guī)范》“消火栓的間距要能夠保證同層任何部位的兩個消火栓的水槍充實水柱能夠同時到達”。并規(guī)定，“要通過計算確定消火栓的間距，高層建筑的消火栓間距≤30m，裙房≤50m”，但通常這種規(guī)定，并不能滿足實際需要，目前多數高層建筑裙房與主體聯通，而且其功能多為營業(yè)用房，可燃物多，發(fā)生火災的危險性以及火災荷載很大，這樣，其內部消火栓間距為50m尚且顯小，小于50m就更不妥，在這種情況下，必須通過認真計算確定消火栓的間距。

3、合理設計和使用自動噴淋系統(tǒng)

自動噴淋滅火系統(tǒng)具有自動跟蹤火勢、迅速投入滅火等多方面的優(yōu)勢。自動噴水滅火系統(tǒng)是靠噴灑頭噴水滅火的，因此，在自動噴水系統(tǒng)的設計中首先要有足夠的噴頭數量，這樣才能使自動噴淋系統(tǒng)在可燃物量大、火勢大、蔓延速度快時開啟足夠的噴頭進行滅火。其次，要對重點薄弱部位單獨重點設計，以充分考慮其特殊性，要在充分考慮其人員聚集程度以及電氣線路的基礎上，設置新型高科技的自動噴淋系統(tǒng)，以將更多的人力、物力從危險中解救出來。最后，要充分考慮材料受腐蝕的程度，防止噴頭受腐蝕而被堵塞。另外，還要考慮材料抗低溫能力，防止管道和噴頭在低溫天氣時出現凍裂，避免在火災發(fā)生時不能正常使用。如某消防給水系統(tǒng)設計中，充分考慮了各種因素，根據最有可能發(fā)生火災時最不利的情況所需要的消防流量作為建筑的自動噴水設計流量，再通過不同噴頭和管網的作用和材質進行合理設置，建立了安全完善的大面積、大空間的高層建筑的自動噴水滅火系統(tǒng)，從而將火災危害降到最低。

4、消防水池設計

高層民用建筑消防給水系統(tǒng)采用直接供水方式，民用建筑內所有的消防給水系統(tǒng)可以公用一個消防水池。民用建筑的消防水池一般情況被設計在建筑物的最低層，而且在不考慮為其續(xù)水的情況下，其有效容量應該要供應在火災持續(xù)時間內所有的消防給水設備，如：室內外消火栓系統(tǒng)、水幕系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、泡沫系統(tǒng)等。在有續(xù)水的狀況下，在設計其容量時，可以考慮減去火災持續(xù)時間內補充的水量。補水系統(tǒng)應該采用全自動的工作方式，同時應該確保補水系統(tǒng)補充的水量，對于設置有多個消防水池的，還需分別設置其補水口。如此便可確保消防水池的儲水量。消防水池的設置在原則上應該獨立，如果消防用水和其它用水同時使用消防水池時，其它用水設備的吸水口原則上必須將其設置在消防儲水量的水平線以上。因為高層民用建筑通常室內的消防用水量較大，如果消防水池的總的儲水量大于 600 m3時，為了保證用水的安全性，應將其分成兩個能獨立分開使用的消防水池，兩個消防水池的底部一般采用專用的管道連接起來，并且必須在管道上安裝控制閥門，這樣，通過控制閥門便可以隨意調節(jié)兩個消防水池的儲水量。

5、消防給水系統(tǒng)形式的確定

合理的給水方式是高層建筑消防給水系統(tǒng)設計的關鍵，它直接影響消防給水系統(tǒng)的有效性和工程造價。給水形式的選擇首要條件是保證系統(tǒng)的安全可靠性，其次才是經濟性。消防給水系統(tǒng)按服務范圍可以分為獨立的消防給水系統(tǒng)和區(qū)域集中的消防給水系統(tǒng)兩大類，采用區(qū)域集中的消防給水系統(tǒng)比較合理。通常來說臨近的高層建筑都建有消防水池，在設計時能夠共用消防水池能大大節(jié)約社會資源，但是由于各部門和單位之間協調困難，導致共用方案得不到推廣應用。高層建筑消防給水系統(tǒng)按建筑高度可以分為分區(qū)供水和不分區(qū)供水。當消火栓栓口的靜水壓力小于0.8MPa時，采用不分區(qū)給水形式，當消火栓口的靜水壓力大于0.8MPa時，采用分區(qū)給水形式。分區(qū)供水方式又包括并聯分區(qū)供水方式、串聯分區(qū)供水方式、減壓閥分區(qū)供水方式。并聯分區(qū)供水方式的優(yōu)點是各個分區(qū)獨成體系，并且系統(tǒng)的可靠性高，但造價較高，維護也相對困難。串聯分區(qū)供水方式的各區(qū)水泵壓力相近，不需高壓泵和高壓管，其弱點是水泵分散導致管理困難，而且造價較高。減壓閥供水方式的系統(tǒng)簡單，造價低廉，便于管理，是較為合理的供水方式，此種方式不僅經濟而且安全可靠，維護也簡單，但對減壓閥的要求較高，應采用可調式減壓閥，設定減壓后的壓力并保持恒定。

三、結語

綜上所述，高層建筑越來越成為城市建筑發(fā)展的主要方向。但高層建筑由于結構復雜、功能設備繁多，一旦發(fā)生火災，疏散以及撲救都比較困難。因此，高層建筑的消防設計就顯得相當重要，高層建筑消防給水設計需要符合高層建筑的設計理念，在保證安全的前提下，要進行綜合考慮，進行詳細周密的分析和精確的計算，選取最優(yōu)方案。

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