超高層建筑消防供水系統(tǒng)探析

唐煒鴻

（四川大學(xué)，四川 610065）

1 高層建筑簡介

參考現(xiàn)行《民用建筑設(shè)計通則》（GB50352-2005）3.1.2條規(guī)定：除住宅建筑外的民用建筑，建筑高度大于24m為高層建筑；建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。而根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016-2014）1.0.6條規(guī)定：建筑高度大于250m的建筑，其防火設(shè)計應(yīng)提交國家消防主管部門組織專題研究、論證，所以在業(yè)內(nèi)設(shè)計中通常將建筑高度超過250m及以上的民用建筑定義為超限高層建筑。

超限高層建筑的特點是用途廣泛，功能復(fù)雜，往往同一建筑內(nèi)設(shè)有酒店、高級辦公、商業(yè)等不同功能；設(shè)備繁多，人員高度集中，超限高層建筑容納的人數(shù)可達數(shù)萬人。因此，對于超限高層建筑來說，一旦發(fā)生火災(zāi)，人員疏散極度困難。超限高層建筑應(yīng)立足自救，由于水作為主要的滅火劑，供水可靠性的研究就非常重要。

2 超高層建筑消防供水系統(tǒng)設(shè)計要點

2.1 屋頂消防儲水池

消防水池的最小有效容積應(yīng)滿足規(guī)范的要求，但對火災(zāi)危險性大、裝修標(biāo)準(zhǔn)高的超高層建筑考慮火災(zāi)延續(xù)時間可能會超出規(guī)范設(shè)定的時間。另外消防水池的容積往往包含1h的自動噴淋系統(tǒng)用水量，而自動噴淋管網(wǎng)龐大復(fù)雜、影響因素較多，水力計算結(jié)果可能超出規(guī)范假定的模型，造成實際噴水強度大于設(shè)計噴水強度，從而造成噴淋系統(tǒng)工作時間不能滿足規(guī)范1h的要求，故建議這類建筑增加20%的消防貯水量，即可以提高消防安全性，投資增加也不大，一般可以為業(yè)主接受。

2.2 轉(zhuǎn)輸水箱及減壓水箱

轉(zhuǎn)輸水箱及減壓水箱一般均結(jié)合建筑避難層或設(shè)備層進行設(shè)置。在超限高

層建筑中，除消防系統(tǒng)外其他專業(yè)如給排水、暖通及電氣也都需要利用上述樓層設(shè)置各自的分配電站、換熱間等機房，同時還要保證人員疏散所需要的避難區(qū)，因此樓層面積非常緊張，必須要在滿足系統(tǒng)設(shè)計要求的前提下，最大限度地減小水箱面積。當(dāng)采用水泵轉(zhuǎn)輸串聯(lián)時，中間轉(zhuǎn)輸水箱同時起著上區(qū)轉(zhuǎn)輸水泵的吸水池和本區(qū)消防給水屋頂水箱的作用，其儲水有效容積按15～30min消防設(shè)計水量經(jīng)計算確定，并不宜小于60m3；減壓水箱的有效容積不應(yīng)小于 18m3。

2.3 供水管

屋頂及各分區(qū)減壓水箱重力供水管是室內(nèi)消防系統(tǒng)的主干動脈，為保證供水系統(tǒng)安全性，應(yīng)采用雙立管環(huán)狀供水方式。按常規(guī)做法，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)與自動噴水滅火系統(tǒng)管道應(yīng)盡量分開設(shè)置，但考慮超限高層建筑核心筒內(nèi)豎向機電空間限制，管道數(shù)量一定要精簡到最少。且根據(jù)常高壓系統(tǒng)的供水特點，自動噴水滅火與消火栓系統(tǒng)均通過水箱供水，不涉及啟動消防水泵的問題，水箱重力供水管只要滿足自動噴水滅火及消火栓系統(tǒng)同時使用量，就可以合用供水干管，在各區(qū)自動噴水滅火系統(tǒng)報警閥前再分開系統(tǒng)管道即可。重力供水干管管徑根據(jù)消防系統(tǒng)設(shè)計流量確定，且不宜小于DN200。除供水管道外，轉(zhuǎn)輸水箱及分區(qū)減壓水箱無論容積大小均應(yīng)按分開獨立2格（或2個水箱）考慮，以便在水箱清洗、維護及特殊情況下，消防系統(tǒng)時刻能夠保證使用，且宜在水箱液位閥前設(shè)置可調(diào)試減壓閥將水箱進水壓力控制在0.05～0.1MPa。

3 新規(guī)范對消防供水系統(tǒng)分區(qū)規(guī)定及影響

3.1 新規(guī)范對消防供水系統(tǒng)分區(qū)規(guī)定

根據(jù)新規(guī)范，消防供水系統(tǒng)在符合下列條件時，應(yīng)分區(qū)供水：（1）系統(tǒng)的工作壓力不大于2.40 MPa。（2）消火栓栓口處靜壓不大于1.0 MPa。（3）自動水滅火系統(tǒng)報警閥處的工作壓力不大于1.60 MPa或噴頭處的工作壓力不大于1.20MPa。從上述規(guī)定中可以看出，消防系統(tǒng)的工作壓力是決定分區(qū)供水的主要因素。新規(guī)范對消防供水管網(wǎng)的工作壓力與以往相比有了較大的變化，主要體現(xiàn)在水泵零流量時供水壓力的概念。新規(guī)范規(guī)定“消防水泵流量揚程性能曲線應(yīng)為無駝峰、無拐點的光滑曲線，零流量時的壓力不應(yīng)大于設(shè)計工作壓力的140%，且宜大于設(shè)計工作壓力的120%”。

3.2 消防供水系統(tǒng)分區(qū)規(guī)定的影響

在設(shè)計壓力方面，新規(guī)范對管道水頭損失引入安全系數(shù)概念，提高了管網(wǎng)水頭損失，同時在消火栓栓口動壓上有了明確規(guī)定，與原規(guī)范通過計算充實水柱得出的栓口動壓相比，動壓取值有所提高。對于超高層建筑并聯(lián)分區(qū)供水系統(tǒng)而言，由于消防管網(wǎng)規(guī)模較大，建筑本身高度較高，在新規(guī)范下計算得出的消防水泵設(shè)計壓力增加的基礎(chǔ)上，再乘以零流量時水泵的工作壓力，從而導(dǎo)致消防管道管網(wǎng)工作壓力大大增加。

4 結(jié)語

超高層建筑在我國發(fā)展很快，而消防規(guī)范的制定相對滯后，對每一個個體進行因地制宜的消防設(shè)計，選擇合理的消防供水系統(tǒng)，使工程更加穩(wěn)固牢靠，也使得工程投資趨向最優(yōu)。

[1]蘇昶明,歸談純,王振華.上海中心大廈消防給水技術(shù)可靠性研究[J].給水排水,2015,(5): 74-79.