试析高层建筑群消防栓给水系统

摘 要：现代城市建设中，随着多层，小高层，高层，超高层建筑的发展，对建筑消防给水提出了更高的要求。本文将结合《建筑设计防火规范》对系统进行分析，主要探讨多层建筑消火栓给水系统的三种方式和适用范围。

关键词：消防给水系统；消防水箱；消防水泵接合器；气压水罐

中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A

一、 建筑消防系统及相应规范

建筑消防给水系统包括：消火栓给水系统．自动喷水灭火系统及其他固定灭火设施和高层建筑消防给水系统。它主要由以下几部分组成：水枪、水带、消火栓、消防管道、消防水池、高位水箱、水泵接合器及增压水泵。作为工程设计的强制性规范之一《建筑设计防火规范》(以下简称《规范》)在总结多年来防火设计方面的经验教训，吸收国外符合我国实际情况的先进技术成果的基础上已多次做了修改补充，对建筑防火设计起了很好的规范和指导作用。但现行《规范) GB50016-2006对多层建消火给水系统形式及相应的适用范围仍未作十分明确的表示，在实际设计工作中，常常因设计人员理解不同或消防主管部门要求不

同产生偏差，因此进一步明确阐述多层建筑消火栓给水系统形成。更便于实际操作，对各地最大而面广的多层建筑防火设计而言，具有十分重要的现实意义。

二、系统分析

多层建筑消火栓给水系统可由下列要素组成：消防水池、消防水泵、消防水箱(或气压水罐)，消防水泵接合器、室内消火栓、消防管网及阀门等部件。并且可根据建筑物高度、室外管网压力、流量和室内消防流量、水压等要求进行取舍组合。对照《规范》相应条文和通常实际允许的设计条件我们可以发现如下状况： (1)现行《规范》第8．3．3规定“具有下列情况之一者应设消防水池：一、当生产、生活用水量达到最大时，市政给水管道、进水管或天然水源不能满足室内外消防用7Kt~-：二、市政给水管道为枝状或只有一条进水管，且消防用水量之和超过25L／s”从中可以看出消防水池是因为消防用水量不足，即使是第二条款虽流量满足，为安全起见而设，也可能压力不够(如压力足够，消防水池仅是作为第二水源以备停水时消防车扑救火灾用)。故设消防水池必配消防水泵，以满足流量或压力的要求，而设消防水泵通常应有消防水池。以供取水。因为《规范》条文第8．6．1条规定：“当生产、生活用水量达到最大、且市政给水管道仍能满足室内外消防水量时。室内消防泵进水管宜直接从市政管道中取水”这在绝大多数城市是不允许的。 (2)系统中设置消防水泵对于单个建筑而言肯定为临时高压系统。按《规范》第8,6．3条规定“设置临时高压给水系统的建筑物，应设消防水箱或气压水罐、水塔……”而在建筑物高处设消防水箱一般情况下是很难满足最不利点消火栓水压要求的(180—200Kpa)，根据第8．6．2条 “水箱不能满足最不利点消火栓水压要求的其他建筑，应……设置直接启动消防水泵的按钮”即设消防水箱就必须有消防水泵。．346——综上分析，符合规范要求和实际情况的消火栓给水系统，消防水池、消防水泵、消防水箱(或气压水罐)会在系统中同时出现，而消防水泵接合器可按《规范》第8．6．1条4款取舍。

三、室内消火栓给水系统方式

1、消火栓直供给水系统方式

室外市政给水管网的压力和流量完全能满足室内最不利点消火栓的设计水压和流量，系统直接引自市政管网供给建筑物内的消火栓。适用范围：(1)建筑物不太高，体量不太大。如单层厂房、库房等。(2)城市有专供消防用压力较高的管网或建筑物在市政给水设施附近，较高压力范围内。依据消防水泵接合器的功能，此类系统即使建筑物是超过4层的厂房、库房、设消防管网的住宅或是超过5层的其他民用建筑，也可以无需设接合器，只要室外消火栓之数量按室内外消防水量之和去确定即可。

2、消火栓加压给水系统方式

室外市政给水管网的压力和流量不能完全能满足室内最不利点消火栓的水压和流量，系统通常为市政给水管网之水经过消防水池由水泵提升加压供给室内消火栓，建筑物屋顶最高处设重力流之消防水箱或设置气压水罐，气压水罐一般与水泵设在底层或地下室之泵房内，内存lOmin消防用水。该系统适用于应设室内消火栓但室外市政不能满足要求的所有建筑物。

3、消火栓水箱给水系统方式

在实际设计工作中，严格执行《规范》对于一般城市的大多数多层建筑消防给水设计来讲，都只能采用消火栓加压给水系统方。综合安全和经济两方面的因素，结合火灾扑救的实际操作情况。应友必要根据建筑物高度、体积、使用性质及可燃物多少等界定可采用消火栓水箱给水系统方式的范围。该系统是指从市政给水管网上直接接水至室内消火栓管网，并设置屋顶消防水箱(内贮lOmin消防用水)和消防水泵接合器，火灾时可由消防车通过接合器加压向室内消火栓管网给水。但室外消防系统的给水能力必须包括室内消防用水量。建议先行《规范》中室内消火栓用水量≤10L／s的建筑物在满足室内外消防水量的情况下，可采用此方式。

四、消防栓给水系统技术要点

1、 高层建筑群的设计特点

高层建筑群消火栓给水系统设计套用现行《高层民用建筑设计规范》（GB50045-95），往往按如下设计方式：一、消火栓系统单独设置，设临时加压泵房，每个消防栓箱启动泵按钮信号均要接至消火栓泵房，由着火信号自动启动消火栓泵。二、必须设不小于6m3 （有的地方消防部门要求为12m3 ）的消防水箱。当建筑不利点消火栓静水压力低于0.07Mpa时，要设消火栓稳压泵。三、为保证消防水不被动用，单独设消防水池或采用液位限制。

按上述设计，消火栓与生活给水系统各自独立，室外管位紧张，设计困难；另外投资大，影响房地产开发商的开发利润；屋顶设消防水箱，尤其不设稳压泵房的消防水箱间，严重影响建筑立面。更主要的是，最终使用效果适得其反，有必要认真分析。

2、 高层建筑群消火栓、生活给水系统宜合并

高层建筑群一般为普通住宅，小于等于50m，室内消防栓用水量应为10l/s。如果首层有商业网点按二类商住楼考虑则应为20l/s，若有汽车库按I、II类停车库考虑亦采用20 l/s。即使按20 l/s，生活用水量按350L/（人·d）计算，对于8万m2 左右的高层建筑群，消火栓给水量与生活水给水量基本持平，面积再大则生活给水量大于消防用水。显然，生活水与消防水共用管，对于面积越大的高层建筑群，就水量而言只会更有利于消防。

生活给水给水水压与消火栓给水水压差，经计算为0.12—0.18Mpa左右，完全可以共用设备。如采用变频给水，生活给水减频，消防恢复原频，可克服生活给水采用消火栓水压耗能略高的毛病。

对于高层建筑群而言，室外给水工程量比较可观，生活给水与消火栓给水系统分开的结果导致室外管道工程量几乎增加一倍；对于有地下小汽车库，总图紧张的小区，有时竟很难找到管道位置。更应引起有注意的是，某些地方消防检查统计表明，单独设置消火栓给水系统竟有1/3不合格，“消防突击检查时运行合格率较低”的原因，恰恰是由于生活给水与消防给水分开的缘故。生活给水系统的增加投入可可以增加售房卖点或住户对物业管理的满意程度，因此生活给水问题普遍受到重视，生活给水泵因常开，开发商甚至愿意选购进口不锈钢泵，物业管理也有完善、规范化的制度。消火栓给水系统则不然，很多只是应付例行公事的消防检查，得不到应有的重视，最终单设消火栓给水系统反倒不安全。

现行消防规范还规定，消防水不能动用。消火栓系统死水一潭，还不允许少量动用，比如绿化灌溉用水。保证半个月或一个月，消防系统换水一次，以防止消防水质的恶化，但最根本的措施还在于消火栓给水与生活给水系统合并。

3、 变频或气压给水系统应视为常高压给水系统，可不设屋顶水箱

何为常高压给水系统，《高规》尚无明确定义。本人个人理解，对于水消防系统而言，无论是准工作状态或消防时，都能保证消防水量与消防水压的要求，即可认为是常高压给水系统。

担心变频或气压给水不能保持常高压的原因，无非是担心电源切换时间以及设备机械故障。实际上生活、消防合用的变频或气压给水系统，为了加强其消防功能，在供电电源设计上下足了功夫，为保证生活给水功能，提高楼宇的档次，开发商也愿意花大价钱购置高级发电机。根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-92）6.1.5.1机组应始终处于准备启动状态，当正常供电中断时，机组应立即启动，并在15s内能投入正常带负荷运行。

对于小高层建筑群而言，即使15s的消火栓给水量，也就是300L，保守点按30s，即稳压罐水容积到600L，也足以保证消火栓系统的安全。

至于设备故障，生活给水泵及消火栓给水泵互相备用，大大增加了设备的安全性。何况山上的水池及管道输送也不是绝对没有故障的可能。随着科技的发展，设备的可靠性还会进一步提高。

设屋顶消防水箱对于大型高层建筑问题不大，但对于高层建筑群则有异议。如果一次着火区设一个显然做不到万无一失。《高规》未有着火次数的规定，《建规》则规定≤2.5万人为1次, ≤5万人为2次。按如今一般人均面积，2.5万人反推算，住宅面积至少也在50万m2以上；按较高的容积率，住宅占地面积也要28万m2，其半径在200 m以上。即使屋顶消防水箱在中心位置，管道阻力也相当可观。若每一座高层都加消防水箱，这种方式即过于原始，造价也高。相反，可靠的生活、消火栓给水合并变频给水系统，则无此弊病。

房地产行业进入市场机制以来，对房屋美观、实用提出更高的要求，出现许多新型建筑，对传统消防方案，提出这样或那样的意见。制定适宜的消防规范举足轻重，能否在保证安全的前提下采取更节省的方案，期望有关消防设计规范不断完善。

4、现阶段高层建筑群消火栓给水系统设计要点

在针对高层建筑群消火栓给水系统新规范未产生以前，为保证业主的利益和消火栓给水系统的更为可靠，现阶段可采用部分变通做法。设计要点如下：

A 单体高层建筑内消火栓给水与生活给水系统分开，生活给水进户总管上设电磁阀，有火警信号时电磁阀关闭，防止着火时水源被生活给水系统占用。共用水池储量为生活用水与消防用水的总和，变频给水装置的水量为两者之和。

B 高层建筑群室外生活给水与消火栓给水合流，以合用最大水量，最高水压选变频给水泵。变频水泵压力为可调，分别设生活给水压力及消火栓给水压力两档，消火栓给水压力与消火栓连锁，着火时火灾信号自动改变变频给水压力设置。

五、结语

多层建筑消防有利于高层建筑立足于自救。更多的是依靠消防队员赶至火灾地点进行扑救工作。但消防队员从接警、出警到赶赴现场大约需要5-10min(~防站布局合理的话)，故消防水箱储水lOmin供扑救初期火灾，笔者认为这是十分必要的。发现火灾，初期自行扑救{及易成功，很少酿成大火。对未受训练的人员来讲取自消防水箱的水方便可行。受人员素质、思想意识、管理水平的制约，消防日常疏于管理的现象触目惊心，在消防加压系统中的消

防水泵瘫痪或不能及时启动时，消防水箱就是救灾神水，不可小视。目前建筑消防给水系统已经成为建筑工程中的一项重要的组成部分，未来保证国家财产和人民群众的安全，实际人员和施工人员都应该严格按照规范设计和施工。