浅谈高层建筑消防给水系统的设计

摘要：现代高层建筑火灾具有火灾蔓延快，扑救难度大用水量大，火灾损失大，社会影响深远的特点。而目前城市消防供水普遍存在城市水源不足、市政管网供水能力差等问题，增加了消防灭火的难度。而这些高层建筑一旦起火，主要依靠其内部消防设施进行扑救。所以，高层建筑的消防给水设计至关重要。

关键词：消防给水 火灾 消火栓 消防水池 减压设施 增压设备

中图分类号：TU997文献标识码： A

1.高层建筑火灾特点

1.1人员疏散困难,扑救难度大

高层建筑的结构复杂、高度高、楼层多、且人员集中，垂直疏散距离比较长，因此火灾发生时不利于人员的安全疏散，而高层建筑唯一的疏散设施只有楼梯，因此，难以在较短时间内将人员全部撤离,一旦发生火灾极易造成重大人员伤亡和财产损失。而人员疏散又与烟火蔓延方向相反，人们不得不在烟熏和热气流的烘烤中疏散，这就进一步增加了疏散的艰巨性和危险性，被困人群往往因来不及疏散而被烟火熏死或烧死。而且受技术条件限制，高层建筑火灾扑救十分困难，我国现有消防车的工作高度一般在50m左右，对于更高的建筑的火灾往往只能依靠建筑本身的灭火设施。

1.2火灾蔓延速度快

通常情况下，高层建筑生火灾时，火灾蔓延非常快。高层建筑由于由于受气压和风速的影响，烟囱作用十分明显，空气流动快,各种竖向井管如楼梯井、电梯井、管道井、电缆井、排风管道等贯穿整个建筑，成为火势竖向蔓延的主要途径。这些竖直通道的烟囱效应就会使烟火很容易由建筑物的下层蔓延到上层。而且高层建筑功能多，空间结构复杂，烟气和火焰在建筑内的蔓延很难得到有效的控制。

1.3火灾损失大

高层建筑一般设施都较多，功能复杂，可燃物多、分布广。因此，高层建筑一旦发生火灾，如果控制不及时，易蔓延发展成立体大火，火灾损失大，且会产生较大的社会影响。

1.4用水量大，供水困难

高层建筑发生火灾时，冷却和控制火灾蔓延扩大的用水量是相当大的，从国内外高层建筑火灾实例来看，高层建筑火灾实际用水量需要每秒上百升至几百升，而目前，扑救高层建筑火灾的消火栓系统的供水量约为每秒几十升，因此，只好借助水泵接合器往高楼供水，但由于受水带耐压强度和消防车供水高度的影响，常因供水不上而贻误灭火战机。

2.城市消防给水存在的问题

2.1 管网供水能力差

随着城市的不断发展，原来市政管网布局已经不能满足现在城市发展的需要了。且很多城市中给水管网管径偏小, 供水安全性差,管道漏损严重，爆管事故频发, 已经不能满足城市消防用水的需求，无法保证消防的水压和水量。而很多旧城区的一些“超龄”的管段, 管内壁结垢严重, 输水能力差。当随着城市人口的不段增加, 以及城市各个区域发展的不均衡, 规划的管径满足不了发展的需要,难以保证消防供水要求。

2.2 城市水源不足

城市中河流、湖泊等天然水体较少，主要依靠自来水公司供水。而在着火点附近水源供给不足, 消防车不得不到很远的地方去取水, 延误灭火时机。我国城市给水系统一般都采用统一给水系统, 即生活、生产和消防用水都由同一管网输送, 从而使消防用水的可靠性不高。缺水将直接导致城市消防用水没有可靠的保障。

2.3消防设施差且维护管理不善。

市政消火栓数量不足，安装维护存在问题。消火栓设置位置不明显, 导致在着火点附近根本找不到消火栓。且市政消火栓损坏严重，常年得不到有效的维修和更换。而有些市政消火栓并没有按规范要求施工安装，导致位置不当，出水口朝向不对，也有些市政消火栓因城市道路的建设而被擅自拆除。目前很多城市的消防设施维护管理都比较差, 当火灾发生时, 消防设施就不能投入有效的使用。

3. 高层建筑消防给水系统的设计

3.1消火栓系统的设置

消火栓系统主要分为室内和室外两种。室外消火栓主要是供消防车取水，消火栓的数量应根据室外消防设计流量和保护半径计算确定，保护半径不应大于150m，每个室外消火栓的流量按10-15L/s计。室内消火栓设置应保证同层任何部位都有相邻两个消火栓的水枪充实水柱同时到达，并确保消火栓栓口的压力符合要求，室内消火栓应设置在楼梯间及休息平台和前室、走道等易于取用，以及便于火灾扑救的位置。

3.2 消防水池( 箱) 的设置

当生产、生活用水量大道最大是，市政给水管网或入户引入管不能满足室内、室外消防给水设计流量时应设置消防水池。当消防水池采用两路消防供水且在火灾情况下连续不睡能满足消防要求时，消防水池的有效容积应根据计算确定，但不用小于100m3，当仅设有消火栓系统时，不应小于50m3。消防水池的进水管径应经计算确定，但不应小于DN100,补水时间不应大于48h。对于临时高压水消防系统, 根据《建筑设计防火规范》规定, 必须设置高位消防水箱, 其贮水量应大于10min的消防用水量。该规范同时规定, 从接到消防信号到消防泵启动投入工作的时间不应大于5min。按此理解, 在消防泵启动前的5min, 可由高位消防水箱靠重力提供的水进行灭火。

3.4 消防给水系统减压设施

当竖向分区压力超过1.0 MPa 及室内消火栓栓口压力超过0.5 MPa时, 应设置减压装置。通常的减压的措施主要有: 设置减压阀( 比例式和可调式减压阀) , 减竖向分区的动压和静压;设置减压孔板和节流管 ( 此种只能减动压, 不能减静压) , 用于减消火栓栓口压力;设置减压稳压消火栓等。 减压孔板应设在直径不小于50mm的水平直管段上，前后管段的长度均不宜小于该管段直径的5倍，孔口直径不应小于设置管段直径的30%，且不宜小于20mm。节流管的直径应按上游管段直径的1/2确定，且长度不宜小于1m，管内平均流苏不应大于20m/s。

3.3 消防系统增压设施

“高规”中有规定:“高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa, 当建筑高度超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa, 当高位消防水箱不能满足上述静压要求时, 应设增压设施。”

而增压方式大致可分为两类: 一类为火灾发生时增压系统,如管道泵增压和全流量离心泵增压; 一类为经常性增压系统, 如小流量高扬程增压、气压罐增压以及稳压泵增压等。

参考文献:

［1］GB 50045 － 95，高层民用建筑设计防火规范( 2005 年版) ［S］．

［2］GB 50947 － 2014，消防给水及消火栓系统技术规定［S］．

［3］蒋永琨． 高层建筑防火设计手册［M］． 北京: 中国建筑工业出版

社，2000．

［4］谢红星． 高层民用建筑消防给水设施的设置［J］． 消防技术与产

品信息，2011，( 12)

［5］李玉华，张爱民． 高层建筑给水排水设计［M］． 哈尔滨: 黑龙江科

学技术出版社，2002．