浅析高层建筑消防给水系统的设计

【摘 要】高层建筑的兴起，暴露了高层建筑火灾的严重性。由于高层建筑火灾隐患多、火灾扑救困难、人员疏散困难和经济损失大的特点，使得高层建筑的防火问题迫在眉睫。鉴于此，本文对高层建筑消防给水系统的设计进行了探讨，以期对相关从业人员有所裨益。

【关键词】高层建筑；消防给水；火灾

随着城市化进展迅猛，城市中各种功能的大型建筑、高层建筑和超高层建筑以及地下建筑不断涌现。高层建筑往往是投资规模大、内部装修标准高、建筑使用功能复杂，并具有一定政治和经济影响的建筑。高层建筑因其层数多、高度高，在同等条件下，相对于多层建筑和单层建筑，火灾危害性大，容易造成重大财产损失和人员伤亡事故。

一、高层建筑火灾的特点

1、火灾隐患多

高层建筑的结构功能比较复杂，使用人数多，人员流动频繁，火灾隐患多且不易发现。而且高层建筑装修豪华，室内含有大量的可燃物质，如家具、窗帘、地毯、吊顶装饰等，发生火灾时燃烧猛烈。加之高层建筑的竖向井道多，如电梯井、楼梯井、通风井、管道井、电缆井、垃圾道、排气道等，它们都是火灾蔓延的通路，形成“烟囱效应”；加上这些竖井的抽风作用，一旦发生火灾，火势蔓延迅速，楼层越高，抽风越强，火势越猛。

2、火灾扑救困难

高层建筑消防设计立足于“自救’，其灭火设备复杂、自动化程度高。只要任何一个环节有问题，灭火设施便不能充分发挥作用。扑灭初期火灾至关重要，但现场人员一般对灭火设备不会使用或无力使用。消防人员到现场后，由于高层建筑高度较高，普通消防车的供水高度已远远不能达到要求，而目前最先进的登高消防车一般也只能达到50 m左右，显然不能满足高层建筑防火救灾的需要。消防员登上高楼，不仅体力消耗大，还可能与消防中心、水泵房等联系不便、配合困难，楼高风大、火势猛，消防队员在高热、浓烟下操作，比一般火场难度大得多。

3、人员疏散困难

高层建筑层数多，垂直疏散距离长，疏散到室外地面、屋顶直升飞机停机坪或避难层所需的时间也相应增长。由于高层建筑人员众多，不少公共活动场所人员相对集中，火灾时增加了疏散的难度，容易造成重大伤亡事故。高层建筑发生火灾后，常因通讯联络失控，往往下层发生火灾，上层仍然未知有其事。目前国产登高消防车辆尚不能满足高层建筑安全疏散和扑救火灾的需要，不能将人员及时疏散到室外。尤其是在高层旅馆建筑中，人员众多，人地生疏，给安全疏散增大了困难，更易导致惨重事故。

二、高层建筑消防设计存在问题与完善措施

1、高层建筑消防给水中存在的问题

从目前来看，在高层建筑消防给水设计中存在诸多问题，有的设计人员没有重视建筑物的消防设计，只是一味地根据业主要求的建筑布局、设想进行设计，并未考虑消防安全，且有些建筑设计还未通过消防部门审核、验收，就已经投入使用，因而问题很多。比如，有些重要的公共走廊，未设自动喷水系统，缺少消防水源；供人群疏散的楼梯间没有达到规范要求等，这些问题一旦形成，就形成了极难整改的痼疾。应该设置消防通道而没有设置，或短防火间距，缺少使消防车顺利通行的平坦空地，严重影响了安全疏散与火灾扑救工作。很多设计中将消火栓箱直接镶嵌在墙体里，导致墙体的耐火极限不符合规定。燃油、燃气设备的合理设置和储油、配气的防火安全设计，是待解决的消防技术问题之一。

2、高层建筑消防给水完善措施

高层建筑消防给水设计，应充分了解建筑物的性质、结构特征、建筑高度、平面布局、防火分区的划分、设备层和避难层的位置等，同时注意以下几个方面：

（1）消防水泵房的位置

根据建筑布置以及室外管网的水压，消防水泵房通常设在地下室内。此外，当消防水池同时存有室外消防用水时，消防水池宜设置在地下一层，并应保证消防车的消防水泵的吸水高度不大于6m。当消防水池内只存有室内消防用水时，其位置不受限制，但无论如何都应有直通室外的消防通道。

（2）屋顶高位水箱和中间消防水箱的位置

在确定屋顶高位水箱和中间消防水箱时，应与生活给水系统协调一致。这两种水箱通常设在设备层、避难层或专用的水箱间内，并且不宜靠近对安静程度要求较高的房间（包括上下层和相邻的房间）当中间楼层不宜设中间消防水箱和水泵时，可用屋顶水箱和减压阀联合工作的方式替代中间消防水箱和水泵。屋顶水箱的设置高度应保证消火栓系统最不利点消火栓的静水压力要求（设在屋顶水箱间或屋顶设备层内的检验用消火栓除外），当建筑高度不超过100m时，最不利点消火栓的静水压力不应低0.07mPa；当建筑高度超过100m时，最不利点消火栓的静水压力不应低于0.15MPa。屋顶水箱的设置高度还应保证自动喷水灭火最不利点喷头的工作压力不应低于0.05MPa。中间水箱的设置高度应保证所在供水分区内的最不利点消火栓或喷头消防时所需的压力。为达到这一要求，通常将该供水分置于中间水箱以下若干层。

（3）供水分区的划分

在消防水泵房、屋顶高位水箱及各区中间消防水箱的位置确定后，就可以在它们之间进行进一步的分区。对于室内消火栓给水系统，为了便于消防队员操作以及防止消防储水在短时间内被耗尽、达到均衡配水的目的，消火栓栓口处的静水压力不应大于0.5MPa，亦即当消防水箱最高水位与最低消火栓之间的垂直距离大于80m时，应采用分区供水的给水方式，当消火栓栓口处的出水压力大于0.5MPa时，在消火栓处应设减压装置，如减压孔板、减压阀等，也可以直接采用减压式消火栓。自动喷水灭火系统的竖向分区宜与室内消火栓给水系统相近。为保证供水的均匀性，将每个竖向分区再划分成若干个小分区，每个小分区由独立的报警阀控制，小分区的最高喷头与最低喷头之间的垂直高差控制在50m以内，并在入口压力大于0.42MPa的入口管上设减压孔板或减压阀。室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统的平面分区宜与防火分区一致，尽量做到区界内不出现两个以上的系统的交叉。自动喷水灭火系统每套湿式报警阀组所控制的喷头数不应超过800个；干式报警阀不应超过500个，管网容积不应超过3000L。在城市供水管网能保证室内消防供水安全，并且当地主管部门允许消防水泵直接抽水的情况下，可充分利用城市供水管网的压力，单独形成一个供水分区。

（4）消防水泵接合器的竖向设置

现行《高规》规定，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器，当采用串联给水方式时，上、下分区可共用消防水泵接合器。对于超出消防车供水压力范围的供水分区，笔者认为也应设消防水泵接合器，以保证在室内消防设施出现故障的情况下仍能向这些供水分区供水。两种做法可供参考：1）在高区设消防水泵接合器，消防是用以柴油机为动力的移动水泵做为高区水泵，与消防车、高、低区消防水泵接合器串联工作，向高区加压供水。2）在位于低区的高区消防水泵接合器处设可以启动高区水泵的启泵按钮，消防时消防车、消防水泵接合器和高区水泵串联工作，向高区加压供水。这两种做法均需保证系统压力不能超过阀门管件的耐压能力。

（5）消防给水方式的选择

在选择消防给水方式时，应根据工程的具体情况，对与之相关的各种因素进行综合评估，如：供水可靠性、投资大小、能耗高低、设备宜集中设置还是分散设置、对水箱占用上层使用面积的限制，可能产生的噪声和二次污染，运行和维护管理是否方便以及外网供水能力等，同时应咨询当地消防部门的意见，从上述各类给水方式中选择适合于建筑物特点的消防给水，或者采用几种消防给水方式的组合，制定出切实可行的方案来。

三、结语

总之，高层建筑消防给水是建筑给排水设计的重要组成部分，其对建筑消防本身及建筑给排水设计有着不可或缺的意义。高层建筑住户数密集，消防隐患更大，更复杂多样，相较于一般建筑的消防给水设计，有着更高，更为特殊的技术要求。本文应用已有的理论知识，对具体工程项目的消防给水系统进行设计，希望对相关从业人员有所帮助。

参考文献：

[1]李亚峰，张胜.高层建筑给水排水工程.北京：机械工业出版社，2011.

[2]苏才英.浅议当代高层住宅火灾隐患及对策.广西民族大学学报，2007（5）.

[3]王娇阳.现代高层建筑消防安全设计.科技资讯，2008（12）.