浅析高层建筑灭火系统设计

摘 要：随着我国城市化建设步伐的加快，高层建筑是城市化建设中最具有标志性的建筑，为了保障人们的生命安全和减少火灾事故，对高层建筑进行灭火系统设计是十分必要的。

关键词：高层建筑 消火栓 消防水箱

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0066-01

1 消火栓灭火系统

消火栓灭火系统是日常生活中较为常见的灭火方式，根据灭火的场所不同，可分为室外消防给水系统和室内消火栓给水系统，室内消火栓给水系统主要由消防给水基础设施、消防给水管网、室内消火栓设备、报警控制设备及系统附件组成，消防人员在进行灭火时只有把这些设备有机的协调，才能充分发挥消防灭火系统的作用，把火灾隐患消灭在萌芽状态。

在进行消火栓给水系统设计时，根据不同的建筑高度和面积，可选择不同的设计方案，对于建筑高度小于50 m、建筑面积小于600 m2的一类民用高层建筑，根据《给排水设计手册》查得：室内消防水量为30 L/s，室外消防水量为30 L/s，火灾延续时间为3 h。为了充分利用消火栓给水系统，在火灾发生10 min之内应备足消防用水，以便把火灾控制到最小的范围内。

2 消火栓给水系统设计

2.1 消火栓的选用

按规定，高层建筑和裙房的各层的都应设置室内消火栓防止火灾，对于高层建筑的消防电梯前室根据消防设计规范要求也应设置消火栓，消火栓栓口一般距地面1～1.1 m之间。

在利用消火栓进行高层建筑灭火时，选择合适的水枪射流高度是最为关键的一环，在设计中水枪的充实水柱根据建筑层高计算确定。通常水枪射流上倾角不宜超过45°，在最不利情况下，也不能超过60°。

2.2 消火栓保护半径的计算

消火栓保护半径计算：

式中，为消火栓保护半径；

为水带敷设长度，m，考虑到水带的转弯曲折，应为水带长度乘以折减系数0.9。

。

为水枪充实水柱长度的平面投影长度，m。

2.3 屋顶消火栓的设置

高层民用建筑的屋顶根据规范设计要求设置消火栓。设置屋顶消火栓主要用于消防人员定期对室内消火栓给水系统的供水压力以及建筑物内消防给水设备的性能进行检查。另外，屋顶消防栓也可在建筑物发生火灾时，直接由于对高层建筑的灭火和冷却。屋顶消火栓的设置，应符合屋顶消火栓的设置要求，通常屋顶消防栓的个数为1～2个；为了便于对屋顶消火栓进行控制，可设置压力显示装置；对于采暖地区屋顶消火栓为了不影响其采暖效果，可在屋顶出口处或水箱间内设置消防栓，但最好不要设在电梯机房内。

2.4 消防水箱贮水量的计算

消防水箱应储存扑救建筑物初期（10 min）火灾的室内消防用水量，其有效容积可按下式计算：

式中为消防水箱有效容积，m3；

为室内消防用水量，L/s；

为水箱保证供水时间，min；一般取=10 min。

2.5 消防水泵的选型

消防水泵的流量，应按火灾发生时，高层建筑物内消火栓使用总数的每个消火栓的设计流量之和来计算。根据消防水泵的流量，确定消防水泵吸水管到消防管道最不利点的水头损失，即管路水头总损失，根据消防水池中最低水位至最不利点消火栓的标高差，其消防泵扬程的计算公式为：

Hxf=Hxh1+Hg+H

式中为消防水池中最低水位只最不利点消火栓的标高差。

2.6 消火栓的减压计算

由于高低层消火栓所受水压不同，导致出水量相差很大，当上部的消火栓口出水压力满足消防灭火要求时，下部的消火栓压力过剩，消防支管减压主要用于消除消火栓的剩余水压。当消火栓栓口出水压力大于0.50 MPa时，可在消火栓栓口处加设不锈钢减压孔板或采用减压稳压消火栓减压，使消火栓的实际出水量接近设计出水量。

3 自动喷水灭火系统设计

自动喷水灭火系统是利用其特有的性能，在火灾时能自动喷水灭火的固定灭火方式，可使火灾在初期就能够及时得以控制，从而最大限度的减少火灾损失。自动喷水灭火系统具有灭火效率高，安全可靠，工作性能稳定，适用范围广，投资少，不污染环境等优点。广泛应用于民用建筑、工业厂房及仓库。特别适用于在人员密集、不易疏散、外部增援灭火与救生困难的重要或火灾危险性较大的场所中应用。

3.1 自动喷水灭火系统

为适应保护对象的需要，充分发挥自动喷水灭火系统的作用，系统具有多种形式。按喷头的封闭与否可分为闭式系统和开式系统。

闭式系统装有闭式喷头，平时处于密闭状态，发生火灾后，由于热力作用，闭式喷头会自动打开喷水灭火。由于保护场所环境条件限制，要求平时闭式系统灭火管网内充有水或压缩空气，因此又有湿式系统、干式系统、预作用系统、重复启闭预作用系统等多种系统类型。但露天场所不易采用闭式系统。

开式系统装有开式喷头，因此，灭火管网平时不会存水。当设置场所发生火灾时，由火灾探测控制装置启动系统，所有开始喷头会同时喷水灭火或阻止火势蔓延。开式系统根据其作用不同，又分为雨淋系统、水幕系统和雨淋—泡沫联用系统。

3.2 喷头的布置

闭式自动喷水灭火系统的设计，用于保证建筑物的最不利点有足够的喷水强度。喷水强度的大小与建筑物的火灾危险等级有关。设计中如采用标准玻璃球喷头，由《给排水设计》查表可知：在10 m水柱的工作压力下，消防用水量20 L/s，设计喷水强度应达6 L/（min·m2），作用面积应为200 m2，喷头工作压力为10 mH2O。

喷头是自动喷水灭火系统的主要组件。自动喷水灭火系统的火灾探测性能主要体现在喷头上。喷头在火灾时主要有两个作用过程，首先是探测火灾，然后在保护面积上进行布水以控制和扑灭火灾。喷头布置间距与系统设计喷水强度、喷头类型、喷头工作压力和喷头的布置形式有关，其间距确定合理与否，将决定喷头能否及时动作和按规定强度喷水。本设计采用矩形布置喷头间距。

4 结语

综上所述，主要介绍了高层建筑的消火栓系统、自动喷淋系统的设计。由于灭火系统是消灭火灾的主要工具，因此，在进行消防系统设计一定要综合考虑各种环境因素，使消防灭火系统充分发挥应有的作用。

参考文献

[1] 赵青.北京某高层建筑消防给水设计体会[J].山西建筑，2008，34（15）：168-169.

[2] 陈蔚.高层建筑火灾中人员安全疏散的特点及对策[J].科技息，2007（35）：62.

[3] 冷雅军.影响高层民用建筑消防安全疏散的因素及对策[J].筑防火设计，2003（2）.