高层写字楼消防设计系统要点

摘要：本文结合工程实例，对某高层写字楼的消防系统在设计过程中存在的一些问题进行了阐述，并提出了一些解决方案，供同行参考。

关键词：高层建筑；消防设计；水泵

中图分类号：TU892 文献标识码：B 文章编号：1674-3954（2013）21-0345-02

1 概况

某高层写字楼，该区域将逐步成为集现代化会议展览、办公、商业娱乐、酒店及高级住宅为一体的现代化生态型滨海景观城区，为厦门未来海湾型城市的一个重要的标志性节点。1号楼地上49层，地下3层，建筑总高度212.5m，为超高层建筑。地上功能为办公及其附属用房，地下为停车库及设备用房，其中地下3层战时部分为人防工程，地下车库与建发国际大厦等工程的地下车库连通，16层和32层为避难层。主体采用钢管混凝土钢框架一现浇混凝土剪力墙结构体系。

2 消防系统设计

本楼属一类高层综合楼，设置消火栓、自动喷水系统、水喷雾灭火系统、微型自动扫描灭火系统、气体灭火系统、移动式灭火器。室外消防水源由市政直接供水，室内消防用水由49层的20.5m3高位消防水箱、地下3层消防泵房内的662m3消防储水池及32层的96m3消防中间转输水箱提供。消防用水量如下表：

2.1 室外消火栓系统

室外消火栓管网在地块内成环，两路引入管接不同方向的市政管网，市政水压及水量满足室外消防用水要求。

2.2 室内消火栓系统

采用中间水箱转输的水泵串联临时高压供水系统。消防管网分两区，高区28～49层，低区地下3～27层。高区消火栓串联泵从消防中间转输水箱吸水直接供39层以上消火栓环网，28-38层消火栓环网由高区消火栓串联泵出水管经减压阀减压后供给。低区消火栓泵和消火栓转输泵设于地下3层消防泵房内，由消防水池吸水。17～27层消火栓环网由低区消火栓泵直接供水，1～16层和地下3层～地下1层分别设减压阀组将低区消火栓泵出水减压后供给环网。各设三组水泵接合器分别与低区消火栓给水管网、消防转输管道相连。低区的消火栓启泵按钮动作，启动低区消火栓泵；高区的消火栓启泵按钮动作，先启动高区消火栓泵，并联锁启动消火栓转输泵，联锁启动的时间间隔不应大20s。分区处火灾时应同时启动上下两区的消防水泵。消火栓泵也可就地启动和消防控制中心启动。（见图1）

2.3 自动喷水灭火系统

采用中间水箱转输的水泵串联临时高压供水系统。自喷管网分两区，低区为地下3～28层，高区为29～49层。高区自喷泵由消防中间转输水箱吸水。低区自喷泵和自喷转输泵设于地下3层消防泵房内，由消防水池吸水。除高区45层以上和低区16～28层的报警阀直接由本区自喷泵直接供水外，其余各区分别设减压阀组将水泵出水减压后供给各报警阀组。49层设有自喷增压设施。各设三组水泵接合器分别与低区自喷给水管网、自喷转输管道相连。低区湿式报警阀上的压力开关动作，启动低区自喷泵；高区湿式报警阀上的压力开关动作，先启动高区自喷泵，并联锁启动自喷转输泵，联锁启动的时间间隔不应大于20s。自喷泵也可就地启动和消防控制中心启动。（见图2）

2.4 水喷雾灭火系统

柴油发电机房及贮油间采用水喷雾灭火系统。

（1）微型自动扫描灭火系统

46～49层挑高处，净高为16.5m，采用微型自动扫描灭火装置。

（2）气体灭火系统

变电所采用管网式全淹没七氟丙烷气体自动灭火系统。

3 设计中遇到的问题及解决方法

3.1 地上生活水箱和消防水箱补水的控制

中间生活水箱和中间消防水箱的补水由地下3层的中间生活水箱供水泵供给；屋顶生活水箱和屋顶消防水箱的补水由32层的屋顶生活水箱供水泵供给。补水的控制常采用的方式：按《建筑给排水设计规范》第3.7.7条要求在两个水箱的进水管设电动阀。中间生活水箱和中间消防水箱进水管电动阀分别由水位来控制其启闭，低水位开阀，高水位关阀，注意消防水箱在最低水位的时候仍满足消防储水量的要求。液位传感器同时向泵输出信号，由程序来实现自动控制，任一水箱达到低水位时，水泵启动，两个水箱都处高水位时停泵。但电气工程师提出能否简化控制方式。经参考相关资料后将其优化，消防水箱内的水位变化仅控制其进水管上电动阀的启闭，不控制水泵的启停，而生活水箱上的水位控制水泵的启停。消防水箱的高水位（即常水位）设定比开阀水位超高150mm，对于屋顶消防水箱高低水位间容积为1.5m3，而屋顶生活水箱高、低水位之间调节容积为9.9m3，两边进水管径、标高相同，屋顶消防水箱先于屋顶生活水箱达到最高水位，生活水泵继续运行至生活水箱达到高水位停泵。对于中间消防水箱高低水位间容积为5.25m3，中间生活水箱调节容积为17m3，经生活水泵一次启停即可将消防水箱的水位恢复至常水位。采用这种控制方式既可保证使用安全又将控制系统简化。消防水箱还设有超高、超低水位报警，超低水位设定低于低水位50mm，如遇持续性漏水可手动启动生活泵，关闭或调节生活水箱进水管上的阀门开度，维持消防水箱补水，并及时检修管网。

3.2 超过消防车供水楼层水泵接合器的设置

“高规”第7.4.5.2条“…在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器。”本楼总高度212.5m，消火栓、自喷系统的高区已经超过了本地消防车供水压力范围，根据高规可不设高区水泵接合器。但考虑到本楼建筑高度大且为公共建筑，火势蔓延速度快、消防扑救难度大、事故后果严重，因此消防水源的保证非常重要。参照《自动喷水灭火系统设计规范》第10.4.2条的条文说明中的做法，设置高区水泵接合器与消防转输管道相连，在32层泵房内消火栓、自喷系统上预留移动水泵接口。提高了消防系统供水可靠度。

3.3 楼层吊顶高度控制

作为高档写字楼，层高是影响其品质的一个重要因素。本楼标准层层高4.1m，主要管线有：强、弱电桥架、通信管线、排烟兼空调回风管、空调送风管、自喷干管和支管。与管线走向垂直的主梁为变截面钢梁，靠近走廊一端长度2.6m范围内梁高400，此范围外梁高500。标准楼层剖面如图3示意图，按此布置理论上吊顶高度可达到2.9m，但考虑到施工误差等因素，业主要求施工以室内、走廊吊顶高度以达到2.85m为目标。

3.4 其他不足及易产生问题处

因第一次设计200m以上的办公建筑，对这类建筑的特点掌握不够，在施工过程中陆续发现一些设计不理想的地方。如排水管道拐弯太多的问题。超高层办公楼的电梯设置分低、中、高区，核心筒平面布置随之变化。在底部楼层中、高区电梯不开门，卫生间设在这两排梯井之间，但在中部楼层这个位置是中区的电梯厅，卫生间被设计在核心筒的，待到高区，中区电梯不存在了，卫生间又被设在此处。卫生间位置变化而导致排水立管拐弯多次，增加了排水不畅的风险。实际上这个问题是容易解决的，在核心筒附近设一个从首层至顶层位置都不变化的主管道井，多数楼层的卫生间位于此区域，这样排水状况要好得多。

32层设有钢结构伸臂钢桁架，腹杆形如一串“V”，上下端分别与本层顶和本层地面的钢梁连接，水箱、水泵、管道布置需避开腹杆斜撑的位置。钢柱的附近设有“隅撑”，横管要注意与钢柱保持一定距离。

4 结语

总之，超高层建筑的共同特点，也有不同之处。作为设计人员，在设计中借鉴前人经验应结合本工程的实际情况加以应用，设计既应合理又应经济。

参考文献

[1]刘振印，赵锂，主编，中国建筑设计研究院编著，建筑给排水工程设计实例，中国建筑工业出版社，2006

[2]秦邵冬，等，生活水箱和消防水箱共用单泵供水的控制方式，给水排水，2006，06