高层建筑消防给水系统的探究

摘要：高层建筑的普及对缓解用地紧张、提升城市印象、提高居民生活水平有着重要的意义。高层建筑发生火灾后，蔓延速度快、人员逃离难、扑救困难，给消防工作增加了难度。本文通过对高层建筑消防给水系统进行解析，希望能为消防给水设计与施工提供一份参考，尽量从源头上解决高层建筑消防隐患。

关键词：高层建筑 消防给水 系统 探究

中图分类号： TU97 文献标识码：A 文章编号：

高层建筑作为城市化的标志，在大力推进城市化的今天得到人们的高度重视，相应的人们也更加重视建筑细节质量，例如近年来人们对建筑内部消防给排水系统有了更加细致的要求，设计人员为了满足人们的要求就必须在熟知国家、地方法律和规范以及规程的基础上，尽量提升工程的合理性、实用性以及安全性，同时也要注意节省设计成本。高层建筑在消防给水设计与施工上特别要注意保障质量，因为其与用户的生命财产息息相关，同时也是高层建筑消防验收的关键。笔者根据消防设计审核的工作经验在本文中着重探讨了高层建筑消防给水系统的构成，希望能引起设计企业与施工单位的高度重视，真正做到从源头上清除隐患。

1、高层建筑消防水源的设计

高层建筑设计消防水池的目的是储存足够的消防用水，其设计质量直接影响灭火效果。《高层建筑设计防火规范》做出明确规定:“市政给水、进水管道或者天然用水不能满足消防需求；市政给水管道呈现枝状，或仅有一道进水管，只要满足任一上述条件，就必须布置消防水池。”

用于消防的水源不仅要水量充足，水质更要有所保障，即就是既不能在灭火时出现断水，也不能出现水质过差的情况，水质过差虽然对消防工作影响不大，但却给后续工作带来难度。发展前期的消防水源多位于一层或多层建筑中，为了保障水质达标，往往将消防水源和生活水源合并使用，由于生活水源的更新速度较快，从而使消防水源长期处于快速流动的状态，进而使得水质能够符合要求。在《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003(2009版)中对消防用水和生活用水合并条件做出了明确要求，两者合并的前提是小区内部的生活用水贮存量必须比消防用水贮存量大，两者被合并后要将共同贮水池的的水流更新时间控制在48小时以下，若不能满足上述两个条件，则两者必须分开设置。因为高层建筑的消防用水形式较为广泛，因此消防用水贮存量的确定成为一个难题，贮存量过小不能满足消防用水需求，减弱消防安全性，贮存量过大，在保障水质上必然要加大投入，从而降低消防设施的效益。《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95(2005版)对消防用水贮存量做了明确规定，“高层建筑室外给水管网能满足室外灭火需求时，消防用水贮存量应能满足室内灭火的需求。反之若室外给水管网不能满足室外灭火的需求时，消防用水贮存量应满足室内灭火用水和补足室外灭火用水。”为了满足上述两条规定，我国当前的消防用水贮存主要采取两种设计方法，第一种是在消防水池中贮存满足室内外灭火需求的消防用水；第二种方法是，在消防水池中贮存的水量仅满足室内灭火。上述方法各有长短，若采用第一种，由于消防水池内存水较多，其容积较大，既造成了水资源浪费，又增大其他设备的投入成本，同时也提升了水质管理难度。但这种方法在设计上能解决来自自来水公司的难题，适合被应用在市政供水困难的区域；若采用第二种，在设计时如果不将火灾发生时，水池怎样及时补水考虑进去则不可取。但若确保室外给水管网能满足室外灭火用水需求，则第二种方法能降低成本，同时在设计时只要注意增宽水池的进水渠道，就能有效解决补水问题，两种方法在选用时，要注意因地制宜。

2、高层建筑的主要消防设施的设计

（1）室外消火栓

室外消火栓作为室外灭火用水的出口，在设计时要对室外管网进行充分考虑。室外消火栓的出水量，通常等于室外管网的供水总量。若确定室内灭火用水被设计贮存在室内消防水池后，室外管网通常只用于满足室外灭火用水量, 室外消火栓在确定其数量时一定要考虑出水量是否能满足室内外灭火用水需求。室外消火栓一般应沿消防车道布置,尽量布置在靠近高层建筑一侧,可避免消防车碾压水带因其水带爆裂。为便于消防车取水,且要给消防队员留下操作场地室外消火栓的设置为只距离建筑外墙宜在5米到40米之间,距离路边不宜大于2米,在设计水泵接合器位置时要注意其集中性，以便室外消火栓的数量符合设计标准，若某高层建筑消防系统对水泵接合器的数量要求较多，相应的室外消火栓的数量也应增多。

（2）室内消火栓

高层建筑室内消火栓的设计：第一，注意水泵接合器宜分散设置，方便安全使用。第二，布置消火栓时，不能为了追求美观而把消火栓设置在不显眼的地方。第三，寒冷地区的高层建筑，消火栓给水系统的上部水平环管可在最高层布置，从而避免环管设置于屋面带来的管道保温问题。 第四为保障消防用水的可靠性应设置成环状管网,以便在管网末端维修或发生故障时,仍能保证火场用水,但必须保证供水干管和每条消防竖管都能做到双向供水。

（3）自动喷水灭火系统

自动喷水灭火系统的系统选型，应根据设置场所的火灾特点和环境条件、以及不同类型系统的技术特点确定。系统设计流量不能简单的按照“面积强度乘积法”来计算，通常按此种计算方法得出的设计流量通常比实际所需流量小，如地下车库喷淋系统喷头按结构梁布置时，由于结构梁等的影响，实际布置喷头数量会比正常情况多，故应按最不利情况作用范围内喷头的总流量来作为自动喷水灭火系统的设计流量。

高层建筑设计时为了美观效果，往往使用吊顶来遮盖结构梁以及各类专业管道，从而导致走道上部净高缩小，若吊顶的类型是闷顶，闷顶下面的空间净高应至少有800毫米。《自喷规范》中有着明确规定："净空高度在800毫米以上的闷顶以及技术夹层若带有可燃物时，应安装喷头。"闷顶喷头是设计时极易出现疏忽的地方。由于高层建筑走道内的管道种类较多，在设计时有时会出现将喷头直接连接在配水管上的情况。这种连接的方式将导致配水支管上的喷头大于8个，而且一般位于走道上的配水管，管道直径较大，不能连接管径较小的喷头，因此这种安装方式存在问题。因此，走道上配置的喷头可以和配水支管进行连接，并在选择其管线位置时要注意和暖通、电力等管道相配合。

3、消防给水系统设计中的超压问题及解决办法

高层建筑给水系统应采取防超压措施。发生超压问题的原因是消防系统内部的水压大于给水系统的最大压力容量，从而导致消防管道、配件、附件以及器材设施等出现损伤。高层建筑消防给水中普遍存在超压现象，应引起设计人员重视，并采取措施进行防治。消防给水系统出现超压现象的原因多样，下面几种现象比较常见：

（1）位于消防给水管网竖向位置的分区水压超过管道最低位置处灭火装置能够适应静水压值。若消火栓系统中的竖向管道的分区最低室内静水压在1兆帕以上时应采取分区供水，防止栓口水压过大而影响灭火效果,甚至供水管道爆裂。

（2）火灾刚发生时，灭火装置水流较小，消防水泵在出水较少的情况下易发生超压，将严重影响低区位置的灭火效果。

（3）加压设备型号不合适、停泵时用于加压的水锤以及其它设施出现故障。依据消防系统布置的实践经验，可采取以下措施有效减弱超压对消防系统造成的危害：

①采取正确方式完成消防系统的竖向分区。如室内消火栓管网分区水压时不严格使用1兆帕，可留有一定的余地；也可在使用1兆帕时，使用相关措施有效降压。此外可将各个分区的高度控制在最小，以降低区域底部消防设施的静水压。

②合理使用各类设施有效降低超压危害。使用各类设施进行降压是设计中普遍使用的一种方式。消防系统中常见的设施有减压阀、安全阀等。选择降压设施时也应有一定的要求，如减压阀的选择，一般的减压阀结构包含薄膜式和弹簧式以及活塞式三类, 其作用形式各异，有比例式以及定压式。消火栓给水系统在选择减压阀时要注意满足给水分区的需求，并满足规范中规定的栓口的静、动压。

③在水泵的选型上应严格按照设计要求，选用流量、扬程相对较平缓的水泵。小结

高层建筑选择合理的消防给水系统是高层建筑消防整体设计的要点，水压作为保证高层建筑消防质量的关键，要得到足够重视。同时高层建筑消防给水系统也是保障人民生命财产安全的重要措施，其设计合理与否是高层建筑消防整体设计的重点。

参考文献

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