高层建筑消防给水系统设计

高层建筑消防给水系统设计

王力成

王力成艾奕康建筑设计（深圳）有限公司广东深圳518000

摘要：目前，我国高层建筑发展迅速，而在消防给水设计方面则相对滞后。本文结合实例，就高层民用建筑消防给水系统的设计进行了探讨，并分析了消防设计中的注意事项，以满足高层建筑消防给水的需求，可供设计人员参考。

关键词：消防给水系统设计；消火栓；消防用水量；注意事项

随着社会的进步和经济建设的发展，高层建筑也越来越多的出现在城市之中。由于高层建筑造型独特，功能多元化，结构复杂，因此，这类建筑的火灾危险性也更大。为了防止和减少高层民用建筑火灾的危险性，保护国家公民的生命财产安装，在建筑物内必须设置消防给水系统。本文就结合实例，主要探讨了高层民用建筑消防给水系统的设计问题。

1工程概述

某高层民用建筑，其主要建筑功能为：商业及办公建筑，规划用地面积为14176m2，总建筑面积为69520.0m2，其中地下为23020m2，地上为46500m2，女儿墙高59.55m，其中地上15层，地下3层，地下2～3层为地下车库及设备用房，可停放超过383辆汽车，地下1层至地上4层为购物中心，5～6层为影院，7层为自备用(办公)，8～15层为办公等组成。

2消防给水系统设计

由于高层民用建筑造型独特，功能多元化，结构多样，地下3层至地上8层，每层的防火分区都不同。根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)、《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001(2005年版)的相关规定，该建筑为一类高层建筑，设置室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾系统。各系统消防用水量标准及一次灭火用水量见表1。

表1消防用水量标准及一次灭火用水量

2.1室外消火栓系统

1)由本建筑西北两侧各引入一根DN200mm市政给水管，压力为0.25MPa，作为消防水源。

2)室外消防采用低压制给水系统，由城市自来水直接供水，发生火灾时，由城市消防车从现场室外消火栓取水经加压进行灭火或经消防水泵接合器供室内消防灭火用水。

3)室外消防为两路供水，设管径为DN200mm环状室外消火栓管道，并设室外地下消火栓6个，满足室外消防的要求。

2.2消防水池及屋顶消防水箱

1)根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)》的相关规定，该综合楼按同一时间发生一次火灾考虑，按自动喷淋系统与水喷雾系统之中用水量最大值，再加上室内消火栓系统用水量计算消防水池容量。消防水池内贮存有3h室内消火栓灭火用水量及1h水喷雾用水量，水池有效容积594m3，水池分两格。消防泵房、消防水池设置在地下3层。

2)屋顶水箱间设有效容积为18m3消防水箱一座，提供消防系统初期用水，并设一套消火栓和自动喷淋合用的消防增压稳压设备，维持消火栓系统及自动喷淋系统平时压力。

2.3室内消火栓系统

1)室内消火栓系统静水压力不超过1.0MPa，室内消火栓管道在竖向不分区。地下3层、地下2层消火栓管网为单独环状管网；地下1层至6层水平干管与竖向立管也构成环状，上干管设在6层，下干管设在地下1层；7层至15层水平干管与竖向立管也构成环状，上干管设在15层，下干管设在7层。消防水箱出水管及消防增压稳压设备出水管与15层水平干管相连。

2)本建筑物内各层设消火栓进行保护的场所，其布置保证室内任何一处均有2股水柱同时到达。灭火水枪的充实水柱不小于10m。每个消火栓箱内均配置DN65mm消火栓一个、DN65mmL25m麻质衬胶水带一条，DN65mm×19mm直流水枪一支、自救消防卷盘一套、启动消防水泵按钮和指示灯各一只。为保证消火栓栓口出水压力不超过0.5MPa，地下3层～10层消火栓采用减压稳压消火栓。

3)室外设3套消防水泵接合器，供水管分别与室内消火栓给水管网相连。

4)室内消火栓水泵2台采用恒压切线消防水泵，一用一备。消防水泵设有平时自动巡检功能。

2.4自动喷淋系统

1)采用湿式自动喷水灭火系统和预作用自动喷水灭火系统，地下2层、地下3层车库不采暖，设置预作用自动喷水灭火系统，其它为湿式自动喷水灭火系统。

2)设计参数：商场、车库均按中危险Ⅱ级设计；办公按中危险Ⅰ级设计；喷水强度：商场、车库8L/min?m2，办公层6L/min?m2；作用面积160m2，最不利点喷洒头工作压力不低于0.05MPa。

3)系统设计

(1)自动喷水灭火系统在竖向不分区。

(2)设置4组为预作用报警阀(用于地下2层、地下3层)，8组为湿式报警阀，每组报警阀担负的喷洒头不超过800个。

(3)喷洒头：地下车库采用DN15mm直立式玻璃球喷洒头，动作温度为68℃、K=80；机械停车库采用带保护网仓库型快速响应喷头，动作温度为68℃、K=115，机械停车喷头按停车的托板位置分层布置，且应在喷头的上方设置集热板；地下1层商场部采用快速响应喷头，动作温度为68℃、K=80；其余商场、办公均采用下垂式吊顶玻璃球喷洒头，向下安装，动作温度为68℃、K=80。

(4)自动喷水灭火系统每个防火分区或每层均设信号阀和水流指示器。

(5)泵房内设2台恒压切线喷淋消防泵,设备参数为：Q=45L/s，H=1.20MPa，N=90kW。消防水泵设有平时自动巡检功能，并在出水管上装有安全泄压装置。

(6)自动喷水灭火系统共设3套消防水泵接合器，供消防车从室外消火栓取水向室内自动喷水灭火系统补水。

(7)为了保证系统安全可靠，每个报警阀组的最不利喷头处设末端试水装置，其它防火分区和各楼层的最不利喷头处，均设DN25mm试水阀。

2.5水喷雾系统

1)根据《民用建筑设置锅炉房消防设计规定》DBJ01-614-2002规定，水喷雾系统保护对象为直燃机和燃气锅炉。

2)在地下1层燃气直燃机房内设有水喷雾灭火系统，设计喷雾强度：9L/min?m2,水喷雾保护面积为256m2,系统设计流量为45L/s，最不利喷头处设计压力为0.25MPa；系统工作压力为0.65MPa，干管DN150mm。系统喷水响应时间60s。水喷雾系统设置一套雨淋阀组。水喷雾喷头采用专用水雾用开式喷头。

3消防设计中的注意事项

3.1恒压切线消防水泵及防超压措施

恒压切线消防泵的特性是从零流量到最大流量之间的扬程变化幅度不超过5%，且小流量或零流量时不超压，此类水泵有供水压力稳定、供水可靠性高、寿命长等优点，在恒压切线消防泵启动运行的情况下，系统管网压力变化不大，系统比较安全，但在消防水泵因突然停电或其它原因造成开阀状态下水泵突然停止运转时，会发生停泵水锤，因此，在本高层综合楼设计中采用了恒压切线消防泵防止水泵运行时系统管网超压，在消防水泵出水管上安装缓闭式止回阀和泄压阀可减轻停泵水锤导致的超压危害，使消防系统更安全。

3.2减压稳压消火栓及减压孔板的选用

根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)》第7.4.6.5条规定，本工程室内消火栓系统静水压力不超过1.0MPa，室内消火栓管道在竖向不分区。消火栓栓口出水压力大于0.5MPa时，应采取减压措施，根据《自动喷水灭火系统设计规范》第8.0.5条中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜小于0.4MPa的规定，本工程设计中减压措施为：室内消火栓采用减压稳压消火栓，喷淋系统各配水管采用减压孔板。减压稳压消火栓不需要人工调试，安装方便，但不能随意设置，依据减压稳压消火栓的栓前压力、栓后压力的特性曲线(参见04S202《室内消火栓安装》P35)，当栓前压力等于0.4MPa时，栓后压力为0.25MPa，且小于0.4MPa时，栓后压力明显下降。为了保证消火栓的水枪充实水柱不小于10m的要求，当栓前压力小于0.4MPa时，不应设置减压稳压消火栓。

3.3机械车库自喷水量的确定

本工程地下2层、地下3层车库为2层机械立体汽车库，自喷水量的计算是根据高有货架内置喷头仓库的的设计计算方法确定设计流量，分为天花板流量(中危险级Ⅱ级)和车架内置部分流量(按仓库货架内置喷头计算)，设计流量为二者之和，天花板下的喷头采用直立型，K=80，每个下层车位的保护喷头采用仓库型快速响应喷头，K=115，喷头的计算数量为8个(依据全国民用建筑工程设计技术措施)，经计算自动喷淋的总水量为40L/s。

4结束语

目前，我国在高层建筑消防给水系统设计方面还相对滞后。为此，笔者结合自己工作实践，针对如何提高高层民用建筑消防供水系统的安全性及经济性进行了探讨。但实际工程中，各种建筑形态千变万化，外部条件各不相同，应根据具体情况，在满足国家有关规范规定及当地主管部门有关条文条例的前提下，选择合理的消防给水系统，确保消防给水系统的安全可靠，节省投资。

参考文献

[1]朱科.高层民用建筑消防给水[J].现代装饰(理论).2011年12期

[2]GB50045-95高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S]