浅析高层建筑消防给水设计

浅析高层建筑消防给水设计

赵其明

海南珠江建筑设计院有限公司 海南海口 570100

【摘 要】 随着我国的城市化进程，高层建筑与日俱增。虽然高层建筑可以很大程度上提高土地的利用率，但高层建筑也具有楼层高、人员相对集中、疏散困难、扑救难度大和火灾蔓延途径多等特点，一旦发生火灾险情，会给消防人员带来较大的扑救难度。故需重视高层建筑的给排水消防系统的设计，严格遵守国家建筑设计标准的相关规定，合理设计给排水消防，确保人民大的生命、财产安全，提供人民群众在高层建筑中的生活便利性和安全性。文章主要对高层建筑的给排水消防设计进行分析探讨。

【关键词】高层建筑；消防；消防给水

前言:现如今的建筑有一个明显特征，那就是层数多，高度持续增加，这得益于经济社会的发展，而建筑科学的发展为其创造了条件。没有高层建筑的城市算不上现代大都市。而在设计高层建筑的时候，有个部分需要着重关注，那就是排水消防系统。消防给水系统在紧急火灾情况下，可以起到延缓火灾发展趋势的作用，为高楼层人员的逃生争取更多的逃生时间，也有利于消防人员进行灭火救援的用水供给，所以，必须确保排水消防设计足够合理，提高建筑物的安全性，这一点不仅关乎整个建筑的质量，还涉及到人们的生命财产安全。高层建筑要想取得长久发展，必然需要重点探究其中的排水消防设计。

高层建筑的给排水消防设计流程

一、消防给水数据的确定

1、消防用水量的确定

    高层建筑的消防水系统存在着多种形式，高层建筑根据其自身建筑的建筑性质、高度、体积等选择不同形式的消防系统。高层建筑消防用水量大致包括室内外的消火栓用水量和自动喷淋用水量。

2、消防供水范围及系统的确定

    在消防系统构建期间，基于建筑性质、高度、面积、体积等多方面因素影响，要求在不同的建筑特性选择不同的灭火系统。一般情况下，高层建筑消防给水系统一般包括室内外消火栓系统及自动喷淋灭火系统。

二、高层建筑消防给水设计

1、室外消火栓系统设计

    室外消火栓属于公共防火设置，主要用于发生火灾时便于消防人员就近取水灭火，尽量减少因火灾造成的损失。布置原则要遵守消火栓保护半径150m和最大间距120m原则。如下要求也需要一一得到满足：1）在室外，消防给水管以环状布局，管径至少要达到DN100，至少有两条进水管向环状网给水；2）环状管道中要安装阀门，将整个管道分隔成多段，每段相互之间保持独立。每段最多连接6个室外消火栓；3）在布置室外消防栓时，要设置在消防道路边，和建筑外墙至少要保持5米距离；4）消防栓应该均匀分布在建筑周围， 而非集中分布。建筑物有一侧属于防火扑救面，在这一侧室外至少要安装两个以上的消火栓。

2、消防水池与泵房设计

    消防水池：消防水泵房主要设计核心是消防水池。是为整个项目及时灭火水源的供给方。计算高层建筑的消防用水量，需要明确建筑体积、高度等参数，还要指导建筑性质，然后按照规范进行标准计算。从建筑实际出发设计消防水源，一旦出现火灾，在初期就要用消防用水解决问题。高层建筑消防水源用水量分成室内外消火栓用水量，以及喷淋给水量。根据规定，若由市政负责给消防给水系统供水，那么市政给水官网必须满足如下三点：1、输往市政给水管网的干管至少有两条，均来自市政给水厂；2、市政给水管网呈现出环状结构；3、市政水厂至少要设置两条以上的给水干管，分别向消防给水系统提供消防用水。按目前我国多数城市的市政基础条件，其实是比较难满足其消防给水系统采用市政给水管网直接供水的。意味的在消防水池设计时，应考虑将室外消防用水量计入。保证其室内外消防用水的正常供应。

    泵房：泵房的设计主要是设计消防泵的选型。消防泵的选型是根据计算消防的水量及消防给水压力及流量在水泵特性曲线的基础选择水泵型号，选择水泵时，应符合1）消防水泵的性能应满足消防给水系统所需流量和压力要求；2）消防水泵要配备合适的驱动器，水泵流量扬程性能曲线上每个点对应不同的功率，而驱动器的功率要满足该曲线上任何一个点的需求；3）如果消防水泵需要电动机驱动，那么选择的消防水泵要满足电动机干式安装。

3、高位消防水箱设计

    高层建筑应当设置高位消防水箱，水箱的有效容积取决于建筑物高度、体积和类型。高位消防水箱的位置应该超过所有水灭火设施的高度。在各个水灭火设施中，找到最不利点，测试其静水压力，要保证高位消防水箱的最低水位能够满足这一压力。做好基础牢固连接，做好防冻保温措施及水箱人孔及进水管的阀门等采取锁具等保护措施。保证高位水箱

4、稳压泵设计

2.4.1、在高层建筑消防给水系统中，稳压泵这一装置十分重要。它的作用在于保证消防官网的压力足够大。考虑到这一点，在设计稳压泵的时候，要明确消防管网对压力的基本需求，以及稳压泵出水压力。稳压泵每启动一次都会消耗寿命，为了让其工作寿命更长，就需要通过设置气压罐的方法让它的启动次数尽可能减少。

4.2、稳压泵的设计压力应符合下列要求：

4.2.1要保证系统能够自动启动，管网中的水是充满的；

4.2.2要保证在准工作状态时，系统自动启动压力设置点的压力值要达到自动启动所需压力之上，超出范围保持在0.07MPa~0.10MPa；

4.2.3以最不利水灭火设施点为标准，在准工作状态下，要确保该点的静水压力在0.15MP以上。

5、室内消火栓系统设计

    室内消火栓由多个部分组成，比如消火栓、消防水枪和消防水带等。每一层都应该设置消火栓，电梯前室同样如此。一旦出现火灾，每层有两股水柱同时出现用于灭火，且不存在水柱无法触碰的死角。要按照规定设计消火栓给水系统的栓口动压力。在需要减压的时候，能够找到用于减压的各类装置，比如减压孔板等。若没有减压装置，消火栓可能出现压力过大的情况，这会导致消火栓难以掌控，给救火增加难度。

    在设计室内消火栓系统的时候，要保证有两条以上加压管道连接消防水泵房和环状管，保证环状管中充足供水。在两根出水管上要安装阀门，环状管每隔一段距离就需要安装一个阀门。还要在环状管上安装一个以上检修阀，确保在检修的时候也不妨碍管网的消防用水供应。

6、自动喷淋灭火系统设计

6.1水流指示器

    洒水喷头由报警阀控制，其负责的面积在放火分区以内，同层场所除了需要设置洒水喷头，还应该安装水流指示器，在入口的地方安装信号阀，对指示器进行控制。

6.2喷头设计

    按照规范要求，配水管上的喷头的数量应控制在8个或者8个以下，为保证喷头的时效性，避免专业碰撞，布置喷头时，注意结合暖通、电气、结构梁等布置。并根据不同场所选择不同的喷头类型及喷头的动作温度。

6.3自动喷淋灭火系统配配水管压力设计

    在高层建筑安装自动喷淋灭火系统的时候，需要把设计的重点放在配水管入口的减压问题上。一方面要考虑建筑的高度和水力的损失，另一方面应在自动喷水灭火系统平面布置后，需要计算和校核水泵扬程，以此为依据确定配水管压力取值范围，并配有减压装置。

6.4末端试水装置和试水阀设计

    在设计自动喷淋系统的时候，试水装置这个环节非常重要。一般情况下，在自动喷水系统中安装试水装置的位置往往位于报警阀组最不利供水的地方。试水阀的直径通常在25mm。若处于最不利条件下的喷头可以正常启动，测试系统能够按照预期发出警报，那么整个系统的可靠性是符合要求的。其次，试水阀和末端试水装置都要有特定标识，其被安装的位置与地面相差1.5m，确保这两个设施不会因为其他事项被占用。在出水排向排水管道的时候，要采取孔口出流的方式。

6.5自动喷淋灭火系统报警阀设置

    设置报警阀的时候，要将其连接自动喷水灭火系统。一旦出现火灾，报警系统在感应热源之后马上将报警阀启动，与此同时，自动喷水系统也被开启，在第一时间发挥灭火功能，而不是等到灭火人员到来之后才开始灭火。在值守区域还要安装水力警铃。

7、水泵接合器设置

    为了保证火灾发生后的第一时间可以发挥消防设施的作用，井然有序地启动灭火功能，实现不间断喷水灭火，就需要严格设置水泵接合器数量。当室内出现大火，或者消防水泵无法正常工作，不能提供充足的水用于灭火。消防车就需要启动室外消防栓，向室内消防管网供水，需要使用到水泵接合器。在《消防给水及消火栓系统技术规范》中已经就水泵接合器的给水流量做出明确规定，其范围在10L/S~15L/S。根据这一数据，就可以计算出水泵接合器的数量。这一数量不宜过多，一旦超过3个，就会降低供水可靠性。安装水泵接合器的位置要遵循就近原则，通常靠近建筑。同时考虑到消防车进入之后能够方便使用，水泵接合器和消防水池或者室外消火栓的距离应该保持在15-40m的范围内。具体位置要设置铭牌，铭牌是永久的，且具有标志作用，其上注明供水系统、范围以及额定压力。

结语：

    面向高层建筑的消防工作往往存在较大难度，在设计消防系统的时候，需要考虑许多因素，在设计时要从建筑整体出发，优化报警阀、消防水泵等消防设施，提高消防系统的可靠性和安全性。

参考文献：

[1]GB50974-2014，消防给水及消火栓系统技术规范；中国计划出版社。
[2] GB50084-2017，自动喷水灭火系统设计规范；中国计划出版社。

[3] 给水排水设计手册（第二版）（第1册）常用资料；中国建筑工业出版社。

[4] 蒋永琨.高层建筑消防设计手册[M].上海：同济大学出版社。