摘要：高层建筑的消防设计在城市建设中有着举足轻重的地位。高层民用建筑工程由于火灾隐患多，火灾蔓延迅速，扑救难度大，事故后果严重，对人们的生命财产安全造成严重的威胁等原因，必须设置有效的灭火系统。水作为火灾扑救过程中的主要灭火剂，其供应量的多少直接影响灭火成效。因此为提高建筑工程运营安全性，在设计时需要重点做好消防系统，必须设置安全、可靠、性能良好的消防给水设施。
关键词：高层建筑；消防给水；消防设计
1高层建筑消防给水系统分析
1.1室外消防给水系统
室外消火栓给水系统是城镇、居住区、建构筑物最基本的消防设施，其主要作用是供给室内外消防设备用水的水源。消防用水可由城市给水管网、消防水池或天然水源供给，利用天然水源时，其保证率不应小于97%，且应设置可靠的取水设施。
1.2室内消防系统
消防栓系统是消防队员和建筑物内人员进行灭火的重要消防设施。与其他自动灭火系统相比，虽然它不能自动进行灭火，但是系统设计简单，且施工成本低，仍然在高层建筑灭火系统中承担主要任务，是高层民用建筑最基本的灭火设备。系统组成主要由消防泵房、消防给水管网、消火栓设备以及报警控制设备等。
1.3自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统在高层建筑消防系统中应用最为广泛。发生火灾后，系统检测到火灾信号后自动喷水灭火，同时发出报警信号，在火灾扑救前期具有重要意义。系统主要包括消防泵房、供水管道、报警阀组、水流报警装置、洒水喷头等组件。此种灭火系统实施效率高，适合应用于人员集中、疏散困难且自主逃生困难的高层建筑工程。
2.高层建筑消防给水系统特点
高层建筑为集多种功能于一体的综合体，这使高层建筑在使用的过程中，人口流动量大、电气设备应用频繁，整个建筑内存在诸多可能诱发火灾事故的因素。高层建筑的井道和通道基本上都是竖向的，一旦发生火灾事故，火势很容易顺竖向井道或者通道向上蔓延，加之当前国内消防设备水平有限，这会加大高层建筑火灾扑救难度。
分析高层建筑消防特点可知，借助外部力量来扑救高层建筑火灾是比较困难的。为了提高高层建筑的安全性，提升建筑本身的消防功能就显得尤为必要。高层建筑消防具有的特点是：（1）消防设施配备齐全。目前消防车服务高度为30～50m，在建筑高度低于50m时，可以利用消防车来进行扑救。而对于高于50m的建筑，主要依靠建筑内设置的消防设备。基于此，为了提高自救水平，高层建筑内基本上都会设置齐全的消防设施；（2）室内灭火能力较强。考虑到室内比室外扑救难度大，所以在室内设置的消防设备均要求具备独立灭火能力，同时会设置火灾自动探测、火灾报警等设施，及时发现火灾隐患，以便室内人员能够及时消除火灾隐患或者尽快逃离火灾现场。
3.建筑消防给水设计
某项目建筑地下二层为车库（局部战时人防），地下一层为超市、设备用房，地上一至四层为办公室、宿舍，五至三十层为普通住宅，建筑总高度95.550m，建筑面积 80148.93m2，为框架剪力墙结构，属于一类高层建筑。该项目设计中重点从以下方面进行消防设计优化。
3.1消防水泵
消防水泵的设计，需注意以下两点：①消防泵房的地面标高。《消规》中“消防水泵应采取自灌式吸水”的规定，这限制了消防水泵吸水管的高度要低于消防水池最低水位的高度，设计时再考虑到消防水泵的基础高度，消防泵房地面标高应低于消防水池高度。②消防水泵的选型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据《消规》相关要求，在计算出消火栓系统及喷淋系统流量、压力后，不能直接选型，还需要在厂家提供的消防水泵特性曲线上做出消防管道特性曲线，寻找出最佳工况点，确定水泵型号是否适合此消防系统。
3.2消火栓系统分区
根据《消规》“消火栓栓口处静压大于1.0MPa时，消防给水系统应分区供水”，由于该项目消火栓设置最低点与最高点的距离超过100米，按该条要求，消火栓系统垂直分为高低两个区，两个区管道竖向分别成环状布置。根据《消规》“消火栓栓口动压力不应大于0．50MPa；当大于0．70MPa时必须设置减压装置”，地下二层至地上九层，地上十六层到地上二十五层消火栓采用减压稳压消火栓，以保证消火栓出口压力≤0．50MPa。
3.3自动喷淋管网
出于安全考虑，自动喷淋系统控制同时设有自动控制和手动控制。根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）“湿式系统一个报警阀组控制的喷头数不宜超过800只”，“每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m”，而该项目地下1、2层以及地上1～4层设3672个自动喷淋喷头保护，高程差小于50m，无需竖向分区。故结合防火分区，在消防泵房内设置5组湿式报警阀组即可。
3.4减压分区消防给水设计
减压分区消防给水系统包括减压阀分区给水和减压水箱分区给水系统，减压水箱分区给水系统设计，优化减压水箱设置，对中低区实现稳定供水，一般情况下减压水箱有效容积大于18立方米，对于减压水箱设计双路的进出水管，确保每条进水管都必须满足高层建筑消防要求。通常情况下，减压阀分区给水系统采用可调式减压阀或者比例式减压阀，利用减压阀减压向高层建筑中低区供水，将消防给水系统合理划分为若干个分区。在高层建筑中减压分区给水系统应用非常广泛，但是减压阀很容易发生堵塞，设计中为了避免发生堵塞，选择两组减压阀并联模式，做好后期检修维护。减压阀分区给水系统在实际应用中具有较高的合理性和经济性。减压水箱分区给水系统设计，不需要设置减压阀，具有较高的安全性，但是减压水箱往往需要占用较大空间，系统设计相对繁琐，在高层建筑消防给水系统设计中应用较少。和减压水箱供水相比，减压阀供水能够有效降低投资成本，减少低区消防泵设置数量。
3.5串联分区给水设计
消防给水系统的稳压泵工作压力应该取稳压泵系统压力与消防水泵最大静压、零流量压力之和的最大值，具体设计过程中应注意：其一，通常情况下，消防栓栓口压力0.25MPa，对于室内净空高度大于8m建筑、库房、厂房和高层建筑等场所，消火栓栓口动压应超过0.35MPa；其二，结合消防水泵零流量压力，考虑到存在安全泄压阀，具体设计中在水泵扬程基础上再加上0.1MPa，根据流量扬程曲线，优化消防水泵设计压力。当前串联分区给水系统在高层建筑中的应用越来越广泛，这种分区给水系统设计经济效益明显。
结束语
综上所述，由于高层建筑消防设计对火灾自救能力要求较高，给排水专业消防设计复杂程度也相应提升，给消防设计带来挑战，为此给排水消防设计应与时俱进，通过合理科学的消防设计，从根本上提高高层建筑消防安全性。
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论文作者:朱双卫
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签：高层建筑论文; 系统论文; 消火栓论文; 分区论文; 减压阀论文; 火灾论文; 水泵论文; 《基层建设》2018年第1期论文;