摘要：随着物质生活水平不断提高，人们对于居住环境的要求越来越高，各种高层住宅、高层商场层出不穷，而高层火灾也日益增多。在这样的情况下，不仅相关职能部门要重视消防，作为给排水设计师更要重视高层建筑物的消防设计，合理合法的选择消防系统。好的消防设计不仅能在很大程度上避免火灾隐患，更有利于对消防的管理与控制，提高其运行效率。本文将对高层建筑给排水的消防设计方法进行简要的分析及讨论。
关键词：高层建筑；消防设计；防火设计；自喷灭火
前言
当今中国经济迅速发展，城市用地愈发紧张，越来越多的高楼大厦拔地而起。这些高层建筑在广泛应用的同时，火灾也接连发生，造成重大人员伤亡和财产损失。因此高层建筑给排水的消防设计也得到了人们的广泛关注。本文对现阶段高层建筑的主要消防设计方法进行分析，旨在认识我国目前高层建筑给排水消防方面的相关要求，了解消防设计在高层建筑中的方式方法，并对我国未来的高层建筑消防问题进行探讨，以提高高层建筑的舒适性、安全性。
1高层建筑给排水消防设计概述
根据最新国家规范GB50016-2014《建筑设计防火规范》定义，高层建筑是建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库和其它民用建筑。目前的高层建筑给排水消防设计以“立足自救”为基础， 将整个建筑作为一个完善合理的系统进行考虑，保障高层建筑消防系统的功能运转正常。在进行高层建筑消防设计时，应在每个楼层，每个防火分区设置一定数量的消火栓、灭火器、自动喷水灭火系统等消防设备，再辅以室外消火栓以及消防抢救时的外部消防设施协助救火。同时在建筑地下或者附近建造消防水泵房以及消防水池，确保在火情发生时消防水量的充足，并由消防增压设备保障消防供水压力，即便在最高层失火后，消防水仍能克服重力到达火情区域进行灭火作业。
2高层建筑消防系统设计的要求
2.1 消防给水设计要求
由于高层建筑楼层较高疏散相对缓慢，烟气受高楼气压和风速的影响从而蔓延迅速。尤其是有些建筑室内无序堆放的可燃、易燃物造成诸多火灾隐患。一旦发生火灾险情，其灭火救援难度相当于多层建筑的几倍甚至几十倍。目前高层建筑消防坚持以预防为主、防消结合的方针，主要以自我救援为主。好的消防设计能最大程度避免险情，在紧急的火灾时，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时间，也更有利于消防人员进行灭火救援。所以在对高层建筑的给水设计中，应充分考虑给水管道的性能设计，为消防救缓人员提供更安全、合理的水量和水压。尤其对消防水池及屋顶消防水箱的设计，不仅要保证水量的充分供应，楼层消防管理人员也应经常进行消防水池、水箱的管道连接情况的检查维修，避免水池、水箱管道的拥堵或者脱落造成的水量供给不足、水压不稳的情况。
2.2 消防排水设计要求
高层建筑消防设计时为保护财产和消防设备在火灾时能正常运行等，需要设置消防排水。消防排水设计主要是为了把灭火救援造成的大量水及时排除，避免高层建筑中水量的拥堵造成逃生路径的障碍或者对高层建筑的长期浸泡导致的漏水危害。高层建筑由于楼层位置较高，消防过后的水只能通过相应的楼层管道或者电梯井排出，由于灭火救援以及自喷系统的喷洒，消防给水短时间内剧增，已经远远超出了正常的排水量。这些消防排水除了巧妙运用日常生活排水管道之外，也可通过在消防电梯井底设置集水井，将大量消防排水通过电梯井用潜水泵排出建筑室外。也可以在地下室或者其他空旷的地方设置集水坑，通过潜水泵及时排除多余的水量。因此设置备用的潜水泵在消防救援中也是十分必要的，可以在紧急情况下发挥一定的作用。
3 高层建筑给排水的消防设计方法
常见的高层建筑给排水的消防设计主要包括室外消火栓系统设计，室内消火栓系统设计，自动喷水灭火系统设计以及建筑灭火器设计。其中消防水泵房、消防水池和屋顶消防水箱是消火栓系统和自动喷水灭火系统共有的核心组件。
3.1 消防泵房、消防水池和屋顶水箱设计
消防泵房、消防水池和屋顶水箱是整个消防水设计的核心，是整个高层建筑消防系统不可或缺的部分，是保证建筑在火灾初期能及时控制险情，并在火灾延续时间内有效灭火，帮助消防队员抢险救灾的基础。屋顶消防水箱用于平时平衡整个高层建筑消防系统的水压，并在火灾时提供火灾初期10分钟的消防水量。消防水池储存火灾延续时间内室内、室外消防水量以及自喷灭火等系统的水量。当消防水池的总储水量有效容积大于500m3 时，宜设两格能独立使用的消防水池，每格消防水池应设置独立的出水管，并应设置满足最低有效水位的连通管，且其管径应能满足消防给水设计流量的要求。此外，在连接水泵吸水管的一侧设置吸水槽，确保消防水槽没有任何死角，具体如图 1所示。消防泵房与消防水池毗邻而建，通常安装有消火栓增压泵和自喷系统给水增压泵。消防水泵选择流量扬程性能曲线应为无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量时的压力不应大于设计工作压力的140%，且大于设计工作压力的120%。
图 1
3.2 消火栓系统设计
消火栓系统分为室外消火栓系统和室内消火栓系统。
室外消火栓给水一般采用低压制系统，由消防水池吸水口与高层建筑室外市政给水环管上的室外消火栓组成。室外消火栓设有一个DN100接口与二个DN65接口。
室内消火栓系统一般采用临时高压系统，整个高层建筑为一个消火栓系统。 该系统主要由地下消防水池、消防给水增压泵、消火栓给水环管、消火栓以及屋顶稳压消防水箱组成。着火时，通过消防泵房消火栓系统出水干管上的压力开关和屋顶消防水箱出水管上的流量开关自动启动任一台消火栓泵，水泵运转信号反馈至消防控制中心及消火栓处。消火栓泵可在消防控制中心和水泵房内手动控制启闭，消防结束后手动停泵。室内消火栓的布置需保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱能同时到达任意部位。
3.3 自动喷水灭火系统设计
高层建筑给排水消防设计的另一个的重点是自动喷水灭火系统。在高层建筑中，一般除消防水泵房、变配电房等不可用水扑救的场所外，其余场所均设自动喷洒头保护。自喷系统也采用临时高压系统，地下消防水池与屋面消防水箱的设置与室内消火栓系统相同。
自动喷水灭火系统可以从以下六点来进行分析。①走道喷头：照相关规定，走道喷头的数量一般不超过8个，为了解决走道内自动喷水管的管径过大，占面积过广这一问题，在设计时要将喷头从配水支管接出来，并合理避让建筑内的电力和暖通来布置管线。②自动喷水灭火系统配水管入口的减压设计：在进行减压设计时，不仅要充分的考虑在供水过程中的水力损失，还要考虑在自动喷水灭火系统平面布置完成之后，对水泵扬程进行计算比较，并配水管入口的压力进行确定和分析，然后对其进行减压的设计。③自动喷水灭火系统末端试水装置：每个湿式报警阀所带的最不利喷头处设未端试水装置，其它每个水流指示器所带的最不利喷头处均设DN25的试水阀。在设置时按照试水接头出水口的流量来选择合适的型号，然后将排水管设置为间接排放。④信号阀的设置：信号阀要设置在报警阀的出口处，这样可以有效的防止给排水操作过程中出现错误。⑤自喷系统增压泵设置：合理的选择增压泵的扬程，避免出现扬程的过小过大现象。应选择流量扬程性能曲线为无驼峰、无拐点的光滑曲线。⑥自喷系统湿式报警阀的设置：湿式报警阀设置在消防水泵房，报警阀宜设在安全及易于操作的地点，安装报警阀的部位应设有排水设施。
3.4建筑灭火器设计
高层建筑应设有建筑灭火器，常见的灭火器有水型灭火器、干粉灭火器、泡沫灭火器等。根据建筑室内场所不同火灾类型进行选择。灭火器应设置在位置明显和便于取用的地点，且不得影响安全疏散。
3.5其它消防系统的设计探讨
随着高层建筑的使用功能不断延伸，出现了很多不适合消火栓系统和自喷系统灭火扑救的功能性场所，如大型机房、变配电室等。这时就需要气体灭火系统来进行保护。常见的有七氟丙烷灭火系统和IG-541气体灭火系统。又如高大空间以及高度超过12米的中庭，也无法采用自喷系统进行自救；为解决这一局限性自动消防炮和自动扫描涉水高空水炮系统日益发展起来。
建筑发展至今，不断追求视觉效果、空间感受，必须有与之匹配的消防设施。高层建筑给排水的消防设计不仅要充分考虑到系统设置的安全性和科学性更要认识到一些消防系统设计的不足，在实践中尽量扬长避短、不断采用新技术新思路，在设计中更要严格按照国家规定及相关条例，确保系统的合理性，合法性，避免在给排水消防设计中埋下安全隐患。
参考文献：
[1]李伟杰. 浅谈高层建筑给排水消防设计关键技术[J]. 江西建材, 2015, 01, 36.
[2]欧洁娴．高层建筑给排水消防设计的关键技术探究[J].低碳世界，2016，05: 154－156．
[3]建筑设计防火规范.GB50016-2014.
[4]消防给水及消火栓系统技术规范.GB50974-2014.
[5]自动喷水灭火系统设计规范.GB50084-2001.
[6]气体灭火系统设计规范.GB50370-2005.
[7]建筑灭火器配置设计规范.GB50140-2005.
论文作者:张廷廷
论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下
论文发表时间:2016/12/6
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