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摘要：本文主要针对超高层建筑消防给水系统的设计展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对消防用水量、消防水源及消防系统的选择作了阐述，并系统分析了各类型消防给水系统的设计，以期能为有关方面的需要提供有益的参考借鉴。
关键词：超高层建筑；消防给水系统；设计
1 概述
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。因此，为了防止和减少超高层建筑火灾的危险性，保护国家公民的生命财产安全，在建筑物内必须设置消防给水系统，所以，做好相应的消防给水系统设计就非常重要了。基于此，本文就超高层建筑消防给水系统的设计进行了论述，可对类似项目的设计提供参考。
2 工程概况
某项目为一集商业、酒店、办公等多功能为一体的大型综合性建筑，占地2.5万㎡，总建筑面积37.5万㎡。该工程由三座塔楼组成，分别是：T1塔楼，高260m，下层办公上层为酒店的综合体；T2塔楼，高162m，为一栋公寓式酒店；T3塔楼，高177m，为一栋公寓式酒店。
3 消防用水量、消防水源及消防系统的选择
3.1 消防用水量
某市环球贸易广场的消防用水量及一次性灭火用水量详见下表。
表1 消防用水量及一次性灭火用水量
3.2 消防系统的选择
超高层建筑的消防给水系统通常有以下几种供水方式：常高压给水系统和稳高压给水系统，其中稳高压给水系统一般都采用串联供水方式。稳高压给水系统示意图见图1，常高压给水系统示意图见图2。
对于超高层建筑而言，消防安全必须立足自救，做到防患于未然，万无一失，采取的消防给水方式必须是最安全的，从目前趋势来说，采用常高压系统的项目日趋普遍。因为最高的一幢塔楼T1高于200m，考虑供水的安全可靠性，所以T1塔楼采用常高压消防给水系统和稳高压给水系统(顶部区域）相结合的系统，另外，考虑到由塔楼T1供到塔楼T2、T3顶部消防用水的U形管底部管道承压太大，因此另2幢塔楼T2、T3采用稳高压消防给水系统。
3.3 消防水池
地下2层设有消防水池，贮存火灾延续时间内的地下室及裙房、塔楼T2、塔楼T3的室内、外消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、大空间标准型自动扫描射水高空水炮系统的用水量，其中自动喷水灭火系统和水喷雾灭火系统取较大值。地下室消防水池容积834m3。
塔楼T1屋顶消防水池容积540m3，位于塔楼T1的屋顶，贮存塔楼T1的室内消火栓和自动喷洒灭火系统的用水量。
塔楼T2、T3的26F设有60m3转输水箱，塔楼T1的25F、51F设有60m3转输水箱和36m3的减压水箱。
4 室外消火栓系统
室外消防管与室外给水管合用，室外给水管由不同道路上的城市供水主管上分别接入一路进水，设消防总表及倒流防止器，在室外呈环状布置。
室外环状管网上设室外消火栓，室外消火栓环管上设有室外消火栓。
5 室内消火栓系统
5.1 系统及竖向分区
裙房及塔楼T2、T3采用稳高压给水系统，塔楼T1以常高压给水系统为主，T1最高分区采用稳高压给水系统。竖向各分区静水压力不超过1.0MPa，分区内的消火栓栓口压力超过0.50MPa时采用减压稳压消火栓。
消火栓系统竖向分区供水见表2。
表2 消火栓系统竖向分区供水表
5.2 室内消火栓的设置
室内消防管道成环状布置。室内消火栓布置在门厅、走道、楼梯附近等明显易于取用的地点，其间距以保证被保护范围内的任何部位都有2个消火栓的水枪充实水柱能同时到达为原则，每支水枪流量≥5L/s，水枪充实水柱13m，水龙带长25m。
5.3 水泵接合器的设置
在消防车供水范围内的区域，水泵接合器直接供水到室内消防环状管网；在消防车供水压力不能到达的区域，水泵接合器接至地下消防水池，火灾时利用专输水泵及转输水箱向屋顶消防水池供水，水泵接合器分别设置3套，设于首层室外。
5.4 系统控制
稳高压系统由消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关等开关信
号直接自动启动消防水泵，消火栓泵启动后，信号反馈至消火栓处和消防控制中心，消防水泵也可以在消防中心启动或水泵房就地启动。高位消防水箱及消防水池警戒水位报警，消防主泵低水位报警。
采用常高压给水系统的每个消火栓旁均设有手动报警按钮；火警时，按下手动报警按钮将火警警报信号送至消防控制室。发生火灾时，消防控制室可手动启动转输水泵。
6 自动喷水灭火系统
6.1 设置场所及设计参数
除游泳池、柴油发电机房日用油箱间、变压器室、高低压配电室、消防控制中心、面积小于5m2的卫生间和不宜用水扑救的部位外，均设自动喷水灭火系统。除地下室汽车库采用自动喷水-泡沫联用系统外，其余均采用湿式喷淋系统。
物品高度可能超过3.5m的自选商场等按严重危险级I级考虑，设计喷水强度为12L/min.m2，作用面积260m2，设计用水量为68L/s；商场、地下汽车库的火灾危险等级为中危险II级，喷水强度8L/min.m2，作用面积160m2，单个标准喷头的最大保护面积11.5m2，设计用水量为30L/s；机械停车库的设计用水量为45L/s；酒店、办公以及其他部位的火灾危险等级为中危险I级，喷水强度6L/min.m2，作用面积160m2，单个喷头的最大保护面积12.5m2，设计用水量为30L/s。
6.2 系统及竖向分区
自动喷洒系统竖向分区供水见下表3。
6.3 喷头的选用
除了物品高度超过3.5m的自选商场等严重危险场所外，其它场所均采用快速响应喷头。一般室内采用68℃玻璃球喷头，厨房热操作间、洗衣房蒸汽熨烫间、蒸汽开水间采用93℃玻璃球喷头，玻璃顶棚下或保护钢屋架的喷头采用141℃玻璃球喷头。有吊顶的部位采用带装饰板的吊顶型喷头，没有吊顶的部位采用直立型喷头，向上安装。地下室停车库双层机械停车位的下层车位处，增设边墙型扩展覆盖面喷头。所以喷头均采用快速响应喷头。
6.4 汽车库自动喷水和泡沫联用系统
地下室汽车库采用自动喷水-泡沫联用系统，既可灭固体火灾，又可灭液体火灾，当某些水溶性液体火灾在用泡沫灭火以后，为了防止其复燃，还可用水进一步冷却，扩大了普通自动喷水系统的扑救范围，采用固定式水成膜泡沫液。作用面积160m2，喷水强度8l/min.m2，泡沫混合液供应强度和连续供给时间不小于10min。每个报警阀配一个3.0m3的泡沫罐。
6.5 水泵接合器设置
在消防车供水范围内的区域，水泵接合器直接供水到室内消防环状管网；在消防车供水压力不能到达的区域，利用地下消防水池贮存的1h的消防水，火灾时由转输水泵及转输水箱向屋顶消防水池供水。
表3 自动喷洒系统竖向分区供水表
6.6 系统控制
根据建筑防火分区的划分，每个防火分区的管网始端设信号蝶阀和水流指示器，管网末端设试水放水装置，分层分区进行报警。一旦发生火灾，喷头动作出水，水力报警阀组上的压力继电器报警可直接启动自喷泵；同时火灾区的水流指示器向消防控制中心发出信号，显示火灾位置，消防控制中心也可根据报警信号，做出正确判断，可指令启动自喷泵，泵的工况信号反馈至消防控制中心。
7 大空间智能型主动喷水灭火系统
在净空超过12m的大空间场所，设置大空间标准型自动扫描射水高空水炮灭火系统。具有以下优点：
（1）系统反应速度快，保护面积大，灭火效率高；
（2）灭火后能自动停火，减少水渍损失；
（3）用水量少；
（4）安装简便，工程管网少，系统维护简单方便。
在地下2层消防水泵房，设1组大空间水炮给水泵供水，消防水池取水，供水至裙楼内之大空间水炮系统。水泵选用变流恒压消防泵2台，一用一备。
水炮射水流量：按5L/s；标准工作压力：0.6MPa；保护半径：20m；安装高度6m-20m。系统控制：自动扫描射水高空水炮为探测器，水炮一体化设置。当水炮探测到火灾并瞄准后发出指令联动打开相应的电磁阀进行灭火，驱动现场声光报警，并将火灾信号送到火灾报警控制器。
8 水喷雾灭火系统
锅炉房采用水喷雾灭火系统，利用水雾喷头在较高的水压力作用下，将水流分离成细小的水雾滴，喷向保护对象实现灭火和防护冷却作用的。锅炉房设计喷雾强度15L/min.m2，持续喷雾时间:1h。水喷雾系统在地下2层消防水泵房内设1套供水泵(二用一备)，水泵选用变流恒压消防泵3台，二用一备。
9 七氟丙烷气体灭火系统
在高压配电房、低压配电房、变压器房、电讯机房、计算机房等设置七氟丙烷气体灭火系统。
10 建筑灭火器配置
按《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005设置灭火器。本建筑灭火器的配置按严重危险级设计，除地下停车场为A、B类火灾、油箱间为B类火灾及电气用房为E类火灾外，其余均为A类火灾。灭火器采用磷酸铵盐干粉手提灭火器，除每个组合式消防箱内配3具外，局部还增设有独立的灭火器存放箱。变配电房单独设置灭火器；地下停车场增设采用磷酸铵盐干粉推车式灭火器。
11 工程消防设计的特点
(1)建筑高度高于200m的塔楼采用了稳高压系统和常高压系统相结合的供水方式。
(2)汽车库采用自动喷水—泡沫联用系统。
(3)锅炉房使用水喷雾灭火系统。
(4)高大空间运用大空间主动喷水灭火系统。
12 结语
综上所述，我国在高层建筑消防给水系统设计方面还相对滞后，为了完善消防给水系统，防止和减少超高层建筑火灾的危险性，就需要在实际工程中，根据具体情况，做好有关的设计，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，从而保障超高层建筑的安全。
参考文献
[1]尹艳.超高层建筑重力供水消防系统设计探讨[J].给水排水.2013（S1）.
[2]彭康.某超高层办公楼消防给水系统选型及设计[J].山西建筑.2014（15）.
论文作者:伍晓松
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/6
标签：系统论文; 消火栓论文; 塔楼论文; 火灾论文; 喷头论文; 水泵论文; 高压论文; 《基层建设》2016年27期论文;