摘要：超高层建筑建筑一般其消防理念是应用自身设置的相关消防设施，立足于自救。本文对超高层建筑消防给水系统的分区方式进行了相关的阐述和研究，主要是针对4种常用的消防给水方式：并联加压给水方式、串联加压给水方式、一次加压减压（减压阀）给水方式及高位水箱重力给水方式。通过对四种给水方式的的优缺点的比较和研究，分析了其适用的场所和主要应用范围，并对大连超高层建筑消防系统的实例建筑进行了阐述。
关键词：超高层；消防分区；比较研究
随着改革开放以来，中国经济得到了迅猛的发展，从而超高层建筑鳞次栉比，拔地而起，高楼大厦成了现代都市的象征。超高层建筑投资规模大，使用功能复杂，使得对消防设计的要求不断增加，其消防供水是扑灭火灾的重要保障，因此超高层消防给水系统的设计也受到社会各界的重视与关注。本文结合工作实践，系统分析了高层建筑消防给水设计中消防给水分区方式，重点阐述了大连某高层建筑消防给水设计方案，仅供同行参考。
1 超高层民用建筑消火栓系统给水分区的原则
超高层民用建筑消防给水分区由使用压力、消防给水设备的供水能力、管材的承压能力等因素决定，《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014，以下简称“消规”）6.2.1条规定：符合下列条件时，消防给水系统应分区供水：
1 系统工作压力大于2.40MPa；
2 消火栓栓口处静压大于1.0MPa；
3 自动水灭火系统报警阀处的工作压力大于1.60MPa或喷头处的工作压力大于1.20MPa。
超高层建筑大于100米的需要根据上面的原则来进行给水分区的设计。所以在超高层建筑的给水分区设计中，需要根据建筑的实际情况，因地制宜的选择消防系统，分区范围，既满足扑灭火灾的要求，又节约工程造价，是消防给水设计的重要课题之一。
2 超高层民用建筑消防给水分区方式
受建筑高度、工程造价、设备运行和维护管理等因素的影响，超高层民用建筑消防给水分，各类系统的形式也多种多样。本文结合不同的工程项目，主要讨论以下常用的四种消防给水分区方式。
2.1 消防水泵并联分区给水方式
该消防给水方式的主要特征是，每个分区需要设置独立的消防水泵和高位消防水箱。每个分区的消防水箱的体积不小于18m3，平时用于扑救初期火灾和维持管网压力，而当发生火灾，各区消防主泵供水扑救火灾。消防水泵并联分区给水方式采用并联，其优点是：供水可靠性高，各分区之间独立运行互不干扰，后期维护管理方便，控制系统较简单；缺点是：消防泵较多，设备基础占地面积大，用电负荷高，投资数额不低。从供水的安全性和可靠性方面考虑，在标准高、投资大的超高层建筑中可考虑采用这种供水方式。
2.2 消防水泵、水箱串联分区给水方式
该消防给水方式是在地下室设置消防水池、低区消防泵和转输泵，在中间设备层设置转输水箱及高区消防泵，屋顶设置消防水箱和增压稳压设施。地下消防水池储存一次火灾的消防用水量，由消防转输泵供水至中间转输水箱，转输水箱有效容积不宜小于60ｍ3。转输水箱主要负责供给消防低区平时及火灾初期消防用水，同时又供给高区火灾时消防用水，高区平时及火灾初期消防用水则由屋顶水箱供水并维持管网压力。当低区楼层发生火灾时，启动低区消防泵灭火；当高区楼层发生火灾时，启动高区消防泵喷水灭火，同时消防转输水泵向转输水箱供水。
该供水方式的优点是：每个区供水的压力均不高，可采用常规的水泵、管道和阀门，系统安全可靠，消防水泵功率较小，用电负荷低；缺点是：转输水箱及消防泵组会占用较多建筑空间，管路系统繁杂，控制系统也比较繁琐。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于其系统管网工作压力不高，且能达到并联水泵所达不到的高度，所以当建筑物高度在200~250m时通常采用该给水方式。
2.3 一次加压减压（减压阀）给水方式
该给水方式的做法是在车库消防泵房内设置消防水池和消防泵，消防泵的供水压力满足该建筑的供水需求。消防给水每个区均设置减压阀减压，屋顶设置消防水箱及消防泵提供火灾初期消防用水并维持平时消防系统管网压力。
该给水方式节省了设备层面积，水泵数量少，用电负荷小，系统简单，造价低，控制系统简洁，因此成本最低，经济效益突出。
缺点是：减压阀在长期的使用过程中存在失效的可能性，从而造成低区管网超压，系统的安全可靠性面临严重的威胁；同时由于地下消防主泵的扬程较高，管路系统和阀门的承压等级要求较高，初期的消防管网系统投资较大。因此该供水方式通常被建筑高度在150m 左右的超高层建筑中采用，或中间不设避难层的超高层住宅项目中比较多见。
2.4 高位水箱重力给水方式
该给水方式的做法是在屋顶设置一个消防水池和消防泵房，消防水池储存一次火灾消防用水量，有效容积通常会在500m3以上。最高几层采用消防泵加压供水，其他楼层采用屋顶水箱重力供水。次高区由屋顶水箱直接供水，低区经减压阀或减压水箱减压后供水。
该给水系统的优点是可靠性高，但需要设置一套备用的转输供水系统，供水管道较多，并占用较多的设备层和机房层面积，建筑屋面无形中荷载增大，结构负荷较大，同时占用较多屋面空间，故经济性较差。该供水方式通常用于建筑高度超过250m的超高层建筑，对建筑高度小于200m的超高层建筑则不建议广泛采用。
3 大连南部滨海新区1-2号地块C9#消防给水系统设计
3.1设计方案说明
本建筑按建筑高度大于100m 的超高层住宅楼进行消防设计。消火栓系统分为高区和低区，中间设置减压阀。室内消火栓系统采用临时高压给水系统，消防用水量按 20L/s，火灾延续时间 2h。消火栓栓口压力超过 0.50MPa 处，设减压稳压消火栓，设定栓口压 0.07MPa，保证水枪充实水柱长度不小于 10m。
3.2 C9#消防水系统供水设施的计算
3.2.1消防水池容积计算
消防水池可以根据公式，室内消火栓用水量20L/s，火灾延续时间2h，自动喷水灭火系统用水量为30L/s，火灾延续时间为1h，则在计算火灾延续时间内消防用水量为20*2*3.6+3.6*30*1=252m3
3.2.2 消防水箱容积计算
根据高规的相关规定，当采用高压给水临时系统时，必须设置高位消防水箱。因此，本高层建筑需要采用高位消防水箱，主要是在楼顶设置。根据公式（3-8），室内消防用水总量等于消火栓和自动喷水灭火系统的用水量之和，即 20+30=50L/s。则消防水箱容积为：50*0.6=30m3
4结论
超高层建筑的消防主要是立足于自救，消防给水方式的选择是消防设计中决定成败的重要因素。
（1）对于高度在150m 左右不设避难层的建筑，通常采用一次加压减压（减压阀）给水方式。
（2）当超高层建筑中间设置设备层时，通常采用消防水泵并联或消防水泵、水箱串联分区给水方式。
（3）当建筑高度超过250m时，通常采用高位水箱重力供水方式；
同时，当超高层建筑超过250m时，需采用特殊的防火措施，设计方案也要交付给国家消防主管部门组织专题研究和论证。同时，超高层建筑消防设计还要充分考虑超压现象给系统工作带来的影响并选择合理可行的解决方式。
参考文献
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[2]朱伯韶.某超高层建筑消防给水系统设计[J].建筑技术开发，2016，43（06）：116-117.
[3]俞波.超高层建筑消防给水设计的要点探讨[J].建筑知识，2016，36（05）：290+208.
论文作者:滕飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/18
标签：方式论文; 水箱论文; 高层建筑论文; 分区论文; 系统论文; 火灾论文; 消火栓论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;