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摘要：随着我国经济建设发展越来越快，国民对自身居住环境的安全性也提出了更高要求，对住宅建筑产生了较大的安全需求。但是由于住宅建设时间较长，原消防设计缺乏合理性以及产品质量不足等原因造成建筑难以满足现行防火设计标准，需要相关人员根据高层住宅特点积极改造消防给水系统，一定程度提高消防系统的可靠性充分保障住宅居民的生命财产安全。
关键词：高层住宅；消防给水系统；改造
高层建筑已经成为城市主要的建筑形式，消防给水系统的重要性自然不言而喻在高层住宅中科学设计改造给水系统可以提升建筑安全性，保证生命财产的安全。同时，通过开展安全演练与消防知识讲座，一定程度上强化了居民的逃生能力。对消防给水系统的稳定性整体分析，暴露出原有消防系统存在的缺陷，对消防救援发挥了至关重要的作用。因此设计改造消防给水系统，一定程度推动了疏散人员、稳定供水工作的开展。
一、住宅现状与问题
（一）现状
近几十年城市出现了很多高层住宅建筑。《建筑设计防火规范》明确指出高层住宅是指建筑高度大于27m的居住建筑。而在国内大部分城市已出现超高层住宅达到100m以上。高层建筑火灾蔓延速度快，形成巨大的消防负荷，一定程度牵涉到人员的人身安全，在老旧住宅中还存在一些居民堆放杂物，搭建违章建筑等侵占疏散通道的问题。
（二）问题
通过调查可知，住宅拥有的消防设施主要为火灾自动报警系统和消火栓给水系统。由于存在良好的隔声功能，当出现火灾时，其他楼层居民难以及时获取火警通知，尤其当处于较大噪声的情况下，更加增加了获得疏散信号的难度。在高层中，还存在较大群体的老年人不能对疏散信息有效接收。另外大部分住宅使用时间超过30年，设计与管理水平不高日常生活中极少主动监测消防设备。
二、设计改造原则
第一，安全性。具体是达到预期的消防安全管理设计目标。设计人员应整体把握有关的设计要求，同时确定设计灭火系统的实际应用范围，有效明确设计改造的整体性，避免发生漏设现象。
第二，可靠性。实际包括相对稳定的电源、水源与设备系统。要想不断提高系统的可靠水平，消防规范要求两股水柱同时达到着火位置，即任何一处都要处在消火栓设置的保护区域内。
第三，适用性。设计改造系统时应严格遵守项目建设特点实行，结合不同的火灾需求制定灭火计划。
第四，经济性。一般在出现火灾以后开启消防系统，忽略了节能设计问题。针对系统所需的经济参数，必须高度关注建设成本比如购置各项设备的费用、安装费用和维护费用等。在高度关注费用的前提下，还要强调其产生的经济利润，比如当火灾出现时能够减少一部分经济损失，以及通过优化方法提升管理能力。
三、改造设计
建筑行业的迅速发展，牵涉到20世纪80、90年代建成建筑物存在的火灾安全隐患。基于这样的情况，在一部分主要单位如医院、商场和学校等发生了消防事故。结合有关数据统计，高层住宅存在的消防问题主要包括：设计缺乏合理性，不符合规范标准；产品功能品质偏低，没有配置有关的设备；安装设施难以达到质量要求以及不能正常开展检测维修设备工作。出现以上问题的原因：缺少有关建设标准，加之技术应用水平限制以及年代久远维修不及时，发生更加严重的火灾威胁。这一状况使得建设人员无法采取重建的方法，在掌握防火情况的前提下，彻底解决有关问题，避免人民群众的生命财产安全受到威胁显得尤为重要。
（一）设计方案
初步改进给水系统，不断提升安全水平，增设有关的系统设施，增加用于疏散的报警设备。
第一，给水系统维持原有临时高压消防给水系统。增大高位消防水箱容积，增加稳压设备。
第二，增加消防水泵出水管上的压力开关和高位消防水箱出水管上的流量开关直接启泵。
第三，替换消防泵启动按钮，增设报警警铃。采取原来的消防泵启动电线与警铃科学连接，不需要增设管线。当需要人员疏散或者是启动消防泵时，直接对每一层报警警铃实行启动报警。
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第四，在原来消防箱有限空间的前提下，适度增加消防软管，为初级阶段的火灾提供自救功能。
（二）消防水池
经过分析可知地下室已经做好主体结构，在原来地下消防水池（A）周围扩大容积已经不可能。通过科学设计独立规划一个消防专用水池（B），A和B之间使用功能相对独立。
由于两个水池产生高差，禁止连通使用，若连通以后，B水池的水通过A水池的溢流管和人孔流走。可以考虑将A用作室内消火栓专用水池，B作为自动喷水专业水池。单独设计两个系统的水池，科学改造泵房管网。
（三）消火栓水泵与消火栓管网
经过比较可知，最初设计的流量难以达到规定需求。例如某住宅建筑，通过计算其改造的消火栓设计流量为20L/s、扬程0.92MPa。《消防给水及消火栓系统技术规范》要求栓口出水压力低于0.50MPa，消防系统低区选择减压稳压消火栓。
四、改造的意义
适当改造高层住宅消防给水系统提升了系统的可靠性，增加疏散报警设备保证居民生命财产安全；这一设备的安装不仅经济还十分有效，通过组织安全演练与普及消防知识可以帮助居民提高自救水平，同时也解决了高层住宅报警不足的问题，对高层住宅的消防疏散发挥了巨大的意义。
基于技术角度分析，消防给水系统改造的关键是改变消防泵的启动方式、加大高位消防水箱及屋顶增压稳压设备，取消消防箱内部的开启消防泵按钮，另外在保证原来布线的前提下通过设计开启消防泵管线安装报警铃，如此可以对各个楼层进行消防疏散通知。
科学改造消防给水系统，既要保证灭火时间内有充足的消防用水量，又要确保消火栓系统启泵及运行的可靠性，只有这样，消防给水系统才能达到保证生命财产安全的目的。
五、高层消防给水系统的稳定性及技术分析
（一）高层消防给水系统的稳定性
给水系统的稳定选哪个主要指在限定条件下，高层建筑消防给水系统可以对各项工作进行顺利实现，这种可靠性和稳定性直接影响着高层建筑消防的安全性。研究和分析其稳定性和可靠性，必须对高层消防给水系统的失效方式、系统能够进行认真分析，并编制精确框架图。研究分析消防给水系统中系统同单元间、模型等可靠性函数关系，通过多次反复试验来确定系统的稳定性和可靠性，进而明确单元组合产生的符合体系的稳定性和可靠性。同时能够对非储备、储备、复杂储备等系统进行详细划分，也可将其划分为非工作储备及工作储备系统。消防给水系统必须严格严重标准、要求进行供水，必须在保障率充分的情况下供水，因而其系统储备应采取负债储备系统。工作储备中应将其分为混联系统。
此外，计算消防给水系统的稳定性、可靠性时，各个单元功能间的关系直接决定着消防给水系统的稳定性及可靠性，各单元的可靠度组合就是消防给水系统的可靠度。
（二）技术分析
高层建筑消防给水系统的技术主要涉及到室内消火栓系统与自动喷水灭火系统设计技术。消火栓的设计要按照高层建筑平面图来设计消火栓管网平面图，并以此来确定消火栓的最不利点，计算最不利点管路耗损水头和管路压力，进而计算系统需要的整体压力，以此来选择消防水泵和确定消防栓的安装量。同时，计算消防栓间距并确保2股水枪充实水柱都等到达标准，单排布置消火栓时应确保2股水柱能同时到达室内任何位置。消防水箱储水量应满足初期火灾扑救10分钟的用水量。当用水量不足25L/s时水箱储水量需超过12m3，当其超过25L/s时则应大于18立方米。
设计自动喷水灭火系统时应按照喷头流量系数、工作压力来计算喷头流量，其理论流量可按照其作用面积及设计强度来计算，设计流量应按照各喷头最不利点的作用面积内数量、及其形成的节点流量来计算。给水系统的水压需求则应按照管道阻力损失、最不利点工作压力、喷头及消防水池最低水位等来计算。
六、结束语
随着时代的进步，建筑消防设计要求越来越高，牵涉到各专业的消防系统的不断更新完善。住宅建筑通过改进消防给水系统、完善自动报警系统、有效提升人员管理水平，一定程度上提高了建筑消防的安全稳定性，实际表明，只有如此才可以推动住宅建筑的稳定发展。
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[4]朱春玲，李引擎.既有建筑防火現状与改造技术路线[J].建设科技，2016（11）：46-49.
论文作者:李玲玲
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/9
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