广东工业大学建筑设计研究院 510000
摘要：随着社会的进步和经济建设的发展，高层建筑也越来越多的出现在城市之中。由于高层建筑结构复杂，火灾载荷大，发生火灾时扑救难度高，易造成损失大。为了防止和减少高层民用建筑火灾的危险性，保护国家公民的生命财产安装，在建筑物内必须做好消防给水系统的设计和实施。高层建筑消防给水方式的选择是消防给水设计的重要问题，文就高层建筑消防给水系统设计及实施进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
关键词：高层建筑；消防给水；系统设计
引言：
随着城市化进程的推进，为了缓解城市人口压力，城市建筑逐渐向高层建筑发展。高层建筑的火灾特点决定了建筑物内必须设置消防给水设施以自救为主，消防给水系统是高层建筑消防灭火系统中的重要组成部分。基于高层建筑楼层较高，相应地给建筑的消防给水系统提出了更高的要求，即高层建筑消防给水系统必须要在火灾来临时具有一定防御火灾的能力。
1、高层建筑火灾的特点
1.1 火灾隐患多
高层建筑的结构功能比较复杂，使用人数多，人员流动频繁，火灾隐患多且不易发现。而且高层建筑装修豪华，室内含有大量的可燃物质，如家具、窗帘、地毯、吊顶装饰等，发生火灾时燃烧猛烈。加之高层建筑的竖向井道多，如电梯井、楼梯井、通风井、管道井、电缆井、垃圾道、排气道等，它们都是火灾蔓延的通路，形成“烟囱效应”；加上这些竖井的抽风作用，一旦发生火灾，火势蔓延迅速，楼层越高，抽风越强，火势越猛。
1.2 人员疏散困难
高层建筑层数多，垂直疏散距离长，疏散到室外地面、屋顶直升飞机停机坪或避难层所需的时间也相应增长。由于高层建筑人员众多，不少公共活动场所人员相对集中，火灾时增加了疏散的难度，容易造成重大伤亡事故。高层建筑发生火灾后，常因通讯联络失控，往往下层发生火灾，上层仍然未知有其事。目前国产登高消防车辆尚不能满足高层建筑安全疏散和扑救火灾的需要，不能将人员及时疏散到室外。尤其是在高层旅馆建筑中，人员众多，人地生疏，给安全疏散增大了困难，更易导致惨重事故。
1.3 火灾抢救困难
高层建筑消防设计立足于“自救’，其灭火设备复杂、自动化程度高。只要任何一个环节有问题，灭火设施便不能充分发挥作用。扑灭初期火灾至关重要，但现场人员一般对灭火设备不会使用或无力使用。消防人员到现场后，由于高层建筑高度较高，普通消防车的供水高度已远远不能达到要求，而目前最先进的登高消防车一般也只能达到50 m左右，显然不能满足高层建筑防火救灾的需要。消防员登上高楼，不仅体力消耗大，还可能与消防中心、水泵房等联系不便、配合困难，楼高风大、火势猛，消防队员在高热、浓烟下操作，比一般火场难度大得多。
2、高层建筑消防给水系统设计中存在的问题
2.1 消防水池设计不合理
在实际工程中，消防水池的设计往往存在部分问题，消防水池有效容量偏小是最常见的问题，大多是设计人员对火灾延续时间以及室内消防栓用水量确定不当所引起。此外，部分老工程改造后，增加了自动喷淋系统，而未增加相应的水池容量。
2.2 系统小流量出水
在火灾的初期，自动喷水灭火系统往往只有几个喷头动作，或者自动喷水灭火系统在进行末端试水时，自动喷水灭火系统所需要的流量都很小，而自动喷水灭火系统的加压泵是按设计秒流量来选择的，两者相差好几倍。此时加压泵在小流量下工作，会造成加压泵扬程大幅度升高，使自动喷水灭火系统的管网超压。
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3、优化高层建筑消防给水系统设计的措施
3.1 消防水池设计
消防水池供水是指在高层建筑内设置大容量消防水池，平时在消防水池内贮存水源，火灾发生后通过消防系统利用消防贮水进行灭火，是目前常用的一种消防供水方法。通常的设计方法是从不同进水方向的两根市政给水管上引出两根进水管形成室外环状消防供水，以确保室外供水的及时性与安全性。消防水池的有效容量设计要考虑到所在城市的市政供水能力，若城市供水系统不能保证市政供水的安全性则必须增大消防水池的容量，若室外给水管网能够保证室外消防用水，则消防水池的容积可适当减小，只须满足室内消防用水量即可。
3.2 采取有效的技术措施来防止超压的产生
首先，合理布置白动喷水灭火系统的给水管网，尽量将喷头均匀布置在配水管的两侧，可均衡各个配水管的水压。同时合理选择下放给水系统的分区，并适当减少给水分区的压力值。提高整个消防给水系统的承压能力。使之在一般情况卜出现的超压，在提高承压能力后在允许工作压力范围之内。采取相应的泄压和稳压措施，使超压值对给水管网不致造成损坏，如泄压阀、安全阀、稳压阀、气罐阀等。
3.3 采用合适的喷头
高大空间建筑自动喷水灭火系统应用技术的研究中关键是喷头构造和性能的技术研究，因为喷头起着探测火灾、喷水灭火的作用，灭火效果在很大程度上取决喷头的选择和布置的合理性。因此，目前许多国家均在大力研制和开发各种性能喷头，如：快速响应火水力喷头；自动启、闭喷头；大覆盖而侧墙型喷头等等。一般喷头由于流量小，穿透能力弱，净空高度超过8 m时，水流达火焰时已经分散，无法使水冷却导致燃烧释放的热量低于继续燃烧所必须的热量，所以灭火效果不好，在高层建筑中，大水滴喷头能有效穿透火焰，直接接触着火物，有效降低着火物的表面温度，所以用大水滴喷头取代普通标准型喷头，则可有效地解决上述问题。
3.4 应宜设集中式消防加压设施
现今城市中的高层住宅小区数量不断增加，且处于高速发展阶段。因而小区内建筑的消防给水设计也成了一个不可疏忽的问题。对于一栋单独的高层建筑，其屋顶水箱和消防水泵是必设的，且仅为该建筑服务。但对于由多栋高层建筑所组成的高层住宅小区，如果逐栋设置消防水箱或消防水泵，其不仅给住户增加了不少的经济负担，同时也给系统的维护管理增加难度。
3.5 合理确定室内消火栓的数量和消火栓箱设置位置
针对《高规》中消防电梯前室的消火栓是否列入同层消火栓数量这一问题，应该具体问题具体对待，有条件多设消火栓时，消防电梯前室的消火栓不应计入，其设置目的是便于消防队员尽快使用消火栓扑救火灾并开辟消防通道。室内消火栓应统一选用SN65型，直接安装在立管上。当住宅建筑发生火灾时，一旦出现消防水带、水枪丢失情况，可由消防队员自携器材进入使用。建筑物内的消火栓采用栓、带、枪分设的方式实行栓箱分设，即在楼梯平台上将消火栓按规范要求1.10m的安装高度接在消防竖管上，而将箱体置于楼梯平台外墙上暗装（箱内仅设水带、水枪）栓箱。这样既可满足规范要求，便于火灾现场操作，又不会给住户带来不便。
3.6 及时更新消防用水
根据水质变化情况，定期将消防水池、水箱放空、清洗、消毒并重新补水，也可以考虑将消防水池、水箱作为绿化、洗车用水和空调循环冷却水补充用水水源，这样就可以使得消防用水得到更新，此外还需要对消防用水进行定期消毒，通常的做法是设置水箱消毒机对消防用水进行杀菌灭藻。
4、结语
高层建筑由于功能多元化，结构复杂，建筑住户人口密集、数量大、多元化设施、设备常常比较复杂，火灾隐患较多且很复杂，一旦建筑发生火情，蔓延速度往往很快，人员很难立即松散。因此，为了能减少火灾发生时带来的损失，我们就必须要做好消防给水系统的设计和实施。
参考文献：
[1] 黄美发，冯艺.等.大型建筑消防给水系统可靠性优化设计探讨[J].给水排水，2012，（34）.
[2] 张惠远.高层建筑消防给水系统设计及可靠性研究[J].建筑设计管理，2012，（05）.
[3] 曹杨.高层建筑给水系统的节能及优化设计研究[D].西华大学，2010.
论文作者:黄嘉仪
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/14
标签：高层建筑论文; 火灾论文; 喷头论文; 消火栓论文; 水池论文; 系统论文; 建筑论文; 《基层建设》2016年15期论文;