高暘
广东华鼎新维设计工程有限公司
摘要：在高层建筑消防灭火系统中，建筑消防给水系统占据重要的地位和作用。因此，如何设计高层建筑消防灭火系统，成为人们关注的一个焦点问题。而消防给水系统作为消防灭火系统的重要组成部分，其设计的好坏直接影响到整个消防灭火系统的质量。本文结合某高层建筑实例，对高层建筑消防给水系统的设计进行了分析，供相关工程参考。
关键词：高层建筑；消防给水系统；系统设计
0 引言
随着社会经济的快速发展和城市用地的日趋紧张，高层建筑越来越多。然而，高层建筑使用功能复杂，人员相对密集，在发生火灾时，受到消防车水泵压力和水带的耐压强度等限制，一般不能直接利用消防车从室外消防水源抽水送到高层部分进行扑救，而主要依靠自身的消防给水系统来扑救火灾。因此，高层建筑消防给水系统的设计尤为重要，直接关系到人们的生命财产安全。下面结合工程实例，介绍高层建筑消防给水系统的设计。
1 工程概况
某建筑工程由一栋楼高270米的办公/酒店塔楼T1、两栋楼高163米及178米的公寓式酒店塔楼T2、T3组成，是集商业、酒店、办公等多功能为一体的大型综合性建筑，占地面积为2.6万平方米，建筑总面积为37.8万平方米。
2 消防用水量、消防水源及消防系统的选择
2.1 消防用水量
该建筑的消防用水量及异常灭火用水量详见表1。
表1 消防用水量及一次灭火用水量
图2 常高压消火栓给水系统示意图
常高压给水系统是不需要启动专用消防设施加压就能保证灭火时可靠的水压和流量的消防水源，高层建筑的常高压消防系统的消防水池位于屋顶，但是供水安全可靠，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相结合的系统（顶部区域），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。
2.3 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1098m3。
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。
3 室外消火栓系统
室外消火栓系统为临时高压给水系统，由设在地下2层消防水泵房的一组室外消火栓泵供水，并设置稳压泵稳压。室外消火栓环管上设有室外消火栓，同时从市政供水环管上接出室外消火栓。
4 室内消火栓系统
4.1 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
4.2 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，水枪充实水柱水龙带长25m。
4.3 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。
4.4 系统控制
稳高压系统每个消火栓箱内均设有消火栓水泵启动按钮，水泵可自动启动，也可人工启动，并同时将火警信号送至消防控制室；消火栓水泵也可由消防水泵房及消防控制室的启、停按钮控制。
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，不设消火栓水泵启动按钮；火警时，按下手动报警按钮将火灾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。
5 自动喷水灭火系统
5.1 设置场所及设计参数
除游泳池、柴油发电机房及其日用油箱间、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。
5.2 系统及竖向分区
自动喷洒系统竖向分区供水见表3。
表3 自动喷洒系统竖向分区供水表
5.3 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。
5.4 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2.0m3的泡沫罐。
5.5 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。
5.6 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消防泵；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，作出正确判断，可指令启动消防泵，泵的工况信号反馈至消防控制中心。
6 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。
7 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。
8 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、油箱室为B类火灾以及电气用房为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。
9 结束语
综上所述，高层建筑是城市现代化的标志，其消防水系统是高层建筑消防工程中的重要组成部分，系统的可靠性对保证高层建筑消防的作用有举足轻重的影响。因些，相关设计人员在设计过程中要考虑到系统的安全性问题，确保系统的安全性和消防系统的正常运行，保障人们的生命财产安全。
参考文献：
[1] 蒋艳先.高层建筑消防安全存在的问题与对策措施[J]. 科技资讯. 2015（14）
[2] 黄美发，冯艺，钟艳如，匡兵.大型建筑消防给水系统可靠性优化设计探讨[J]. 给水排水. 2008（03）
论文作者:高暘
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/16
标签：消火栓论文; 系统论文; 塔楼论文; 喷头论文; 水泵论文; 火灾论文; 水炮论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;