摘要：对于超高层建筑,具有火灾扑救难度大、火灾蔓延迅速、人员疏散困难等特点。本文结合某金融中心在消防水系统设计中的实践，介绍了超高层建筑消防水系统的选择、分区原则、减压水箱和消防泵房的设置。
关键词：超高层建筑；消防设计 ；供水方式
近年，随着经济的发展，国内涌现出越来越多的超高层建筑。超高层建筑相比于一般的多层和高层建筑火灾危险性要大很多，其具有火灾扑救难度大、火灾蔓延速度快、人员疏散困难、极易造成较大社会影响等火灾特点,因此其消防系统设计的原则是立足于自防自救。
一、消防系统供水方式
超高层常见的消防水系统供水方式主要有以下几种：
底层水泵直接供水
水泵直接串联供水
水泵+转输水箱串联供水
屋顶消防水池+减压水箱重力供水
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）（以下简称“消水规”）的规定，消防给水系统压力不能超过2.4Mpa，其中底层水泵直接供水主要适用于高度不超过150m的超高层建筑，对于超过150m的超高层，在设计中通常是结合超高层建筑有多个避难层的特点，采用串联给水和重力给水的方式，串联给水又有水泵直接串联和转输水箱间接串联两种方法。从系统构成、管材要求、可靠性等方面综合分析：水泵直接串联给水方式给水系统相对简洁，占用空间较少，对管道、给水设备的要求较高，在使用高区的系统前必须先启动低区系统；转输水箱间接串联给水方式管网工作压力较低且可控，启动较为可靠，管网布置相对复杂，中间水箱的设置占用较多建筑空间；重力给水方式给水可靠，初期水源有保证，采用重力自流方式供水（除最高分区外），无需消防水泵，出水压力稳定，但需将消防水池放在建筑最高处，对结构荷载、建筑外观影响较大，客观上增加了造价。
超高层建筑的火灾扑救在我国消防现有装备水平条件下，是一项极其困难的工作，超高层建筑的火灾扑救通常只能是立足自救，需要充分利用建筑内部自身的消防设施进行火灾扑救，因此，室内消火栓、自动喷水灭火等消防水系统的安全性和可靠性显得尤为重要。从已有的超高层建筑实例来看，重力给水方式是超高层建筑消防给水设计的可靠设计方案。因此从系统构成、可靠性和工程造价、建筑性能等方面综合考虑消防给水方式的选择，个人认为：重力给水方式应作为超高层（超过250m）建筑消防给水设计的首要选择，转输水箱给水方式可用在较低一些的超高层建筑中。
二、超高层消防水系统设计的典型案例分析
1、工程概况
某金融中心位于深圳市，是一座集办公、商务公寓、商业、酒店等多功能于一体的超高层综合体建筑。总建筑面积约40万平方米，地上包括一栋约300米高共65层办公（低区）和商务公寓（高区）超高层塔楼（以下简称T1塔楼），一栋约200米高共44层酒店（低区）和SOHO（高区）超高层塔楼（以下简称T2塔楼），4~5层高商业、国际会议中心裙楼。地下为四层地下室，功能为商业、地下车库及设备用房。
2、 消防水系统
2.1消防供水
由于项目业态复杂，且今后的运行管理模式各不相同，因此消防系统必须与今后的运行管理模式相匹配。故本项目地下室采用共用消防水池，但分建消防泵房的形式。 T1塔楼、T2塔楼SOHO部分、地下室和商业裙房设置一个消防泵房，T2塔楼酒店部分单独设置一个消防泵房。T1塔楼屋顶设置消防水池，采用常高压消防给水系统，顶部压力不足分区临高压消防给水系统；地下室、裙房和T2塔楼均采用临高压消防给水系统。
2.2 系统设计选择
合理的选择消防灭火系统，是超高层建筑消防设计的关键。本工程除了常见的消火栓系统和湿式自动喷水灭火系统以及气体灭火系统（气体灭火系统本文不再赘述）外，在空间净高大于12米部位设置智能水炮灭火给水系统（消防水炮）。
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本工程的消防水量如下：室外消火栓40L/s，火灾延续时间3h；室内消火栓40L/s，火灾延续时间3h；自动喷水系统60L/s（仓库危险二级），火灾延续时间2h；智能水炮35L/s，火灾延续时间1h。地下一层消防水池储存消防延续时间内，室内消火栓系统用水量和自动喷水灭火系统用水量，共计864m3，分成2格设置。
T1塔楼屋顶设置一座有效消防贮水量为576m3消防水池，含室内消火栓系统3个小时（40L/s）用水量432m3以及自动喷水系统1个小时（40L/s）用水量144m3。T1塔楼27层设置转输水泵房及66m 转输水箱一座; T1塔楼38层设置60立方减压水箱一座。
T2塔楼屋顶设置一座有效消防贮水量为100m3消防水箱，以满足消防初期火灾的用水量需求。T2塔楼27层设置转输水泵房及65m3转输水箱一座。
3.3 消火栓系统设计
1）裙房及地下室：消火栓用水由地下一层水泵房内低区消火栓泵供给，不分区（负4层~地上5层非酒店部分）；从T2屋顶消防水箱引重力稳压管接至裙房和地下室室内消火栓管网，满足初期火灾用水及最不利点消火栓静压要求。
2）T1塔楼：52层及以下消火栓用水由屋顶消防水池重力供给；53层及以上消火栓用水由屋顶高区消火栓泵供给，同时屋顶设置消火栓增压稳压装置一套，以满足最不利点消火栓静压要求。屋顶消防水池补水由地下一层消火栓转输水泵和27层消火栓转输水泵联合供给（消防时），或由高区生活给水管网供给（平时）。系统分区如下：
Ⅰ区：1～5层，Ⅱ区：6～16层，Ⅲ区：17～27层，Ⅳ区：28～38层，
Ⅴ区：39～52层，Ⅵ区：53～屋顶层。
3）T2塔楼：27层以上部分（SOHO）消火栓用水由地下一层消火栓转输泵和27层消火栓供水泵联合供给，并屋顶设置消火栓增压稳压装置一套，以满足最不利点消火栓静压要求；27层及以下部分（酒店）消火栓用水由地下一层酒店室内消火栓供水泵供给，从屋顶消防水箱引重力稳压管接至27层以下部分消火栓管网，以满足初期火灾用水及最不利点消火栓静压要求。系统分区如下：
Ⅰ区：负4层～地上7层（其中负4层~地上5层的酒店部分），Ⅱ区：8～17层，
Ⅲ区：18～27层，Ⅳ区：28～36层，Ⅴ区：37～屋顶层。
系统分区的原则是保证系统的静水压力不超过1.0Mpa；当消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，采用减压稳压消火栓。
3.4 自动喷水灭火系统设计
1）裙房及地下室：用水由地下一层水泵房自动喷水泵供给，不分区（负4层~地上5层非酒店部分）；从T2屋顶消防水箱引重力稳压管接至裙房和地下室自动喷水管网，满足初期火灾用水及最不利点喷头静压要求。
2）T1塔楼：53层及以下自动喷水用水由屋顶消防水池重力供给，53层以上喷淋用水由屋顶高区自动喷水泵供给。同时屋顶设置自动喷水增压稳压装置一套，以满足最不利点喷头静压要求。系统分区如下：
Ⅰ区：1～13层，Ⅱ区：14～28层，Ⅲ区：29～40层，Ⅳ区：41~53，Ⅴ：54～屋顶层。
3）T2塔楼：27层以上部分（SOHO）自动喷水用水由地下一层自动喷水转输泵和27层自动喷水供水泵联合供给，并屋顶设置自动喷水增压稳压装置一套，以满足最不利点喷头静压要求；27层及以下部分（酒店）自动喷水用水由地下一层酒店自动喷水供水泵供给，并屋顶消防水箱引重力稳压管接至27层以下部分自动喷水管网，以满足初期火灾用水及最不利点喷头静压要求。系统分区如下：
Ⅰ区：负4层～地上7层（其中负4层~地上5层的酒店部分），Ⅱ区：8～26层，
Ⅲ区：27～35层，Ⅳ区：36～屋顶层。
3.5 大空间智能水炮灭火系统
本项目室内净空高度超过12m的商业中庭、入口大堂、宴会厅等位置采用大空间智能水炮灭火系统（消防水炮）。其中T1塔楼首层大堂水炮由屋顶高位消防水池供水，裙房商业中庭、宴会厅与裙房共用自动喷水泵，大空间智能水炮灭火系统管道在报警阀前与喷淋系统管道分开。
结束语
超高层建筑是一个城市发展水平的体现，也是一个城市的重要名片。从工程角度来说，它功能较多，结构更为复杂。除满足功能上的需求外，如何选择合理、安全的消防水系统设计，应该是我们每一个设计人员所要注意的问题。
论文作者:黄伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/21
标签：消火栓论文; 塔楼论文; 屋顶论文; 火灾论文; 系统论文; 用水论文; 重力论文; 《防护工程》2017年第7期论文;