高层建筑消防给水设计探讨

高层建筑消防给水设计探讨

丁生才

筑博设计股份有限公司广东深圳518000

【摘要】高层建筑功能较为复杂，消防供水的合理设计关系到人们的生命财产安全。本文根据工程案例，对高层建筑的消防给水设计进行探索，供同行借鉴参考。

【关键词】高层建筑；消防给水系统；供水方式；消防分区

一、工程概况

某建筑工程总面积116100m2，地下两层是汽车库及设备用房，2-5层为展厅，6-24层为办公室及车间，只要是一些办公家具的展示与组装。

二、消防给水系统设计

（1）消防水源及消防用水量

由市政引进一要根给水管后，设置水表倒流防止器。上设室外消火栓，环状网管径为DN150。消防用水量按照《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014），火灾延续时间3h，室内消火栓用水量为40L/s，自动喷水灭火系统35L/s，火灾延续时间1h；大空间智能型主动喷水用水量10L/S，火灾延续时间1h。

该工程消防总用水量为1026m3（不计水喷雾系统消防用水量）。在地下二层设有594m3，室内消防专用水池（不包含室外消防用水，分作两格）及水泵房，满足室内消防用水要求。同时地下一层设有432m3室外消防水池（储存室外消防用水），并设有消防车专用取水口，且保证吸水高度小于6m。满足室外消防用水要求。

（2）室外消火栓系统

①水源采用城市自来水及消防水池。

②室外消火栓给水管环状布置，环网管径为DN150，室外消火栓间距不超过120m，各个消火栓采用地上式消火栓，并做明显标志。

③室外消防专用水池设有消防车取水口，取水口保护半径不超过150m。

（3）室内消火栓系统

①采用临时高压制消火栓给水系统。消火栓加压泵与消防储水池设在地下二层消防泵房内（泵房标高与室外地坪不得大于10m）。

②室内消火栓系统利用减压阀分高低区，确保消火栓栓口静水压力小于1.0MPa。地下室2~5层为低区，6~24层为高区。高区环网上设减压阀组减压后接至低区环状管网。消火栓栓口的出水压力超过0.5MPa，采用减压稳压消火栓。

③每层均设消火栓，保证任一着火点均有两股13m的充实水柱同时到达。每个消火栓箱内配有DN65消火栓一个、DN65长25m涤纶衬胶水带一条，DN65×19直流水枪一支，同时并配有25m消防卷盘。报警信号的开关按钮1只。室内消火栓箱将安装于公共场所、消防电梯前室或者走道内。

④火灾初期水量由屋顶36m3消防专用水箱供给。消防水箱底标高为104.9m，满足最不利点消火栓静压10m的要求。

⑤水泵接合器将设置在室外消防车便于消防车使用的地点，根据消防竖向分区设置水泵接合器，每组水泵接合器的流量为15L/s。

⑥室内消火栓加压泵的型号为：XBD16/40-150D/8（Q=40L/s，H=150m，N=110kW）。

⑦管材：采用内外壁热浸镀锌钢管，管径≤DN80螺纹连接，≥DN100卡箍连接。消防管材工作压力不小于1.60MPa。

⑧消火栓泵控制

a.自动控制：消火栓泵出水管上的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关等开关信号直接启动消防水泵。消火栓按钮作为报警信号的开关。

b.消防水泵控制柜应使消防水泵处于自动启泵状态：消防水泵从接到启泵信号到水泵正常运转的自动启泵时间不大于2min，采用工频启泵，启动时间<30s。

c.消防水泵应能手动启停和自动启动：消防水泵不设自动停泵的控制功能，停泵应由具有管理权限的工作人员根据火灾扑救情况确定。

（4）自动喷水灭火系统

①喷头：除下列部位不设喷头外，其它的均设喷头保护。楼梯间、水泵房、小于5m2的卫生间、变配电房、消控中心及要求重要防水的电气用房不设喷头外。所有防火卷帘采用耐火极限≥3h的复合卷帘，不设喷头保护。喷头采用闭式喷头；所有喷头均采用动作温度68℃。

喷头间距：中危险Ⅱ级部分喷头间距3400mm，其它的部分喷头间距3600mm。自自动喷水灭火系统应有备用喷头，其数量不应少于总数的1％，且每种型号均不得少于10只。

②系统设计

a.地下室车库及上部均按中危险Ⅱ级设计。

b.喷水强度：中危险Ⅱ级8L/（min?m2），作用面积为160m2，持续喷水时间：1.0h；最不利点喷头工作压力0.10MPa。

c.系统竖向为两个区，5层及5层以上为高区，5层以下为低区，采用临时高压制，屋顶水箱设有容积36m3消防水箱及增压稳压设备一套。

d.本工程自动喷水灭火系统设计用水量为40L/s，自动喷淋加压泵的型号为：XBD16/30-125G/8（Q=35L/s，H=150m，N=75kW）。

e.湿式报警阀：本工程共设25套湿式报警阀。其中地下室报警阀间设置17套，5层报警阀间设置8套。每组报警阀供给喷头数少于800个。

f.管材：采用内外壁热浸镀锌钢管，管径≤DN80螺纹连接，≥DN100卡箍连接。消防管材工作压力不小于1.60MPa。

g.喷淋系统设三组地上式消防水泵接合器，并与报警阀前自动喷水管网相连。

h.系统控制：自动喷水系统设自动、手动、应急操作三种控制方式。

㈠自动喷淋泵与增压稳压泵由增压稳压泵出水管上的压力开关、高位消防水箱出水管上的量开关等开关信号直接启动消防水泵。

㈡自动控制：系统压力平时由屋顶消防水箱间和喷淋增压稳压装置维持，喷淋增压稳压泵组由压力开关控制，平时管网压力由增稳压泵及小气压罐保持。当管网压力下降，喷洒稳压泵启动，恢复压力后停泵。当管网压力持续下降至比工作压力低0.10MPa，喷洒泵启动，喷洒稳压泵停泵。当发生火灾时，喷头破裂出水，管网压力持续下降，该区水流指示器动作，向火灾控制中心发出信号，同时报警阀动作，敲响水力警铃，报警阀上的压力开关动作自动启动喷淋泵向管网供水，同时停稳压泵。消防结束后，手动停喷洒泵。

㈢消防水泵控制柜应使消防水泵处于自动启泵状态；消防水泵从接到启泵信号到水泵正常运转的自动启泵时间不大于2min，采用工频启泵，启动时间<30s。

㈣消防水泵应能手动启停和自动启动；消防水泵不设自动停泵的控制功能，停泵应由具有管理权限的工作人员根据火灾扑救情况确定。

（5）大空间智能型灭火系统

①保护范围：中庭高度超过12m及上方有玻璃顶的场所。

②自动扫描水高空水炮灭火装置：系统由智能型红外探测组件、大空间喷头、电磁阀组、信号阀、水流指示器等组成，安装高度为6~20m，保护半径≤20m，喷水流量为5L/s，工作压力0.60MPa，系统按2个喷头同时工作，设计流量Q=10L/s，火灾延续时间按1h计算。

③系统中设有水流指示器与信号阀，在各分区管网末端最不利点处设置模拟末端试水装置或试水阀。模拟末端试水装置与试水阀宜装设在卫生间或楼梯间等便于操作测试的地方，且与排水管连接。

④大空间主动喷水加压泵型号：型号为XBD10.0/10-80G/6；参数：Q=10L/s，H=100m，N=22.0kW。

⑤系统设两组地上式消防水泵接合器，并与大空间智能型给水管网相连。

（6）水喷雾灭火系统

①发电机房采用水喷雾灭火装置。设计灭火强度20L/min?m2，火灾持续时间0.5h，响应时间小于45s，最不利点工作压力不小于0.35MPa。

②水喷雾加压泵与自动喷淋泵共用，一用一备。

③水雾喷头采用高速射流器，型号为ZSTG10/114。

④雨淋阀采用电磁阀自动控制和手动启动装置，信号引至消控中心。雨淋阀前配设过滤器。

（7）其他灭火系统

①灭火器

a.地下车库按中危险级B类火灾配置，每处放置4Kg手提式干粉（磷酸铵盐）灭火器2具，保护距离12m；

b.变配电房、电信、电话机房按按中危险级E类火灾配置，每处放置4kg推车式干粉（磷酸铵盐）2具，保护距离20m；

c.其它部位按严重危险级A类火灾配置，在每一消火栓处配4kg手提式干粉（磷酸铵盐）灭火器2具。保护距离15m。

②变配电室气体灭火对保护区进行S型热气溶胶气体自动灭火系统工程设计。本设计采用全淹没灭火系统的灭火方式，即在规定时间内，向防护区喷射一定浓度的S型热气溶胶灭火剂，并使其均匀地充满整个保护区，此时能将在其区域里任一部位发生的火灾扑灭。灭火密度为130g/m3。根据配电室内容积计算药剂总量，计算公式如下：

W=C2?Kv?V

最后根据药剂总量选择气体灭火装置，计算灭火气台数，在保护区内均匀布置。

三、结束语

大空间智能型灭火装置适用于高大空间的适用场所，工程应用中应结合相关规范的规定和建设单位的要求，采取合理的消防灭火措施。新的消防技术不断应用于实际的工程当中，设计人员应学习新的理论，开拓新方法，同时积极向消防部门征询，以保证消防设计的合理性、安全性、更好的保障人民群众财产安全。

参考文献：

[1]《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB59745-2014，2014年版）.

[2]王立平，宋涛.超高层综合楼消防给水系统设计与探讨.华东给水排水，2011（87）：1.