高层建筑给排水消防系统的设计

高层建筑给排水消防系统的设计

仲永晨

江苏时代建筑设计有限公司

摘要：为解决城市化加速发展，城市土地资源供应不足的矛盾，高层建筑拔地而起。高层建筑中人流量大，功能繁杂。若发生火灾，施救和疏散人群困难，而且会造成非常大的经济损失。高层建筑中消防安全隐患逐渐成为危害建筑安全的重要问题。合理的消防给水系统的设计能够有效降低高层建筑的消防安全隐患。高层及超高层建筑消防给水设计，消防给水方案比选及设计过程中重点难点分析就十分重要。

关键词：高层建筑；超高层建筑；消防给水系统；设计

本文根据笔者参与的江苏某个高层设计建筑群项目基础上，在设计过程中遇到重点难点进行分析。因篇幅有限，关于灭火器布置以及气体灭火相关内容不再论述。

1.工程概况：

本项目为江苏某市一高层建筑群消防给水设计，该项目总建筑面积462322㎡（其中包含地下建筑面196800㎡），工程包括16栋共建，地下3层地下室以及3栋住宅楼，其中含1栋146.5m高度超高层建筑，此建筑-3层至34层，其中避难层设置于24层，主要功能为办公。

2.高层建筑火灾危险性及火灾特点

高层建筑用途繁杂，建筑功能多。如商场、餐厅、办公、酒店等行业使用，内部电气设备多，较容易造成火灾。高层建筑人员集中，垂直疏散距离远，发生火灾时，人员疏散至室外或建筑物内避难层安全部位，是十分艰难的。

高层建筑火灾的特点决定了对其实施外部施救是十分困难的，因此高层建筑消防给水设计的难点在于火灾发生时能最快时间内消除火源，并能防止火灾蔓延。

3.消防给水系统设计难点分析

3.1消防给水设计环节

站在建筑工程消防给水设计角度来说，设计工作人员在设计期间，需意识到工程结构与局部设计工作的重要性，且对其进行严格控制。设计主要是针对消防给水结构采用调控对策期间，合理设计消防给水线路，防止其和其他工程产生矛盾，对后期工作造成不良影响，对于系统性资源整合环节，需全面分析研究建筑工程相关内容，以此为基础对其进行严格管控，继而给后期工作的顺利开展提供支出与帮助。执行上述工作，既可以大幅度提升消防给水管道调控成果。其次，若想保障建筑工程项目施工的顺利进行，操作人员需有机结合施工内容和建筑相关规范，且按照建筑工程实际情况拟定工作目标。

3.2 消防给水供水系统选择

按上项目为例，此项目选择临时高压消防给水系统，整个项目消防供水分成3个分区。1区为-12m到40m有地库泵房减压阀组后进行供水；2区为40m到98m有地库泵房消防泵后直接供水；3区为98m-150m由避难层转输水箱以及消防泵进行供水。

设计难点：在于在避难层设置转输水箱以及消防泵占用避难层面积增加结构荷载。消防水泵调试、巡检时有噪声和振动，控制设计比较复杂。所以在设计时需考虑水泵调试及巡检时对上下层的噪声扰动。

对于转输水泵的控制十分重要，考虑本项目消防流量较大，转输水泵流量大，在向转输水箱供水时防止避难层供水泵和地库泵房转输水泵无法合理调节启泵，故本工程采用2用1备的转输水泵。

3.3消防水池及泵房设计

为满足扑灭建筑火灾时所需的消防水压和水量的要求,设计人员需要在民用建筑内部设置独立的消防水泵房,在泵房内安装消防水泵,并使用两根出水管将水泵与消防环网连接起来,同时在水泵上加装流量开关与压力开关装置。这样的话,在消防给水系统运行期间,值班人员一旦检测到建筑火灾事故,就可以远程向水泵上的开关装置发送信号,启动消防水泵,并对市政给水管网输送的消防用水进行加压。在压力作用下,水体就能够快速流入消防栓等消防设备,进而扑灭火灾。这种通过临时提高水压来保持消防供水量的方式,可以在消防灭火期间始终保证管网压力处于平衡状态。

另外,设计人员还应重点考虑水泵设置、管道压力调节等问题。

（1）水泵设置问题。对于市政供水压力和流量能满足消防供水要求的多层民用建筑,可选择不设置消防水泵,仅需要在消防水箱出水管部位设置增压泵,即可取得理想的给水效果。

（2）管道压力调节问题。设计人员可在消防管网中加装泄水阀门,这样在管道压力过大的情况下,通过调节泄水阀门,就可以把部分管道水输送至泵房集水池和消防水池。

3.4消防水箱设计

消防水箱是灭火供给水源设施之一，其设置与建筑住户人身财产安全有着会直接关系，其决定了火灾扑灭初期工作是否成功，并不会影响中后期火灾。同时。

设计难点：由于建筑群面积大，业主进行分期建设，对于消防水箱的分期投入使用需进行近期以及长远规划的结合。

3.5消火栓布置的设计

《建筑设计防火规范》中有如下规定：消防电梯间前室应设置消火栓，室内消火栓应设置位置明显且容易操作的部位。消火栓布置应保证每一个防火分区同层有两股水柱同时到达任何部位；

    设计难点：消火栓布置既要考虑防火安全，也要考虑建筑使用美观。本项目高层核心筒消火栓放置位置少，核心筒位置电气、暖通专业占用比例较大，需设计人员进行及时沟通。楼梯间、消防前室以及卫生间位置均为消火栓布置的合理位置，若还是消火栓保护还是不够，实际设计中有如下解决方案；

（1）剪力墙的厚度增加，仅在剪力墙上预留消火栓位置所需的洞口尺寸，剩下的剪力墙厚度需满足建筑要求的耐火极限要求。

（2）可以采用半暗埋消火栓，但此方案必须由建筑专业考虑是否影响到疏散宽度的要求

3.6 自动灭火系统设计

   自动喷淋系统在火灾初期自动喷水控灭火的优良性能，不需要工作人员现场操作启动。根据国内大部分消防人员的应急处置要求，在发生火灾时，现场工作人员要进行灭火、组织人员疏散、救援受伤乘客、向上通报和控制相关设备等一系列操作，对工作人员的处置能力要求较高。但是现实情况下，工作人员的消防安全技能存在差异，给有效处理和遏制火灾发展带来较大不确定性。所以，采用自动喷淋系统可降低紧急情况下应急处置负担和由于处置不当导致火势扩大的不确定性风险。

设计难点：由于高层建筑中考虑喷淋分区的要求，对于高区的报警阀间设置位置选择比较难。不仅需考虑独立的报警阀间空间的要求，还需考虑报警阀启动压力的要求，很多设计人员把报警阀设置在屋面是不可取的。

3.7 消防给水抗震设计

对于高层建筑，高压流体管道基本遍布整个建筑，对于管道抗震设计也不能含糊，抗震设计为防止地震时给排水管道系统及消防管道系统失效或跌落造成人员伤亡及财产损失，设计人员需根据《建筑抗震设计规范》以及《建筑机电工程抗震设计规范》条文，应对机电管线系统进行抗震加固。

3.8 消防给水日常维护环节设计

关于高层消防给水，维护环节的设计也必不可少。

高层消防给水系统的维护管理是消防给水系统能否正常发挥作用的关键环节，消防给水灭火设施必须在平时的精心维护管理下才能在火灾时发挥良好的作用。给水系统和水消防设施不符合要求或施工安装完毕投入使用后，没有进行日常维护管理和试验，以致发生火灾时，事故扩大，人员伤亡，损失严重。

消防给水设计人员掌握和熟悉消防给水系统的原理、性能，才能编制出有效的巡检、检测要求，确保消防给水系统的运行安全可靠。

设计中也必须对设计的主要消防产品的性能，使用年限表达明确，并对后期维护进行指导。

4 结语

随着城市建筑不断扩张，在进行高层建筑设计时，我们会遇到越来越多的问题，需要越来越多的技术与方法来应对，我们应该结合建筑的实际情况，把可能存在的问题与难题进行罗列，并有针对性地一一解决。设计人员应该充分了解高层建筑的设计需求，在满足日常生活需求的同时，更应该保障高层建筑的消防自救能力。高层建筑的给排水消防设计，不仅关系着人们日常生活的便利性与舒适性，更重要的是能够在火灾事故发生时提供安全有效的保护，维护人们的生命财产安全，减少伤亡与经济损失。所以，设计人员应该加强对给排水消防设计的重视，做好设计审核校对，做好系统安装后的调试验收工作，为高层建筑提供强有力的安全保障。

参考文献：

[1]魏臣勋.论高层建筑给排水消防设计方法[J].江西建材,2020(09):55+57.

[2]秦勇.高层建筑给排水及消防设计特点[J].建材与装饰,2020(12):67-68.

[3]王晟.高层建筑给排水消防设计关键技术[J].建材与装饰,2020(04):89-90.