浅论高层建筑消防给水系统给水方式的选择

浅论高层建筑消防给水系统给水方式的选择

罗璐璐

 身份证：430521199012287548

摘要：高层建筑给水消防系统的供水方式对于使用者自救是非常重要的，主要是自救为主，这样就要充分保证消防给水系统的顺利进行，使其供水管网有着足够的水量与水压，保证其时刻处于临战状态。因此，在对高层建筑消防给水系统的供水方式进行设计的过程中，需充分考虑火灾发生的实际，使给水系统能够及时供水，以用于火灾的扑救。

关键词：高层建筑；消防给水系统；供水方式

1高层建筑消防给水方式的分析

1.1并联消防给水方式

高层建筑的高度不超过150m时，消防给水系统一般采用并联消防给水方式，高区和低区分别设一组高位消防水箱和消防水泵，两个区各自独立给水，互不干扰，安全性能好，消防水泵集中设置于地下层，管理相对方便，能源消耗较少如（图1）。建筑高度为136m的某综合大厦即采用了并联消防给水方式，该项目地上37层，地下2层，裙楼6层。消防给水分为高区和低区，各区独立供水，地下一层设有效容积为1000m3的生活/消防合建水池，屋顶设有效容积为50m3的高位消防水箱，地下一层消防水泵房设有消防泵和喷淋泵，消火栓泵高区4台（3用1备），低区3台（2用1备），喷淋泵高、低区各3台（2用1备）。实地测试该大厦的灭火设施，选取37层的消火栓和自动喷水灭火系统末端试水装置，进行水枪充实水柱以及自动灭火系统最不利点工作压力试验，测试结果均符合规范要求。

1.2串联消防给水方式

若高层建筑采用并联消防给水方式，系统各类管道阀门承受的压力过大，加大了消防给水系统的安全风险。高层建筑消防给水系统选择管材时，应充分考虑管道承压及水头损失，合理选择给水管道材质，科学计算系统的工作压力，同时给水管道应能满足水压强度试验的压力。在采用串联消防给水方式时，为防止系统设置的减压阀和水泵出水止回阀失效产生的串压情况，建议上一级消防加压泵不直接抽吸下一级消防给水环网的水，优先选用转输水箱（有效储水容积不应小于60m3）串联供水设计，高区的消防加压泵从中间转输消防水箱吸水，系统局部压力过大的区域通过减压阀减压，确保消防给水系统处于压力安全状态。转输水箱及高区加压泵一般设于避难层内，转输水箱平时由生活给水管网补水，火灾时由地下消防泵房内设置的转输消防泵或室外设置的水泵接合器补水。如（图2）

1.3高位消防水池供水形式

在进行灭火时需要用到大量的水，而由于受到水压的限制其给水条件也显得相对较高。考虑到火灾发生时对于供电系统的影响，考虑灭火给水系统的可靠性，除了采用水泵的方式对常规水源进行增压来实现消防用水的供给外，还考虑在高位设立对应的高位消防水池。一般而言，高位消防水池都建设在高层建筑的楼顶处，在日常的供给水过程中，通过增压水泵来实现对高位消防水池的水量存储。但针对一些高度较高的建筑，考虑到其储存水量，通常采用分布式方式对高位消防水池进行设置，所谓的分布式即采用分散的方式来安置高位消防水池，比如50层以上的高层建筑会在大楼中部增设对应的高位消防水池，这样设置的优点在于：①有效防止救火过程中出现水源供给不足的现象；②多个高位消防水池不一定独立（电气的水泵方面可能存在关联），但是其水路相对独立，故灭火供水系统的鲁棒性更高。

2高层建筑工程消防给水超压与泄压

2.1给水超压

给水超压的概念是消防供水系统内部的水压力超出了工作水压力的额定压力值，导致消防管网及其他消防设施发生破坏的情况，进而出现给水不平衡的问题，最终导致消防给水系统无法正常工作。在高层建筑工程消防给水系统中，给水超压问题的现象时常会发生，必须对这个问题予以重视。引起给水超压现象的主要原因有下列几点。

（1）消防管网的末端的出水量通常比较小。建筑物内出现火灾的初期，最先对火灾现场进行相应的就是消防喷头，然而消防喷头又处于管网的末端，而且正在工作的消防喷头的数量不多，所以，整个消防给水系统的水流量非常小，此时消防水泵的流量-扬程曲线比较陡，小流量反过来会对消防泵产生负面影响，会导致水泵压力与末端水压力出现数倍的差异。在这样的情况之下，消防水泵开始启动，会导致消防泵扬程快速上升，继而导致自动喷水灭火系统发生超压现象。

（2）竖向分区设置不合理。对于建筑高度比较高的建筑而言，整个消防管网的竖向分区给水系统，对于管网工作压力的设计没有达到分区的要求。

（3）因为系统停电或设备故障，导致消防水泵突然停止工作而出现水锤现象。

（4）超压水泵接合器。使用一个水泵接合器对竖向系统给水分区的上、下区进行连接的情况下，一旦上、下区发生串压的现象或者是止回阀出现密封不良的情况，这时就会导致给水分区的下区出现超压的现象。

2.2给水系统的减压及泄压举措

消防系统的自动喷水系统中超压现象是比较常见的，所以要采取减压或泄压措施，使得自动喷水系统在有效喷洒面积内可以获得稳定的水压力。

（1）自动喷水系统的设置要合理，消防喷头应当尽量避免设置于配水支管上，对于管网给水压力要予以适当降低。

（2）消防水泵的选用应该尽可能选择功能全面的水泵，以此对系统的给水压力进行灵活控制，而且要采取相应的措施，保障系统超压不会对整个系统的正常工作产生不良影响。

3高层建筑智能消防系统的应用

3.1火灾自动报警系统的应用

火灾自动报警系统的供电方式一般采用双回路模式，为了保证能够稳定可靠的供电，电源可以连接消防控制室的双电源切换箱，同时还需准备UPS或发电机以备应急之用。火灾自动报警系统的组成包括：火灾探测报警系统、消防联动控制系统、可燃气体探测报警系统、电气火灾监控系统。某金融中心火灾自动报警系统采用环形回路组网设计，并在总线上采用短路隔离器，有效减少局部线路故障对整个系统的影响，可以接收感温探测器与感烟探测器发出的信号，也可以接收湿式报警阀、水流指示器等的信号；还可对消防水池、消防水泵、水箱水位等的工作和使用情况进行实时监控。

3.2消防给水系统的应用

高层建筑内的灭火剂主要以水为主，其它灭火剂起到辅助作用。在选择消防给水方式时，应对建筑物的结构、性质、高度及防火分区的布局进行明确了解，同时掌握设备层和避难层的具体位置，并对以下方面进行考虑：（1）消防给水方式的选择。选择消防给水方式时，根据整个工程的具体情况，找到与其相关的各种因素进行分析，并进行综合评估。包括供水的可靠程度、投资范围的大小、操作控制是否简单易行、设备适合集中设置还是分散设置、对水箱占用上层使用面积的限制程度、有可能产生的二次污染和噪声以及外网供水能力的情况等，选择最适合的高层建筑的给水方式，或者通过几种方式进行组合，选出最优的方案。（2）消防水泵房的位置。消防水泵房应设置在地下二层及以上，且不应设置在室内地面与室外出入口地坪高差大于10m的地下楼层。（3）喷头的选择。不同区域采用不同的喷头：停车库或不设吊顶部位采用DN15直立型喷头（K=80）；设置吊顶部位采用DN15隐蔽式吊顶型喷头（K=80），吊顶内净空大于800mm时，吊顶内应设置DN15直立型喷头（K=80）；客房无吊顶部分采用DN20扩展覆盖水平边墙型喷头（K=115），有吊顶时采用隐蔽式吊顶型喷头（K=80）等。

结束语

总而言之，随着我国城镇化进程的加快，城市的土地资源越来越宝贵，越来越多的高层建筑被设计和投入使用。一方面改善了城市使用土地紧张的局面，另一方面也给消防安全的管控带来了更大的压力，针对该情况，本文以高层建筑的消防给水系统分类和选择为题进行研究，综合论述了目前常见的高层建筑供水方式，并对比了其优点和缺点，指出了不同重要程度的高层建筑在选择消防供水方式上的差别。

参考文献：

[1]张怡，陈浩，罗新宇，等.珠海国际红酒交易中心消防给水系统设计思考[J].给水排水，2014，40（3）：52~56.

[2]杨政忠，翟加君.管网叠压在超高层建筑供水系统中的应用[J].中国给水排水，2013，29（24）：45~48.