高层建筑消防给水设计

高层建筑消防给水设计（精选12篇）

高层建筑消防给水设计 篇1

1 几个关于高层建筑消防给水设计的注意方面

1.1 气压水罐或者水箱是临时的高压消防给水系统中必不可少的组成部分

在此种系统中,我们通常会采用重力自流的高位消防水箱。我国现在执行的《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95对此也做了以下的规定,即建筑高度超过24米,但是未采用高压给水系统的高层建筑,均应设置高位水箱,以此来保证消防用水。现在的高层建筑一般会采用稳压水泵技术去维持网管的压力以及流量,取代高位水箱,以此来达到《高规》的要求。经过多年数次的消防实践以及消防实地考察,高位水箱具有其他高位消防设施无可比拟的优势。

1.1.1 安全性能的优越性

比较来说,设置高位水箱来维持压力会比采用稳压泵维持消防管网维持压力更加能节能省电,安全可靠。采用稳压泵的消防设施虽然会采用两路电源,但是电路系统发生故障的可能性则仍会存在。一旦其中电路出现故障,那么水泵就无法进行正常的工作,从而会造成急用之时无法工作的局面。而如果采用高位水箱,如果发生断电事故,所受影响部位仅仅是最上面的需要有水泵增压的两层,而对于整栋高层建筑来说,最大限度的减小了所受干扰的范围。也因此,高位水箱相对于其他高位消防给水系统是安全可靠的。

1.1.2 相对低廉的设备运行维护费用

在消防系统中,稳压装置电机的功率要比消防加压泵小很多,但是其有一个不可忽略的缺点,即需要长时间并且不间断的保持管网的压力。这样计算,一天所需要的电量也就是数十千瓦,并且其长期运转,综合起来运转的费用也相对昂贵。目前的住宅,大多数都会采用物业管理方式,也因此用户将会为此部分费用买单,在无形中就增加了住户的不必要经济负担。也因此,以住户的角度来考虑,设置高位水箱还是比较符合长远利益的。

1.2 如何确定高层建筑的消防水池储水量

消防水池,即用来存储消防灭火用水的重要措施。目前我国的城市高层建筑多为宾馆、饭店、公用设施、新型住宅等综合性建筑。怎样经济、科学以及合理的设计高层建筑的消防水池储水量,防水池位置,都将直接关系到应急情况下灭火的安全性,并且会影响建筑面积合理利用以及建筑总体的布局,故而,其也将成为设计中比较关键的问题。

在《高规》中规定:“市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量;市政给水管道为枝状或只有一条进水,只要符合上述条件之一时均应设置消防水池。”同时《高规》还对水池的容积也作了规定:“当室外给水管网能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内室外消防用水的要求;当室外给水管网不能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。”

很大一部分的高层建筑都会利用地下,以地下箱式为基础作为蓄水池。这样不仅可以节约了地上部分,更加可以充分利用地下室的使用面积,从而缓解城市用地相对紧张的现实情况。我国大部分地区根据《高规》的要求,其做法为每一幢的高层建筑都会设有一个相应的消防贮水池,并且其面积不可以小于864立方米。而且如果额外加上例如水幕系统、自动喷水灭火系统(其作用在于保护防火的卷帘)以及发电机房水喷雾灭火系统等等的用水量。那么消防水池的贮水量应该并且会大于1000立方米。如果现实生活中,每幢大楼地下都存在这么大的一个消防水池,那么首先其会增加大楼的造价,其次在换水的同时也会造成水源的不必要浪费,再次增加了物业人员的管理难度。笔者针对本问题建议高层建筑设计者在设计之初就采用较大的进水管,使得进水管发挥其最大功效。即可以在保证室外消防用水量的同时,在火灾发生时能够补充消防水池的用水量。

1.3 高层住宅小区消防加压设施的设置问题

当今的社会,随着城市人口的日益增加,高层住宅小区的高速发展已经成为一种趋势。目前,我国的高层住宅小区系统日益成熟,势必成为日后发展的一个趋势。高层住宅小区的住户较多,也因此,消防设施更应该引起人们的高度重视。除自身注重消防外,小区建设的建筑单位也应将消防给水设计作为一个不可忽略的问题来考虑。首先我们要考虑给住户减少经济的负担,同时也是减轻了物业管理部门在管理工作上的工作难度和工作强度。也因此,笔者提出建议,高层住宅小区内可以采取统一设置集中的消防加压泵来保证消防用水的压力。

为了确保消防供水的安全性,我们可以将消防管网设置成环状的管网。在以此为前提,将各栋楼得消火栓改的给水管网同时接到消防水泵的出水管上。那么,也就相当于每一幢楼都同时有了消防水泵。距离远近虽然不同,但是这并不影响消防的加压的效果。此种方案不仅在经济上节约了住户的费用,同时在管理上,也给物业部门带来了方便。并且在满足以上条件的同时,确保了消防供水的安全。

2 结论

虽然高层建筑消防给水的设计内容纷繁复杂,涉及的方面也比较繁多,但是其安全可靠最为重要。在设计高层建筑的给水设施的同时,我们同时要考虑设施使用的可行性、经济利用的合理性、维修方面的方便性、管理方面的可行性以及施行的可接受性等等的相关因素。我们应该结合消防工作的实际经验,在日后的工作中提出更具可行性的措施,来提高消防措施的安全性。

摘要：自改革开放以来,我国综合国力迅速提高,城市人口不断增加,高层建筑的出现不可避免。人民对建筑的要求不仅仅是居住的最低等需求,而是要求居住的同时兼具美感,兼具美感的同时更注重安全。因而人们关注的东西开始逐渐走向细致化、全面化,考虑的内容更加宽泛。本文就如何对高层建筑消防给水设计进行了一定的论述,同时提出了一些可行性建议。

关键词：高层建筑,高位水箱,高层住宅小区,贮水池

参考文献

[1]杜俊涛,朱树干.高层建筑消防给水设计之初探[J].安防科技,2008,(8).

[2]权立伟,薛财锋,石江宏.IP视频监控系统中运台控制模块的设计与实现[J].电子应用技术,2006,(11).

[3]马忠梅,张凯,籍顺心等.单片机的C语言应用程序设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

高层建筑消防给水设计 篇2

一、关于高位水箱中消防储量的意见

《高层民用建筑设计防火规范》（gb50045-95）7.4.7.1规定：高位消防水箱的消防储水量，一类公共建筑不应小于18m3。

《自动喷水灭火系统设计规范》（gb50084-2001）第10.3.1条：自动喷水灭火系统采用临时高压给水系统时，应设消防水箱，其储水量应符合现行有关国家标准的规定。

从现行的规范及笔者所见到的资料里都没有明确消防水箱中的消防储水量是一个18m3还是两个18m3。即一般的将gb50045-95中的18m3的理解为消火栓系统室内10分钟消防用水（但若因室内消火栓用水量为40l/s，高位水箱中之10分钟消防储水量应为24m3）；将《自动喷水灭火系统设计规范》（gb50084-2001）中的18m3理解为自动喷水灭火系统10分钟消防储量（若按30l/s计算，高位水箱中之10分钟消防储水量应为18m3）。因此设计中会出现消火栓系统与自动喷水灭火系统同时存在时出现高位水箱中的消防储量为36m3的情况。

针对这一情况，怎样理解才是“安全适用”、“经济合理”呢？

笔者认为18m3是指10分钟消防总贮量，消防二字含义为：所有消防手段（包括消火栓和自动喷水灭火系统），即不存在24m3或36m3的问题。说明如下：

第一，当发生火灾时无人在现场，如娱乐场所、仓库等等，则只有自动喷水灭火系统工作，并且该系统只要有一个喷头动作，压力开头将在60秒内动作发出电信号，向控制中心报警，并经控制箱切换启动消防泵。即使几个喷头动作，18m3储水量也仅仅动用约三分之一。

第二，当自动喷水灭火系统不理想，火灾漫延、扩大，消防队到达现场，消火栓开始使用时，早已不是10分钟的问题了，直接启动消防供水灭火。此时高位水箱中仍有相当量的储水。

第三，初起火灾在5～10分钟后，消防队才到达现场，在此之前一般说来，消防泵应没有启动。如果启动了就不存在18m3储水量够不够用的问题。如果没有启动，则因高位水箱位下降到低水位（即消防储量水位）时，生活水泵将启动供水。也就是说在火灾发生后的5～10分钟内，生活水泵继续供水5～10分钟，这样因消防储量已动用，实际上生活泵供水基本上是供给了消防用，因水位已可能是在消防储量以下，生活出水管无水可出，亦即说明供10分钟内消防用水量不止18m3，是够用的。

第四，如果因为是超高层建筑或普通一类高层，因水箱设置高度不够而设置增压系统，那么对于高区消防来说，高位水箱的消防储水量单单对直接灭火而言，其意义几乎为零。当然为了使增压系统正常工作及中、低区来讲，高位水箱之消防储量仍然是必须的。

因此，笔者认为，无论一类高层建筑中有几个消防系统，其高位水箱中的消防储量不小于18m3就是符合规范要求的。

二、消防储水池的设置及容积的确定

首先谈谈如何确定是否应设置消防储水池的有关问题。

《高层民用建筑设计防火规范》（gb50045-95），7.3.2条是这样写的，“符合下列条件之一时，高层建筑应设消防水池：7.3.2.1市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量；7.3.2.2市政给水管道为枝状或只有一条进水管（二类居住建筑除外）”；条文有了，但关键是如何理解什么叫“且能满足”及是否“市政给水管道为环状，且有从市政环状管网不同侧引入的两条进水管”，就可以不设消防储水池？笔者认为对于大多数城市而言这是不容置疑的，但对于某些特定条件下，这样执行规范仅仅是死抠字眼，是不够负责任的。如某工程处于某国家级高新技术产业开展区，其给水管道网为环状，只要水厂供水、流量、压力均能满足某高层建筑需要，假如引入管也符合规范要求，是否可以不设置消防储水池及加压设施呢？从表面看是可以的。然而，当深入地了解一下情况就会明白不设置消防储水池是不行的。因该开发区仅有一路电源，这与一般大中城市几水厂，甚至一个水厂有两路电源不可同是而语。这一路电源停电，尤其秋、冬季节，如发生火灾，该水源何以保证供水呢？

高层建筑群消防给水设计初探 篇3

随着我国经济建设和城市建设的不断发展，高层建筑越来越多、越来越集中，高层建筑火灾也大幅度增多，央视新址北配楼火灾、香港旺角嘉禾大厦火灾、上海静安区胶州路教室公寓火灾、辽宁沈阳皇朝万鑫国际大厦火灾等重特大高层建筑火灾，不仅造成了重大的人员伤亡和经济损失，也暴露了我国乃至全世界高层建筑火灾扑救中的薄弱环节，面对越来越多、越建越高、周围环境越来越复杂的高层建筑，消防登高车、高喷车等消防车辆的控制能力明显不足，这就要求高层建筑火灾扑救必须依靠建筑内部固有的消防设施，才能及时有效地控制和扑灭火灾。

自动喷水灭火系统、室内消火栓是高层建筑火灾时立足自救的重要的主动灭火设施，是将火灾控制在一定范围内、及时迅速扑灭火灾、减少火灾损失的重要保障，而其供水设施又是整个系统的心脏，决定着系统能否正常运行、能否发挥应有的灭火作用，因此，高层建筑内水灭火系统的供水设施的设置必须科学、合理、完整、可靠。尤其是高层建筑群共用的消防水池、消防水泵房、屋顶消防水箱，担负着整个建筑群内所有建筑消防给水的重任，火灾发生的几率较高，一旦某一个环节出现故障，都将造成不可挽回的损失。

1.高层建筑群共用消防水池、消防泵房、高位消防水箱的规范依据

《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）第7.3.5条规定：同一时间内只考虑一次火灾的高层建筑群，可共用消防水池、消防泵房、高位消防水箱。

目前，由于国内建设用地的日益紧张，高层建筑群特别是高层住宅小区多采用集中消防水泵房、共用屋顶消防水箱的方式，达到既满足消防用水要求又节约用地和资金的目的。

2. 高层建筑群共用消防水池、泵房、高位消防水箱的条件

为了使高层建筑群内任一栋建筑发生火灾时，均能确保消防用水供水设施的可靠性和供水能力，规范规定：只有在同一时间内只考虑一次火灾的高层建筑群，才可以共用消防水池、消防泵房、高位消防水箱。

《高规》仅仅提出了“同一时间内只考虑一次火灾”的概念，但对什么情况下同一时间才只考虑一次火灾，没有做出具体规定。《建筑设计防火规范》GB50016-2006第8.2.1条、第8.2.2条虽然对城市、居住区、民用建筑同一时间只考虑一次火灾的规模做了规定，但存在相互矛盾之处。一是表8.2.1中，当人数N（万人）1＜N≤2.5时，同一时间只考虑一次火灾；而2＜N≤5时，同一时间应考虑两次火灾，那么2＜N≤2.5时，同一时间考虑一次还是两次火灾呢？二是表8.2.2-1中对民用建筑的占地面积不限、居住人数不限，同一时间内一律只考虑一次火灾，跟表8.2.1的规定相矛盾。笔者认为，表8.2.1中的2.5应属笔误，“ 1＜N≤2.5”应为“1＜N≤2”，这样就不存在标准交叉的问题。对于表8.2.2-1中规定的“民用建筑”，应该考虑为 “单体民用建筑”，因为从实际上看，单体民用建筑的占地规模、建筑规模和居住人数都不会超过表8.2.1中对城市、居住区的规定，可以不限。

高层建筑群同一时间发生火灾的次数可以参照《建筑设计防火规范》GB50016-2006执行，即居住人数（或经常停留人数）不超过2万人的高层建筑群，同一时间内只考虑一次火灾，可以共用消防水池、消防泵房和高位消防水箱。

当高层建筑群跨越城市街道，被城市街道自然划分为两个或两个以上的区域时，由于供水管网需要穿越城市街道，不仅施工难度大，建设周期长，而且消防供水管网过于复杂，供水距离过长、管网损坏的几率大，消防供水的可靠性无法保障。因此，当高层建筑群跨越城市街区时，即使其占地面积、建筑规模不是很大，居住人数不超过2万人，也不宜共用消防水池、消防水泵房和高位消防水箱，应分区域单独设计消防给水。

3.共用消防给水设施的设置要求

因为高层建筑发生火灾的几率较大，而高层建筑群又是多栋甚至几十栋高层建筑成片布置，发生火灾的几率更大，因此其共用的消防给水系统必须安全、可靠。《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）第7.3.5条同时规定：消防水池、高位消防水箱的容量应按消防用水量最大的一幢高层建筑计算，高位水箱应设置在高层建筑群内最高的一幢高层建筑的屋顶最高处，并应满足相关规定。

3.1消防供水管网的设置要求

高层建筑群内，室内消防给水管道应设置成环状管网，管道的管径应按群内消防用水量最大的高层建筑计算，且不宜小于DN150。环状管道应采用阀门分成若干段，每段内室外消火栓的数量不宜超过5个，以保证检修时不影响其他管段的正常供水。

每幢高层建筑的室内消防环状管网应有不少于两条进水管与群内消防环网相连接，当其中一条发生故障时，其余的供水管应能保证全部的消防用水总量，且在此管段上，应设置单向阀，保证建筑内管网里的水不流向群内供水环网。

3.2共用消防水泵房的设置要求

高层建筑群共用的消防水泵房，宜尽量设置在高层建筑群总平面的中心位置，以缩短供水距离，减少水流损失和压力损失，提高供水可靠性和供水能力。可以在室外独立设置，也可以设置在高层建筑的地下室内。一组消防水泵吸水管不应少于两条，消防水泵房应设不少于两条的供水管与室内消防环网连接，当其中一条损坏或检修时，其余的供水管应能满足消防用水总量的供水要求。

同时，消防水泵房的设置位置应考虑高层建筑群的整体建设时序，当分期建设时，应将消防水泵房、消防水池、高位消防水箱等共用的消防给水设施设置在首期建筑内，以保证消防给水设施与建筑单体同步验收、同步使用。

3.3共用高位消防水箱的设置要求

高層建筑群共用的高位消防水箱，除了应设置在高层建筑群内最高的一幢高层建筑的屋顶上，其容量、静水压力应满足规范要求外，笔者认为，应设置备用的高位消防水箱且宜独立设置立管直接与高层建筑群室内消防环状管网连接。 因高位消防水箱连接的管道上设置有各种控制阀门，控制补水和溢水的装置，不能满足最不利点静水压力的高位水箱，还设有气压罐、增压泵等增压设施，，一旦损坏，将造成整个小区消防用水无法保障，加之水箱本身也需要定期维护检修。因此，高层建筑群内应设置不少于两个高位消防水箱，且储水量应分别满足消防用水量，互为备用。不能满足最不利点静水压力的高位消防水箱，其增压泵亦应不少于两台，以确保消防用水的可靠性。

目前，高位消防水箱均利用单体建筑室内消火栓系统的一根立管与该单体建筑室内消火栓管网连接，但如果高层建筑群共用高位消防水箱时仍采用这种连接方式，一旦该单体建筑内消防管网损坏或检修，高位消防水箱的水将无法流入高层建筑群的室内消防环网，从而失去了稳压和初期供水的功能，直接影响初期火灾的及时扑救。因此，高层建筑群共用的高位消防水箱应独立设置立管，直接与高层建筑群室内消防环网相连接，以保证高位消防水箱充分发挥应有的作用。

3.4水泵接合器的设置要求

水泵接合器可以设置在高层建筑群室内消防环状管网上，也可以设置在各单体建筑的室内消防管网上。这两种方式均能满足火灾时消防车辆向室内消防管网加压补水的需要，各有利弊。前者节约了水泵接合器的安装数量，但延缓了水流到火场的时间，水流距离长，水头损失较大；后者水泵接合器的安装数量较多，但减少了供水时间和水头损失，有利于火灾的及时有效扑救。

成组布置的水泵接合器宜分别采用独立的供水管或每组不少于两条供水管与室内消防环网连接，而不应采用同一条供水管与室内消防环网连接，以保证供水管网的可靠性。

水泵结合器是消防车辆到达火场后，利用室外消火栓通过车载泵向室内消防管网供水的设施，因此，其设置位置应考虑方便与消防车辆的连接。往往在设计中比较重视室外消火栓的设置位置，而忽略了水泵接合器的设置位置。在保证距水泵接合器15-40m有室外消火栓或消防水池的前提下，水泵结合器应设置在靠近消防车道的位置且不影响交通，以便于消防车使用；应与建筑物外墙保持适当距离，以防止建筑物上方跌落物品伤及消防队员；水泵接合器的间距应考虑消防车的停靠，一般宜为3-5m。

3.5自动喷水灭火系统共用的消防给水设施的设置要求

《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）第10.1.4条规定：当自动喷水灭火系统中设有2个及以上报警阀组时，报警阀组前宜设置环状供水管道。

当高层建筑群各单体建筑设置的自动喷水灭火系统共用喷淋泵时，如果各单体建筑内喷淋系统的报警阀组设置在本建筑内部时，按照上述规定，喷淋泵的供水管网将需要在高層建筑群内形成环状。但为了便于安装和管理，一般将各报警阀组均集中设置在消防水泵房内，按照上述规定，只需在报警阀组前设置环状供水管道即能满足规范要求。但事实上，各单体的室内喷淋管网仅通过一条进水管远距离与泵房的环状供水管网相连，也就是说，喷淋泵通至各单体喷淋管网的供水管只有一条，显然这与上述规定要保证供水可靠性的理念不符，一旦这条进水管损坏或检修，将无法保证该单体喷淋系统的供水。因此，当高层建筑群多个单体建筑均设有自动喷水灭火系统时，不论报警阀组是集中设施还是分开设置，其供水管网应在高层建筑群内设置成环状。

《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）第6.2.3条规定：湿式系统、预作用系统一个报警阀组控制的喷头数不宜超过800个。但当两幢或两幢以上单体建筑设置的喷头总数不超过800个时，能否只设置一个报警阀组呢？

规范限制一个报警阀组控制的喷头数量的目的，一是为了保证维修时，系统的关停部分不致过大；二是为了提高系统的可靠性。那么从这个理念出发，两幢或两幢以上单体建筑的自动喷水灭火系统合用报警阀组是不可行的。因此，高层建筑群自动喷水灭火系统共用喷淋泵时，各单体建筑应至少设置一个报警阀组。

综上所述，高层建筑群共用消防给水设施时，应根据工程的实际情况，合理布置消防水泵房、消防给水管网和高位消防水箱，在节约资金和用地的同时，应确保消防供水的安全可靠。

高层建筑消防给水设计浅析 篇4

1 高层建筑消防给水特征

高层建筑的高度很高, 而且层数多, 一旦高层建筑发生火灾, 其危险性特别大。由于火灾的隐患多, 在高层建筑中引发的火灾火势必然很猛, 蔓延得也特别快, 人员疏散也有一定的难度, 因此, 在高层建筑上一定要设备充足, 完善消防设施、设备, 迅速地扑灭火势, 这样带来的损失、伤亡才不会太大。在高层建筑消防给水系统的工程是十分巨大的, 不仅要安装消防措施的硬件设备, 还要根据具体的情况, 有选择地安装一些设备, 如铺设消防给水网管, 修建水池等。

2 高层建筑消防给水设计分析

高层建筑的消防给水系统按照不同的功用, 可以划分出许多不同的种类。如果按照其功用可分为:室外消火栓、室内消火栓给水、自动喷水灭火这三种系统。

2.1 室外消防

2.1.1 给水管网

在室外消防给水系统中, 为了保障消防给水的安全, 就必须确保高层建筑的给水管网的合理、科学铺设。一般在高层建筑中铺设在室外的消防管网最少不要少于两条, 而且最好是从两条不同的给水管道引入, 这样当其中的一条发生故障, 不能正常使用时, 也不会影响另一条的正常使用。进水管的直径的设置需要综合考虑生活中的消防用水总量和管道的流水总量。

管网在布置上应遵循以下几点:第一, 应布置成环状。第二, 进水管最好不要少于两条, 并且从不同的给水管道引入。第三, 环状的管网阀门分为若干不同的独立段, 而且每段的消火栓最好是五个或五个以下, 不要太多。第四, 高层建筑室外的给水管道的管径最好是超过100 mm。第五, 严格遵照《室外给水设计规范》来铺设管道, 确保管道设置的安全和规范。

2.1.2 消防水池

除了铺设给水管网外, 还应考虑消防水池的设置。一般是将室内的消防水池和室外的消防水池一起考虑的。如果市政的给水管道或者是天然水源没法满足消防所需的用水量, 而且进水管道只有一条, 给水管道呈现枝状, 这样的情况下就要考虑建设消防水池了。修建了消防水池才能够保证消防水的正常供应。

2.2 室内消火栓

2.2.1 设置室内消火栓所需的设施

在高层建筑的室内设置消火栓给水系统, 一般需要很多的设备, 比如:消火栓、水枪、管带、消防管道、消防卷盘、消防水箱、消防水池、水泵结合器、增压水泵及远距离启动消防水泵等。这些设备都是缺一不可的, 而且质量的好坏关系到使用的效果, 因此, 在这些硬件设备上是一点都不可马虎和掉以轻心。

2.2.2 室内消火栓的给水系统

一般的建筑所使用的最大的工作压力为0.6 MPa, 但是, 高层建筑的工作压是大于这个数的, 因此, 在高层建筑区需要使用单独的消火栓系统。消火栓系统按照不同的分类方式可分为不同的类别, 按照服务范围可分为:独立分散的、区域集中的这两种消火栓给水系统。而按照供水时的压力又可分为:高压和临时高压这两种消火栓给水系统。而高层建筑区, 常见的消火栓给水方式有:不分区给水系统和分区给水系统, 其中分区的给水系统又可分为:分区串联给水系统和分区并联给水系统。

2.3 稳压、增压措施

当高层建筑区发生火灾时, 前十分钟的水可由所安装的消防水箱提供, 但是没法保证每个地方的消防设备的水压都能够达到要求。而一旦水压低于要求值时, 就需要采取措施来进行补救。通常情况下, 都会采用气压给水设备、稳压泵等设施来进行局部增压, 迅速地提高水压, 从而正常地满足消防水的供应。第一, 采用稳压泵增压。根据所需要的水压实际大小来选择所需要的型号, 还可以采用离心泵等室内的消火栓给水系统的增压设备。第二, 管道增压泵。这种设备不同于稳压泵, 它使用于在消防用水时水压不足的情形下, 它能够确保水枪的水量、水压, 极大地提高了灭火的有效性和安全性。第三, 使用气压罐增压。这种设备一般用于消防水箱不能有效使用的情形下, 但由于气压罐体积大, 而且价格昂贵, 所以应用得不是很广泛, 一般用于提供消火栓需要的静水压力。第四, 变频调速恒压设备, 这种设备能够有效地节约水资源, 延长水箱寿命, 同样它和气压罐一样, 造价昂贵, 在稳压、增压的方法上使用得也是非常有限。

3 关于闭式自动灭火给水设计

闭式自动灭火系统是一种采用闭式的洒水喷头从而达到自动喷水灭火的系统。这种系统在实际的灭火中效果非常好, 而且这种系统造价十分低廉, 因此, “低成本, 高产出”的系统受到了普遍的欢迎, 应用得非常广泛。

3.1 闭式自动灭火系统类别

通常使用的闭式自动喷水灭火系统有四种:湿式系统、干式系统、干湿式系统和预作用系统。第一, 湿式系统是目前世界上应用范围最广的一种灭火系统。湿式系统构造简单, 仅有必要的湿式报警阀和报警装置, 同时这种系统投资低廉, 而且管理费用也微乎其微, 在灭火上效率很高, 受到了广泛的青睐。第二, 干式系统不同与湿式系统, 它使用的是干式的报警阀组, 一般情况下管网里是没有水的, 有的只是压气体。这种压气体与给水的压力保持着一种平衡, 一旦这种压力失衡, 报警阀立刻启动。第三, 预作用系统与干式系统类似, 平时管网不充水, 当发生火灾时, 系统自动地控制、操作阀门排气、充水, 此干式变成湿式系统。

3.2 闭式自动灭火系统的给水方式

在闭式自动喷水灭火系统的布置上, 要尽量做到同一区域、同一平面上最好不要存在两个以上的多系统, 这样就造成了相互间的干扰, 并且自动喷水灭火系统中存在于管网内的工作压应小于或等于1.2 MPa。

闭式自动灭火系统的给水方式:第一种是备有重力水箱和水泵的给水方式, 这种方式通常用于高度低于100 m的高层建筑。第二种是没有水箱的给水方式, 这种方式的设备相对较集中, 便于维护修理。但是火灾初期的消防水却不太稳定, 一定程度上得不到保障, 并且气压水罐所占用的容积也很大。第三种就是采用分区串联的一种给水方式, 这种通常用于100 m以上的超高层建筑。第四种是并联分区给水, 这种给水方式同样也是用于100 m以上的超高层建筑。

4 结语

消防给水系统是复杂的, 不同的建筑区域, 根据不同的现实情况可以使用不同的消防给水系统。同样的消防系统的设备也是很多的, 但由于经济条件的限制, 使用的程度也各不相同。高层建筑消防情况相对而言更难, 工程量更大, 而消防给水系统的设置也是更为的复杂, 如本文所述, 室外的给水系统;室内的消火栓给水系统;还有闭式自动灭火系统等, 须结合实际生产、生活功用, 消防形势和新理念, 在新技术的情况下, 获得设计水准的升华。

参考文献

[1]包陆玖.高层建筑给水排水设计方案分析[D].合肥:合肥工业大学, 2006:21-30.

[2]王海权.高层建筑消防给水系统设计[J].武警学院学报, 2010, (2) :37-38.

[3]李春阳.高层建筑消防给水系统浅析[J].价值工程, 2011, (3) :117-118.

[4]蒋白爵, 李亚锋.给水排水管道设计计算与安装[M].北京:化学工业出版社, 2006.

[5]黄明明, 张蕴华.给水排水标准规范实施手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.

高层建筑消防给水设计 篇5

建筑室外消防给水系统类型有如下几种:

1.按消防水压要求分类

(1)高压消防给水系统，高压消防给水系统指管网内经常保持足够的消防用水量和水压，火场上不需使用消防车或其他移动式消防水泵加压，直接从消火栓接出水带、水枪即可实施灭火。低层建筑小区采用这种给水系统时，其管网内的压力，应保证生产、生活和消防用水量达到最大且水枪布置在保护范围内任何建筑物的最高处时、水枪的充实水柱不应小于10m;高层建筑小区采用区域集中高压消防给水系统时，其管网内的压力，应保证当高层建筑小区的生产、生活和消防用水量达到最大时，满足高层建筑内最不利点灭火设备的水压要求。

(2)临时高压消防给水系统。临时高压消防给水系统的管网内平时水压不高，在泵站(房)内设置高压消防水泵，一旦发生火灾，立刻启动消防泵，临时加压使管网内的压力达到高压消防给水系统的压力要求。一般在工厂或在储罐区内多采用这种给水系统。

(3)低压消防给水系统。低压消防给水系统管网内的压力较低，一般只负担为消防设备提供消防用水量。火场上灭火时水枪所需要的压力，由消防车或其他移动式消防水泵加压形成。一般建筑小区多采用这种消防给水系统形式。采用这种给水系统，其管网内的压力应保证生产、生活和消防用水量达到最大时，最不利点室外消火栓的水压不应小于0.1M Pa(从地面算起)，

2.按用途分类

(l)生产、生活、消防合用给水系统。建筑小区的给水系统基本上都采用生产、生活、消防合用给水系统形式口采用这种给水系统，可以节省投资，且系统利用率高，特别是生活、生产用水量较大面消防用水量相对较小时，这种系统更为适宜。

(2)生产、消防合用给水系统。在某些企事业单位，当消防用水时不致引起生产事故，生产设备检修时不致引起消防用水中断的情况下.可以采用生产、消防合用给水系统。在设计生产、消防合用给水系统时，应注意当生产用水量达到最大小时流量时，仍应保证全部的消防水量。

(3)生活、消防合用给水系统。生活、消防合用给水系统是将生活用水与消防用水统一由一个给水系统来提供。这种系统形式可以保持管网内的水经常处于流动状态，水质不易变坏，而且在投资上也比较经济，并便于日常检查和保养，消防给水较安全可靠。因此，在城镇、居住区和企事业单位内广泛采用生活、消防合用给水系统。在设计这种给水系统时，应注意当生活用水达到最大小时用水量时，仍应保证供给全部消防用水量。

（4）独立的消防给水系统。当工业企业内生产、生活用水量较小而消防用水量较大，合并在一起不经济时，或者三种用水合并在一起技术上不可能时，或者是生产用水可能被易燃、可燃液体污染时，常采用独立的消防给水系统。

3.按管网平面布置形式分类

川环状管网消防给水系统。管网在平面布置上，干线各管段彼此首尾相连形成若干闭合环的管网给水系统，称为环状管网给水系统。

高层建筑消防给水设计 篇6

摘要：北方严寒地区冬季，低温会造成消防设施及给水管网的冻结与损坏，给消防工作带来极大隐患。故消防给水设施的保温防冻工作就显得至关重要。本文笔者对严寒地区高层建筑火灾的特点进行深入分析，并列举几项高层建筑消防给水系统设计中的抗寒防冻保护措施。

关键词：高层建筑；消防给水；严寒地区；消火栓；保温防冻

Abstract：The cold northern winter could freeze fire control facilities and water supply network，which brought great risks to the fire service.Therefore，the frost insulation of the fire water supply facilities is very important.In this paper，the writer analyze characteristics of fires in high-rise building in-depth，and give several cold frost protection measures of high-rise building fire water system design.

Key Words：High-rise building Fire control facilities Cold areas Hydrant Frost insulation

引言

隨着城镇化进程的加快，城市人口不断增加，城市用地也愈发紧张，为了更充分地利用土地资源，高层、超高层建筑逐渐成为了城市建筑的主流。与此同时，家用电器、智能设备等家用电器越发多样复杂，加之目前人们大多火灾防范意识淡薄，高层建筑的消防给水系统设计工作就显得尤为重要。而对于我国北方严寒地区的高层建筑，冬季时气温远低于零度，常常会出现消防给水设施及消防给水管道冻结现象，火灾一旦发生，给水扑救工作难以进行，将会造成的极大危害与巨大的经济损失。因此，严寒地区高层建筑的消防给水系统的设计就要考虑并解决这些关键问题，保证人们的生命与财产安全。

1 北方严寒地区高层建筑火灾的特点

1.1 火灾蔓延途径多且迅速

寒地高层建筑火灾蔓延速度之所以非常迅速是由于高层建筑火势可通过门、窗、吊顶、走廊等途径横向蔓延，也能通过横向的孔洞、管道、电缆桥架蔓延。高层建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、电缆井等竖向井道多，如果防火分隔处理不好，发生火灾时就好像一座座高耸的烟囱，成为火势纵向蔓延的途径，尤其是高级宾馆、综合楼和图书馆、办公楼等高层建筑，一般室内可燃物较多，一旦起火，燃烧猛烈，蔓延迅速。加之寒冷地区冬季气候多干燥，进一步加快了火灾蔓延的速度。

1.2人员疏散与救助困难

高层建筑发生火灾时：一是层数多，聚集人员多，垂直距离长，疏散到地面或其它安全场所的时间长；二是由于各竖井空气流动畅通，火势和烟雾向上蔓延快，增加了疏散的难度，我国有些经济较发达城市的消防部门购置了少量的登高消防车，但大多数有高层建筑的城市尚无登高消防车，而且其高度也不能满足安全疏散和扑救的需要；三是火灾发生后由于室内消火栓、自动喷水灭火装置等消防设施的启用，地面上会聚集大量的水，而北方严寒地区冬季气温均在零度以下，地面上的在水短时间内便会结成一层薄冰，人员疏散时很可能会滑到造成例如踩踏事故等非火灾事故的人员及经济损失。

1.3 消防给水设施及给水管网易被冻坏，火灾扑救困难

高层建筑发生火灾时，消防灭火面临着建筑周围场地狭小，登高限度有限的困难，在这种外部扑救困难的情况下，自救就尤为重要。而在寒冷的冬季，消防给水设施及给水管网在低温下极易被冻坏，对外部扑救与内部自救的工作造成了严重的阻碍，消防工作难上加难。

2 寒地高层建筑消防给水系统设计

2.1室外消火栓给水系统

北方严寒地区，高层建筑室外消火栓一般选用地下式消火栓。尽管在设置时地下消火栓给水管网已经架设了保温层，但这种普通的保温层在寒地的低气温下保温的功能降低，极易造成消火栓和给水管道的破裂，并出现漏水，严重影响火灾扑救，造成水资源浪费。因而寒地高层建筑室外地下消火栓的给水管网在设置时要进行合理的深埋，一般要在冻土层以下，并在管道周围包裹保温材料。管道要布置成进水管不少于2条的环状，管径不小于100mm。室外消火栓要在高层建筑的周围均匀布置，距层建筑外墙的距离在5.00—40.00m之间，距路边的距离也不应大于2.00m。消火栓的数量则根据其建筑使用性质、疏散及扑救难度等来进行确定。为了防止消火栓和水泵接合器的冻结，要在使用完毕后对残留其中的水加以放空清理，避免阀门的冻结。

另外，寒地室外消火栓在设计时，可以根据实际情况考虑在消火栓的出水口及水泵接合器的入水口处安装智能保温装置，冬季时保温功能开启，保证室外消火栓低温环境下长时间使用及灭火使用后的尽快修复。结冰期结束后，保温功能关闭。有效防止水冻结影响设备使用。

图1 SA100/65型 室外地下式消火栓安装图

2.2室内消防给水系统

由于寒地冬季低温会造成外部消防设施的损坏，因此内部消防给水系统在消防灭火时会起到较温、热带高层建筑更大的作用，严寒地区的室内消防给水管网设计就显得尤为重要。室内消防给水管网主要分为室内消火栓灭火系统和自动喷水灭火系统。

2.2.1干式消火栓系统

寒冷地区非采暖的厂房（仓库）及其他建筑的室内消火栓系统，可采用干式系统，但在进水管上应设置快速启闭装置，管道最高处应设置自动排气阀。通常做法如下：

（1）在消火栓系统的进水干管上设置干式报警阀，平时干式报警阀常闭，火灾时自动开启，报警阀后的管道充水时间不应大于5min。

（2）在消火栓系统的进水干管上设置电动阀，平时电动阀后为干式管网，当发生火灾时，室内火灾探测装置报警，并同时开启电动阀充水灭火；试验或灭火结束后，关闭电动阀并放空管道防冻。参照上述设干式报警阀的干式消火栓系统，其管道充水时间亦不应大于5min。

2.2.2 住宅底部商业网点室内消火栓防冻措施

住宅底部设置的商业服务网点，由于每户网点的面积不超 300m2，倘若消火栓设置在外墙并对外开门，可大大减少消火栓的数量。寒冷地区建议在连接此消火栓栓头的立管底部设置套筒阀门，套筒盖水平朝外并注有

明显的启闭标识，此阀门常闭，灭火时人工开启。使用完毕后关闭此闸阀，同时打开放水阀门泄水防冻（放水阀门亦应有明显的启闭标识），见图2所示。

2.2.3地下车库自动喷水灭火系统防冻

严寒地区的地下车库的气温很容易达到0℃以下，这势必对车库内的消防系统造成不利影响。通常寒冷地区地下车库内自动喷水灭火系统的防冻建议采取以下措施：

（1）地下车库尽量避免设置露天敞开的采光通风窗井。

（2）采用预作用自动喷水灭火系统时，报警阀前湿式管道的保温加厚或采用电伴热保温。

（3）地下室若设置湿式自动喷水灭火系统，则在车库出入口、采光窗井等容易与外界形成空气对流的部位，設置自限温电伴热保温防冻。

（4）采用防冻湿式系统，使用符合国家和地方有关卫生标准的防冻液（与饮用水系统相连须使用甘油和丙二醇防冻液，与非饮用水系统相连可使用工业防冻液），其与水混合的冰点，所配置防冻液的冰点应低于环境历年统计最低温度，防冻液的密度应校核。

图2 对外开门的消火栓防冻做法

2.3特殊部位保温防冻措施

2.3.1屋顶水箱间设施防冻

屋顶高位消防水箱内水体容积较大，一般不易结冻，而水箱间内的增压稳压泵不经常运转，其与管路均容易结冻造成系统故障。增压稳压水泵一旦运转需要散热，尤其是轴承部位不宜做电伴热，建议采取以下保温防冻的措施。

屋顶水箱间外墙必须做保温处理，检修门尽量开在冬季非主导风向的部位，并采用密封性能好的有保温层的门，尽量开小窗采光，水箱、气压水罐及管路要做加厚保温处理，必要时设置自控温散热装置（如电油汀等），保持室内温度为4℃以上。

2.3.2 消防水池与泵房

寒冷地区的高层建筑的消防水池多利用地下箱式基础做为贮水池。且水池始终为储水状态，一旦发生火灾，水池将以最快的速度进行给水。一般情况下这类贮水池的深度都在冻土层下，不易结冰。但由于冻土层被挖开，因而这种保温效果会有所下降，因而消防水池也要做保温层，防止消防水池表层的水结冰或冻实造成给水困难。并且要在池内安装破冰装置，一旦发现结冰可及时进行清理。对于极冷地区的高层建筑其消防水池周围还应安装取暖设备，温度控制在零上几度左右即可，保证水池内水不冻结。

寒地高层建筑消防水池的有效容积应考虑建筑内所有消防供水设施的水量供给和火灾延续时间内的补水量。一般情况下，消防水泵房与消防水池设在同一层。水泵的出水口位置要加设智能保温装置，在冬季时开启加热功能，从而避免低温下水结成冰将出水口堵塞造成水流不通畅甚至堵死。

3 结束语

我国地域辽阔，南北各地气候与气温差异甚大，北方严寒地区的冬季低气温情况就给设计工作提出了更多要求。现行的规范手册中虽明确了给排水管道的防冻要求，却鲜有防冻做法。以上列举的几个案例仅供参考，以期共同探讨进步。

参考文献：

[1] GB 50015—2003 建筑给水排水设计规范，2009

[2] GB 50016—2014 建筑设计防火规范，2015

[3] GB 50974—2014 消防给水及消火栓系统技术规范，2014

[4] GB 50084-2001 自动喷水灭火系统设计规范，2005

[5] GB 50067—2014 汽车库、修车库、停车场设计防火规范，2015

[6] 建筑给水排水设计手册.第2版.北京：中国建筑工业出版社，2008

[7] 全国民用建筑工程设计技术措施给水排水.北京：中国计划出版社，2009

[8] 自动喷水灭火系统设计手册.北京：中国建筑工、世出版社，2002

[9] 03S401管道和设备保温、防结露及电伴热

[10] 07MS101市政给水管道工程及附属设施

作者简介

高层建筑消防给水设计之我见 篇7

1 关于高层建筑消防水箱的设置

按照我国现行的《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (以下简称《高规》) 的要求, 采用临时高压给水系统的高层建筑, 均应设置高位消防水箱, 以保证火灾初期消防用水量的要求。但在实际执行中, 设置高位消防水箱常遇有以下问题:即使设置了高位水箱, 建筑物最上面两层的水压往往不能满足规范要求的消防所需水头, 仍需要另加消防稳压泵, 这样一来就增添了一些不必要的费用。针对这种情况, 本人认为, 限于50米以下的二类高层建筑可不设置高位水箱, 而采取在消防泵房内一并做小流量的稳压水泵。这样做既可保障建筑的整体消防用水, 又可省去设置高位水箱的麻烦, 而且水泵的设置位置可任意选, 即可在楼内, 也可在楼外。这种方案比较适合50米以下的二类高层建筑, 但在缺水地区仍要酌情采纳。建筑高度超过50米的一类高层建筑, 从安全角度考虑, 要谨慎采用。

在住宅工程中, 本人认为还是设置高位水箱较好。其理由是: (1) 可减少设备运行费, 有利于住户。消防系统的稳压装置, 虽然其电机功率比消防加压泵小得多, 但是需要长期不间断地保持管网压力, 一天所需用电量也是数十千瓦, 长期运转, 也需一笔不少的运转费用。现今的住宅小区, 基本上都采用物业管理方式, 这笔费用肯定转到住户身上, 无形中为用户增加了经济负担。因此, 从住户的利益着想, 从长远角度考虑, 还是设置高位水箱好。 (2) 水箱的安全性能好。众所周知, 采用高位水箱维持消防管网平时的压力, 比起稳压泵来, 不用电, 万一断电, 其仍然可发挥相应作用。虽然现在基本上采用两路电源, 但仍不排除电路系统发生故障等原因。一旦电路出现故障, 水泵就将瘫痪, 丧失功能。而采用高位水箱, 虽然最上面两层往往也需要有水泵增压, 但是如果发生断电事故, 它所影响的仅是最上面两层, 相对于整栋建筑来说, 范围就小多了。因此说高位水箱是相对比较安全的措施。

2 对于高层住宅小区, 宜设集中式消防加压设施

现今城市中的高层住宅小区已是星罗棋布、遍布城郊, 且处于高度发展阶段。因而小区内建筑的消防给水设计也成了一个不可疏忽的问题。对于一栋单独的高层住宅, 其屋顶水箱和消防水泵是必不可少的, 且就是为该建筑服务的。但对于由多栋建筑组成的高层住宅小区, 如果逐栋设置消防水箱或消防水泵, 不仅给住户增加了很多经济负担, 同时也给物业管理部门增添了工作上的难度。本人认为, 高层住宅小区内可采取设置集中消防加压泵站来保障消防用水压力。因为在同一小区、同一时间内的火灾次数仅为一次, 几栋建筑同时发生火灾的可能性很少, 几乎是零。从经济、合理的角度出发, 如果将消防水泵出水管同时接到各栋楼的消火栓给水管网上, 那么就等于每栋楼都有了消防水泵, 只不过距离远近不同, 并不影响消防加压效果。这种方案要求消防管网必须是环状管网, 以确保消防供水安全。

3 消防水池容积的确定

消防水池是储存消防灭火用水的构筑物, 容积的确定关系着灭火的安全性。《高规》7.3.2规定:"符合下述条件之一时, 高层建筑应设消防水池:市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量;市政给水管道为枝状或只有一条进水 (二类居住建筑除外) 。"《高规》7.3.3对水池的容积作了规定:"当室外给水管网能保证室外消防用水量时, 消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求;当室外给水管网不能保证室外消防用水量时, 消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。"针对这两条规定, 有以下不同的设计方法。

当市政自来水公司无法保证市政供水的安全性时, 室内及室外消防用水量均储存在消防水池中, 这显然会增大消防水池的容积。如每一幢高层建筑均要把室内及室外消防用水量储存在消防水池中, 那将会造成很大的浪费, 本人认为是不可取的。

当室外给水管网能保证室外消防用水时, 消防水池只满足室内消防用水量。一般做法为:从市政引两根进水管构成室外环状供水, 以保证室外供水的安全性。消防水池设在地下室, 只考虑室内消防用水量, 但不允许考虑火灾时水池的补水量。本人认为这种做法不妥, 这样导致一幢高层公共建筑地下室一般都储存了四、五百吨的消防用水, 一般占地均有二百多平方米。这种做法很不经济, 仅工程造价就增上百万元;同时又增大了管理难度, 如要清洗, 定期换水等, 又造成水资源的浪费;如果消防用水和生活用水合建水池, 那必然会造成生活二次供水的水质污染。

既要保证消防安全, 又要降低工程造价及管理方便, 首先要加强自来水公司的责任度, 保证城市环状供水的安全可靠, 然后适当加大高层建筑的进水管, 使得进水管在保证高层建筑室外消防用水量的同时能够在火灾时补充消防水池的水量。这样经计算可以适当减少消防水池的容积, 达到经济合理。同时本人建议邻近高层建筑共用消防水池, 对这一点希望有关市政部门能够牵头, 对共用水池进行合理管理, 这也需要有关部门进行合理公正的规划控制。

4 消防给水系统的形式

对于高层建筑消火栓给水系统形式的选择, 首先应保证系统安全可靠, 其次应尽量选用经济合理的供水形式。

按服务范围可分为独立消防给水系统和区域集中消防给水系统, 本人建议尽量采用区域集中消防给水系统。就如上述所讲, 邻近高层建筑共用消防水池, 但这往往得不到推广。主要原因是各开发商协调不好, 这就要求有关部门能够牵头, 共同解决管理及费用的问题, 使各方都能接受。

按高度可分为分区供水和不分区供水。当消火栓栓口的静水压力不大于0.80MPa时, 采用不分区给水形式;当消火栓栓口的静水压力大于0.80MPa时, 采用分区给水形式。分区供水方式又包括:并联分区供水方式、串联分区供水方式、减压阀分区供水方式。关联分区供水方式:各个分区互不干扰, 自成体系, 系统更加安全可靠, 但造价高, 维护管理较困难。串联分区供水方式:各区水泵压力相近或相同, 不需高压泵, 高压管, 但水泵分散, 管理困难, 同样造价高。减压阀分区供水方式:系统简单, 造价低, 管理方便, 本人建议尽量采用此种供水方式。此种方式可保证安全、经济的要求, 维护管理方便, 只要一套水泵, 一套水泵接合器, 一座水箱, 一套电控设备, 造价大大降低, 但对减压阀的要求较高, 应采用可调式减压阀, 设定阀后压力并保持恒定。

对上述几点的分析我们可以知道, 安全可靠是最重要的, 但要在保证安全的同时达到经济合理, 尽量节省投资, 使得维修管理方便, 我们还要在设计当中认真考虑、细心比较, 这样才能把工程做得更完善。

摘要：通过分析目前国内高层建筑的消防给水设计现状, 从经济、合理、安全的角度出发, 提出一些可行性的消防给水设计方案。

关键词：高层建筑,消防给水设计,消防水箱,集中式消防加压,消防水迟容积,消防给水系统形式

参考文献

[1]《高层民用建筑设计防火规范》 (2005年版) GB50045-95

[2]《建筑设计防火规范》GB50016-2006

[3]《自动喷水灭火系统设计规范》 (2005年版) GB50084-2001

[4]《自动喷水灭火系统施工及验收规范》 (2003年版) GB50261-96

北京某高层建筑消防给水设计体会 篇8

随着国家经济建设的不断发展,人民生活水平日益提高,城市建设用地也日趋紧张,涌现出越来越多的高层建筑,其中不少建筑已超过100 m。现结合北京某建筑高度为249.9 m的高层建筑消防给水设计实例,对高层建筑消防给水设计的特点进行分析论述。

该建筑位于北京市经济繁华地段,主要由A座酒店住宅楼(63层)、B座办公楼(44层)、C座办公楼(44层)、商业裙房、宴会厅(5层)、地下商业和后勤服务用房及停车库(4层)组成,总建筑面积3.5×105 m2。由于该建筑体量庞大,A座建筑高度249.9 m,B座,C座建筑高度186 m,均超过100 m,建筑内部超高层部分一旦发生火灾,想要借助外部消防手段来扑灭火灾是不可能的,必须依靠内部自身的消防设施,消防系统的设计必须做到安全可靠、万无一失,在火灾发生时尽量减少人身伤亡和财产损失。

1 系统分析

全楼消防系统用水量见表1。

1.1 室内消火栓系统

室内消火栓系统竖向分成4个区。低区包括地下室、裙楼、A楼的6层～33层及B,C楼的3层～29层,均由位于地下3层的低区消火栓加压泵保证供水。其火灾初期用水由位于B,C楼44层的屋顶水箱(18 m3)以重力自流方式保证。高区包括A楼(34层～63层)、B楼(30层～43层)、C楼(30层～43层),各自独立,在地下3层消防泵房A,B,C楼各有独立的高区消火栓补水泵分别供水至A楼46层的48 m3(20 min室内消火栓水量)消防水箱及B,C楼29层88 m3消防水箱(内储48 m3消火栓水量),由A楼46层消火栓加压泵保证A楼高区消防用水要求,由B,C楼29层的消火栓加压泵保证B,C楼高区消防的用水要求。

在A楼63层及B,C楼44层均设有18 m3高位消防水箱,在A楼55层及B,C楼44层同时设有增压稳压设备,保证各高区火灾初期消防用水。

1.2 自动喷水灭火系统

自喷系统竖向分成4个区。低区包括地下室、裙楼、A楼的6层～25层及B,C楼的3层～24层,均由位于地下3层的低区自动喷水加压泵保证供水。其火灾初期用水由A楼46层的消防水箱以重力自流方式供给。高区包括A楼(26层～63层)、B楼(25层～43层)、C楼(25层～43层),各自独立,在地下3层消防泵房A,B,C楼各有独立的高区自动喷水补水泵,分别供至A楼46层66 m3消防水箱(内储39.6 m3水量)及B,C楼29层88 m3消防水箱(内储39.6 m3自喷水量),由46层自喷加压泵保证A楼高区消防时用水要求,由B,C楼29层的自喷加压泵保证B,C楼高区消防的用水要求。

在A楼63层及B,C楼44层均设有18 m3高位消防水箱,在A楼55层及B,C楼44层同时设有增压稳压设备,保证各高区火灾初期消防用水。

1.3 设计特点

除了严格按国家现行的有关设计规范及北京相关的地方标准设计外,该建筑消防最大的设计特点可以用“立足自救,安全经济”这8个字来概括,在保证系统安全可靠的同时还考虑经济合理,这也是在超高层消防给水系统设计中值得借鉴的地方。

具体做法有以下几点:

1)立足自救,必须保证消防水源充足、消防泵房的运行安全。

消防水池是超高层建筑消防用水的主要来源,水源充足是全楼消防安全的根本保障。虽然市政有两路DN300进口,在该建筑室内地下3层消防水池仍然储存了室内全部消防用水量703 m3(3 h室内消火栓、1 h自喷、1 h雨淋),分为2格。

消防给水离不开水泵,消防泵房是水消防系统的“心脏”,本建筑所有消防主泵及接力泵均设备用泵,可自动切换,并采用双回路供电,并有应急电源,保证消防系统运行的可靠性。同时在水泵出水管上安装了泄压阀和水锤吸纳器,避免超压及水锤对管路造成破坏。

2)立足自救,加强自动喷水灭火系统在建筑中的作用。

自动喷水灭火系统具有自动探火报警和自动喷水控灭火的优良性能,有着极高的安全性和可靠性,能有效扑灭初期火灾,减少火灾损失和人员伤亡,是当今国际上应用范围最广、用量最高、效率最高且造价低廉的全天候自动灭火系统。该建筑充分利用自喷系统,除面积小于5 m2的卫生间、设置气体灭火的计算机房以及设置水喷雾的柴油发电机房外,全楼各处均设置了自动喷水系统,包括疏散楼梯处也设置了自喷喷头,净空高度超过8 m的空间设置雨淋系统,做到自喷全覆盖,确保任何一点发生火灾都能及时发现,尽早扑救,阻止蔓延。

3)串联接力供水是保证超高层供水安全的一项既安全又经济的措施。

该建筑最高249.9 m,泵房在地下3层,高差超过250 m。我国常用的建筑给排水管材、管件、设备、阀门等的工作压力等级分别为1.6 MPa和2.5 MPa,凡超过2.5 MPa时选材极为困难,本工程若采用并联给水系统即由地下3层高区消防泵直接负责高区消防,则消火栓、自喷系统压力均超过3.0 MPa,并且也增加了管道、减压阀,工程成本成倍增加,管道压力太大,系统也不安全。由于屋顶空间和建筑造型均限制不能设置大容量水箱,排除了由消防水箱重力供水的可能。

本工程消防系统采用各分区压力低,管道少的串联接力供水系统。在接力水箱容积设计时,考虑消防主泵在备用泵的切换或管网因故造成短时间供水不及时而接力水泵又连续使用造成的水量差,增加串联供水不安全性。接力水泵均设有手摇泵接口以考虑在紧急情况下应急使用。

4)水泵接合器接力供水为超高层建筑消防供水安全又多了一个保障。

我国目前消防车协助室内供水高度可达70 m～80 m,规范对超出消防车供水压力范围外的部分没有要求设水泵接合器。该建筑室内消防各分区各系统均设有水泵接合器以保证火灾发生时多一种消防水源的渠道,更增加了消防系统的安全性。对超过消防车供水压力范围之外的分区设水泵接合器给水系统,消防车供水先分别接至A楼17层72 m3,B,C楼14层45 m3中间接力水箱,再由各自的接力水泵向A,B,C超高区消防给水系统供水。

2结语

高层建筑一旦发生火灾,存在扑救困难、蔓延快、逃生不易等危险,在消防给水设计中应充分考虑高层建筑室内消防要立足自救的特点,而且根据自身的具体情况使系统做到了更安全、更经济。

参考文献

高层建筑消防给水设计 篇9

关键词：高层民用建筑,消防给水,设计

1 引言

高层民用建筑一旦发生大火,不论是建筑内的人员展开自救还是消防队员到场扑救,都依赖于建筑内的消防给水系统是否有效。假若这些系统失效,救火将陷入十分困难的局面。因此建筑消防给水系统在设计上要依照现行的《消防给水及消火栓系统技术规范》(以下简称《水规》)要求认真设计,为后期打下扎实基础,从而为建筑的消防安全提供良好保障。

2 系统初步设计

2.1 确定消防用水量

2.1.1 确定室外消火栓设计流量

依据《水规》3.3.2条规定,建筑物室外消火栓设计流量不应小于表1的规定。

当单座建筑的总建筑面积大于500000m2时,建筑物室外消火栓设计流量应按本表规定的最大值增加一倍。单座建筑指地下室投影线范围内的所有建筑(含地下室),这些建筑的面积之和即为单座建筑的总建筑面积。

2.1.2 确定室内消火栓设计流量

依据《水规》3.5.2条规定,建筑物室内消火栓设计流量不应小于表2的规定。

当建筑物室内设有自动水灭火系统全保护时,高层建筑当高度不超过50 m且室内消火栓设计流量超过20L/s时,其室内消防用水量可按本规范表2减少5L/s。

2.1.3 确定其他系统的设计流量

自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、自动跟踪定位射流灭火系统等水灭火系统、水幕系统等应分别按《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084、《水喷雾灭火系统设计规范》GB50219等现行国家标准有关规定执行。

2.1.4 确定灭火时间

不同场所消火栓系统和固定冷却水系统的火灾延续时间不应小于表3的规定。

自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、自动跟踪定位射流灭火系统等水灭火系统的火灾延续时间一般为1h。防火分隔水幕和防护冷却水幕的火灾延续时间不应小于其设置部位墙体的耐火极限。

2.1.5 确定室内外用水量及总和

确定了各系统的设计流量以及火灾延续时间后,即可分别计算出各系统的用水量。总用水量应按需要同时作用的室内、外消防给水用水量之和计算(两栋或两座及以上建筑合用时,取最大者)。

2.2 确定是否设置消防水池

如果给市政管网流量小于(或是用水高峰时小于)建筑室内外设计总流量,则无疑要设置消防水池。而即便不小于,若仅1路供水,对于室外流量大于20L/s或高于50m的建筑来说,也还是要设置消防水池。

2.2.1 无需设消防水池

在无需设置且未设置消防水池的建筑,室外消火栓管网可直接接入市政给水管网。

室内消防给水系统需要设置消防泵加压。如自来水公司允许,则直接从市政给水管网吸水加压。否则,需设置一吸水池过渡,吸水池的做法同消防水池,规范上对吸水池容积未作具体要求,笔者认为可参照取值50m3。

2.2.2 需要设消防水池

消防水池容积分为以下两种情况。

两路供水时:消防水池容积=室内外总用水量-火灾延续时间内的市政给水管网补水量。但不应小于100m3,当仅设有消火栓系统时不应小于50m3。

一路供水时:可以减免部分和全部的室外消防用水量,剩余的量(若未能全部减免)加上室内消防用水量,即消防水池容积。

可见,由于一路供水可靠性不如两路供水,所以即使市政管网满足室外用水量后还有补水能力,也不允许继续折减。

2.3 室外消防给水系统

如由市政给水管网满足室外消防用水量,可市政给水管网直接接入室外消防管网供水,但应采用两路消防供水(除建筑高度超过54m的住宅外,室外消火栓设计流量小于等于20L/s时可采用一路消防供水)。其平时运行工作压力不应小于0.14 MPa,火灾时消火栓的出流量不应小于15L/s,且供水压力从地面算起不应小于0.10 MPa。

如由消防水池通过室外消防泵向室外管网供水,且需设置稳压系统,保持最不利点消火栓栓口处的压力不小于0.17 MPa,当静压降至0.10 MPa时,启动室外消防泵。

2.4 室内消防给水系统

2.4.1 高位消防水箱的设置

高位消防水箱的有效容积应满足初期火灾消防用水量的要求,分有5档:12m3、18m3、36m3、50m3、100m3,详见表4。

注:高层公共建筑内设有商店建筑时,取较大值

2.4.2 分区供水

依据《水规》6.2.1条,符合下列条件时,消防给水系统应分区供水:1)系统工作压力大于2.40 MPa;2)消火栓栓口处静压大于1.00 MPa;3)自动水灭火系统报警阀处的工作压力大于1.60 MPa或喷头处的工作压力大于1.20 MPa。

当需要分区供水时:

高位水箱向低区管网供水上,一种是采用减压阀减压;一种是另设置一个位置较低的高位水箱(可设置在避难层上或同一小区内的较低建筑屋顶上)。笔者认为减压阀维护不便,可靠性稍差。

消防水池向高区管网供水上,如系统压力过高需串联接力供水时,宜采用消防水泵转输水箱串联形式。而转输水箱恰好可与低区的高位水箱合用,容积不小于60m3。

3 系统重要参数细化设计

3.1 系统压力流量要求

室内消火栓栓口动压不应小于0.35 MPa,且消防防水枪充实水柱应按13m计算。此外,消火栓栓口动压力不应大于0.50 MPa;当大于0.70 MPa时,必须应设置减压装置(可采用减压孔板减动压,简单可靠)。

同样,其他系统的流量压力也根据实际设计,供水系统应能满足其要求。

3.2 高位消防水箱静水压力要求

高位消防水箱的位置应高于其所服务的水灭火设施,且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力要求。最不利点处室内消火栓栓口静水压力要求详见表5。

自动喷水灭火系统等自动水灭火系统应根据喷头灭火需求压力确定,但最小不应小于0.10 MPa。

通常情况下,高位水箱高度很难满足系统最不利点处的静压要求(只有屋面高位水箱的水位高出建筑顶层最不利点消火栓口10米时,栓口处的静水压力才为0.10 MPa。这种情况除了高位水箱向低区管网供水外,是很少见的)。为此,应设稳压泵增加并维持一定的压力。稳压泵宜与气压罐配合使用,可避免频繁启停。如此,很好地解决了高位水箱因高度相对不够而导致的管网上层静水压力不足的问题。

3.3 稳压泵的压力流量

配合高位水箱满足系统净水压力的稳压泵,其设计压力应保持系统最不利点处水灭火设施的在准工作状态时的静水压力大于0.15 MPa。

稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量和系统自动启动流量;通常情况下,稳压泵的设计流量宜按消防给水设计流量的1%~3%计,且不宜小于1L/s;稳压泵的启停由电接点压力表控制,通过设置启泵压力值和停泵压力值,使得施加于管网的压力符合系统压力要求,只在一个较小的合理的幅度内变化。

3.4 流量开关与压力开关

没有稳压泵的消防给水系统中,应由流量开关直接起泵。没有稳压泵的系统,其高位水箱是高于最不利点消火栓10m以上的。当最不利点的消火栓开启时,流量也较大,足以保证流量开关会动作。与此同时,管网的压力并不会随着打开一个消火栓而明显降低(因为有高位水箱充足流量的补给),消防泵出水干管上设置的压力开关不会动作。所以不能依靠此开关启泵。

有稳压泵的消防给水系统中,流量开关(流量开关应设置于旁通管上。否则稳压泵的频繁启动,均会导致流量开关动作)只做报警信号,不直接起泵。因为在这样的系统中,当最不利点的消火栓开启时,由于此时稳压泵增加的压力几乎被全部释放(由于稳压泵流量远小于消火栓的设计流量),所以,系统的压力只剩下高位水箱施加的不足的压力,消火栓静压和动压都很小,流量也就不大,且大部分又是稳压泵提供,经旁通管的流量更小,很难保证流量开关会动作。而恰恰在这样的系统中,消火栓管网的压力会随着打开一个消火栓而明显降低,压力开关会可靠动作,从而,可以设计由消防泵出水干管上设置的压力开关启泵。

3.5 压力开关设计启泵压力值

消防泵出水干管上的压力开关,一般为电接点压力表。当该点(该点指的是出水干管上安装压力开关的点)的压力降到设定的启泵压力值时,启动消防泵。这里要协调好消防泵、高位水箱及稳压泵三者的关系。设计举例:

在只有高位水箱施加压力时,该点的压力为H,稳压泵运行时,该点的压力增加到H+0.15 MPa。该压力开关启泵压力设置为H+0.05 MPa,如此,当开启消火栓后,稳压泵增加的压力几乎被全部释放,该点压力迅速接近于只有高位水箱时的压力H,低于设定的H+0.05 MPa,压力开关动作,直接联动消防泵,并通过反馈模块向消控中心报警。

4 容易忽略的细节

4.1 水泵房的通风

笔者曾经遇到多个实例(有的是设计上的,有的是已经建好了的):独立建造的地下水泵房,仅在露天的地面上开个小口子,平常这个口子用一铁盖闷住,以防雨水。仅在使用时,才打开,从这个口子攀着一个铁爬梯下去。这样的水泵房没有通风,十分潮湿,电气设备受到腐蚀。

如安海镇某幼儿园,最初水泵房就是这样设计。后修改设计,将铁爬梯改成楼梯,突出地面的楼梯出口小间开有窗户,起到良好的采光通风作用,也方便了人员进出。

4.2 水泵房防水淹没措施

设置挡水门槛,设置排水沟、集水坑及双潜水泵排水(单台潜水泵的排水流量不应低于消防水池的补水管流量)。

4.3 水泵控制柜的保护措施

当控制柜与水泵设置在同一空间时,其防护等级不应低于IP55(能满足防尘防射水要求,因水泵房内有压水管多,一旦因压力过高如水锤等原因而泄漏,当喷泄到控制柜时,有可能影响其控制柜运行)。

当设置在专用消防水泵控制室时,其防护等级不应低于IP30(能满足防尘要求)。

4.4 水泵控制柜设置机械应急启泵装置

对于机械应急启泵,《水规》未详细说明。笔者将消防泵的启动可归纳为4类方式,见表6。

第4类即机械应急启泵装置,无继电器,只需徒手操作一手柄,直接合电闸,这种看似简单落后的方式却是最可靠的。当然,应做好绝缘和灭电弧的措施。因其是大电流的强电开关,必须由被授权的值班人员来进行。

4.5 水位显示装置

消防水池应设就地水位显示装置,同时要反馈至消防控制中心显示。实际上,当前水池有安装水位显示装置的是寥寥无几。有了水位显示装置,十分方便日常对消防水池水位的检查。

4.6 消防给水系统试验装置处专用排水设施。

常遇见到一些这样的自动喷水灭火系统,有的末端试水装置的出水未采取孔口出流的方式排入排水管道;有的水则是直接排向地板;有的则是排水管径偏小(排水立管管径不宜小于DN75,报警阀处的排水立管宜为DN100)。

对于需要经常试验排水来保证前后压差的减压阀来说(减压阀本不经常使用,如果亦未经常地试验排水,其阀前向阀后合理渗漏一段时间后,导致前后压差减少,使得减压达不到要求,造成阀后的管网净压过大),专用排水设施也是必不可少的。其排水管径应根据阀流量确定,但不小于DN100。

4.7 消防泵流量扬程性能曲线

在灭火过程中,消防泵的流量是不断变化的,其出水压力也自然跟随不断变化。出水压力随着流量的增加而降低,反之升高。选择消防泵时,应尽量选择出水压力相对平稳的消防泵,即流量扬程性能曲线平缓的泵:零流量时的压力不应大于设计工作压力的140%,当出流量为设计流量的150%时,其出口压力不应低于设计工作压力的65%。

4.8 水锤消除

一个快速奔跑的人突然撞向墙,会产生一个强大的力使得他瞬间止步于墙。同样,流动的水突然被阻挡,也会产生一个强大的力使得水流瞬间停止,这个力就是水锤。在消防泵机组突然停车或阀门突然关闭时,就会产生水锤,引起管网内的压力急剧升高或降低,对管道、阀门、水泵等造成破坏。

设计上,控制消防水泵出水管的流速:出水管的直径不大于DN250时,其流速宜为1.5~2.0m/s;直径大于DN250时,宜为2.0~2.5m/s;安装超压泄压阀,其规格、型号应满足管网压力及安全的要求。缓开缓闭阀门也可减小水锤,可选用断水速度慢的阀门如螺杆闸阀。消防水泵出水管上的止回阀宜采用水锤消除止回阀,当泵供水高度超过24m时,应采用水锤消除器。出水管上设有囊式气压水罐,也可消除水锤。

4.9 埋地管道

应充分考虑管道的耐腐蚀能力、可能受到土壤、建筑基础、机动车等其他附加荷载的影响以及管道穿越伸缩缝和沉降缝的影响,消防给水管道不宜穿越建筑基础,当必须穿越时,应采取防护套管等保护措施。经常发生一些建筑管道漏水而停用消防给水系统,漏水点恰恰在维修十分困难的埋地管道上。

4.1 0 消防取水口(井)

消防取水口(井)的设置。有几种做法。如设置室外取水井并用连通管与消防水池连接。或设置室外消火栓并用连通管与消防水池连接,连通管的管径经水力计算确定。

当采用后一种做法时,取水口的这个室外消火栓应作明显标记,因为其有别于其他普通室外消火栓。(其他室外消火栓是连接室外消火栓管网的,供水压力从地面算起不小于0.10 MPa,水可直接通过消防水带自流到消防车的水箱。而取水口的这个室外消火栓只连通消防水池,无压力或静压低,消防车须通过吸水管连接,启动车载泵吸水。)

取水口(井)应设置在消防车道或救援场地边上,便于消防车吸水。吸水高度不应大于6.0m(设计时还应考虑消防车吸水接口离地高度)。取水口(井)与建构筑物应有足够的距离,以防这些建构筑物的火势威胁和高空坠物。

4.1 1 室内消火栓设置

应首先设置在楼梯间及其休息平台和前室、走道等明显易于取用以及便于火灾扑救的位置。尤其是楼梯间及其休息平台和前室(消防电梯前室、防烟楼梯间前室、合用前室)的消火栓,十分必要,当建筑起火时,这是一个相对安全的地方,消防队员在这里设置进攻火灾的桥头堡是合适的,也便于补给和消防队员的轮换。

5 结语

高层民用建筑的消防给水系统设计,应在初步设计中,结合建筑实际情况,充分考虑安全可靠性的要求,确定出一个合适的系统方案,然后再对这个方案进行重要参数的细化设计,并在设计中注重那些易被忽略的细节。

参考文献

[1]中华人民共和国公安部.GB 50974-2014消防给水及消火栓系统技术规范[S].北京:中国计划出版社,2014.

古建筑群消防给水设计探讨 篇10

水是最好的灭火剂之一。古建筑火灾扑救失败基本上都是因为消防管网设置不完善、消防水池容量不够或者是消防管网无水等造成的。因此, 解决文物保护区的消防安全问题, 需从根本上解决消防用水问题。为此, 消防供水管网的完善与消防附属设施的合理设置成为当务之急。

1 斯宅古建筑群概况

斯宅文物保护区地处诸暨东南部、会稽山西麓, 属典型的山区, 距市区中心36km。国家级重点文保单位有千柱屋、发祥居 (下新屋) 、华国公别墅;省级文保单位有上新屋、新谭家;市级文保单位有小洋房、下门前畈台门、斯民小学;未列入文保单位的有上门前畈台门、棋盘街、居敬堂, 均属于古建筑。

1.1 笔峰书屋

笔峰书屋东西长约38m, 南北宽17m, 2层 (局部3层) 砖木结构建筑。建筑屋内无居民居住。消防车无法到达。除局部位置设有灭火器外, 无其他消防设施。

1.2 斯宅斯盛居

斯盛居长约110m, 宽约63m, 2层砖木结构建筑, 东西向有一条防火弄, 西边为一排一层特色小屋, 一座水泵房, 泵房内存有灭火器具等, 设有5.5m×7m×4m已建消防水池。斯盛居为文物保护区内单体体积最大的建筑。建筑屋内有居民居住。消防车只能达到北侧, 其他方向消防车均不能到达。

1.3 斯宅上新屋

该建筑长约52m, 宽约50m, 2层砖木结构建筑, 离建筑物不远的河边设有7m×7m×5m已建室外消防水池。消防车只能达到东南侧, 其他方向均为住宅, 消防车均不能到达。建筑屋内有居民居住。

1.4 斯宅发祥居

该建筑长约60m, 宽约55m, 2层砖木结构建筑, 离建筑物不远的河边设有7m×7m×5m已建室外消防水池。消防车只能达到南侧北侧, 其他方向均为住宅, 消防车均不能到达。建筑屋内有居民居住。

1.5 中斯畈

该建筑长约74m, 宽约50m, 2层砖木结构建筑, 与发祥居共用已建室外消防水池。消防车只能达到南侧, 其他方向均为住宅, 消防车均不能到达。建筑屋内有居民居住。

1.6 新谭家

该建筑长约56m, 宽约55m, 2层砖木结构建筑, 消防车只能达到北侧, 其他方向均为住宅, 消防车均不能到达。建筑屋内有居民居住。

1.7 斯民小学及棋盘街

斯民小学南边建筑为砖木结构, 其余部分为新建建筑。该建筑群消防车无法到达。棋盘街为一条古街, 相关部门已做了老街的旅游规划, 未来将恢复老街面貌。房子之间相距很近, 消防车无法到达。

1.8 小洋房、下门前畈台门、上门前畈台门

小洋房建筑长约28 m, 宽约20 m, 2层砖木结构建筑, 消防车只能达到南侧, 其他方向均为其他建筑物, 消防车均不能到达。建筑屋内无居民居住。

下门前畈台门建筑长约62 m, 宽约50 m, 2层砖木结构建筑, 消防车只能达到西侧, 其他方向均为其他建筑物, 消防车均不能到达。建筑屋内有居民居住。

上门前畈台门建筑长约110m, 宽约50m, 2层砖木结构建筑, 消防车只能达到西侧, 其他方向均为其他建筑物, 消防车均不能到达。建筑屋内有居民居住。

1.9 斯宅华国公别墅

斯宅华国公别墅建筑长约38 m, 宽约32 m, 2层砖木结构建筑, 消防车只能达到东北侧, 其他方向消防车均不能到达。建筑屋内无居民居住。建筑物东南侧有一水塘, 水塘面积为450m2左右, 水深平均在1.5m以上, 能满足室外消防取水要求。

上述建筑中体量最大的一栋建筑为斯盛居, 长约110m, 宽约63m。整个古建筑群分散分布, 且相对高程相差较大。相距最远的建筑距离约为1.8km, 相对高程相差最大约为50m。文物保护区内古建筑群均为2层局部3层砖木结构建筑。除华国公别墅, 小洋房无人居住外, 其他建筑内均有居民居住。该文物保护区离市区较远, 消防部门救援时间较长。2013年, 诸暨市政府将文物保护区消防管网工程列入政府性投资项目, 总投资约350万元。

2 火灾隐患及消防设施现状

2.1 火灾隐患

文物保护区内建筑除华国公别墅、小洋房外都有居民居住, 生火做饭大部分采用柴火, 易燃物较多, 且居民的防火意识不强, 发生火灾的危险性较大。文物保护区内不仅存在使用明火和乱搭乱建的现象, 而且室内外电源线路老化和乱拉现象比较普遍, 火灾隐患十分严重。大部分建筑只有一侧能够使消防车通达, 有的建筑消防车根本到达不了建筑物外围, 增加了着火后的扑救难度。

2.2 消防设施现状

文物保护区建立了专职消防队, 有一辆3t水罐消防车, 8名专职消防队员。斯盛居进口处右边有管理用房一座, 设有200m3消防水池, 且配有移动泵。文物保护区内有一条小溪, 不能常年保证水位, 不能用作消防水源使用。上新屋、发祥居旁各留有一处7m×7m×5m室外消防水池。整个区域内除了设置灭火器外, 无任何消防给水管网。

该文物保护区离市区较远, 着火后市消防大队需45min左右到达。

3 水消防系统设计

3.1 水源

室外消防水源取自室外消防取水池或者水塘。补水水源取自溪水。

3.2 消防用水量

该文物保护区消防系统统一考虑, 共用一套消防设备。同一时间内的火灾次数为一次。

按文物保护区内最大的一栋建筑斯盛居计算消防用水量, 详见表1。

3.3 室外消防给水系统的设置

根据GB 50016-2006《建筑设计防火规范》第8.1.2条, 应设置室外消火栓系统。该文物保护区内生活给水管网不完善, 大部分居民为井水取水, 因此室外消火栓无法设置。为了满足消防车取水灭火要求, 该区域内设置6个消防水池作为消防车取水使用, 以及华国公别墅前的水塘兼做消防取水池使用, 消防水池及水塘离建筑物距离不大于150m。

在斯盛居管理用房处旁新建10m×7m×4.5m消防水池, 与现有的消防水池合计消防水量约400m3, 水泵房、稳压设备设置在已有消防水池上的管理用房内, 在笔峰书院卫生间设置18t的屋顶水箱, 上新屋利用现有的7m×7m×7m室外消防水池, 中斯畈和发祥居利用现有的7m×7m×7m室外消防水池, 新谭家处新建一个7m×7m×5m室外消防取水池, 斯民小学、棋盘街旁新合建一个7m×7m×5m室外消防取水池, 下门前畈台门、上门前畈台门、小洋房旁新合建一个7m×7m×5m室外消防取水池, 华国公别墅旁的水塘可做室外消防取水池。消火栓栓口压力超过50m时, 采用减压稳压消火栓。每个取水池就近消防管网位置设置水泵接合器。

3.4 室内消防给水设计

消防给水系统一般可采用临时高压系统或常高压系统。根据常高压系统设置要求, 为了满足笔峰书屋的消火栓压力要求, 需把消防水池设置在半山腰上, 经踏勘考察, 该处半山腰的山坡较陡峭, 给施工带来困难, 且牵涉到旱地的征用, 也给今后的管理带来麻烦。因此, 设计采取临时高压系统。

该文物保护区内建筑比较分散, 为了便于管理, 减少泵房的设置, 整个文物保护区内设置一套管网系统, 如图1~图3所示。

其中, 华国公别墅利用水塘作为室外消防取水池。新谭家处水池2、3、5、6室外消防水池与水池4功能一致, 供消防车取水。千柱屋水池1与原有水池一起作为消防管网系统的储水池, 保证2h消防用水, 屋顶18t消防水箱的设置能保证管网始终充水, 并满足前5min的消防用水量。因文保单位墙四周均为石材, 难以施工, 加上文保单位要求尽量不破坏文保单位内部的现有布置, 故将室内消火栓室外化, 即室内消火栓移至每扇单元门外就近设置, 消火栓箱设置在每扇单元门内。

斯盛居、上新屋、发祥居、中斯畈、新谭家、华国公别墅、斯民小学、棋盘街、下门前畈台门、上门前畈台门、小洋房为一个消防供水管网系统, 并为裕昌号预留消防管网接口。

整个系统为临时高压系统。在建筑物周边形成DN200 (管径) 的消火栓环网 (两路) , 并接有水泵接合器。初期火灾10 min内由消防水箱供水。在此时间内管理用房处水泵房的水泵启动供水。水池和水箱补水采用潜水泵在小溪低坝上取水。

消火栓系统的静水压满足最大静水压的要求。消火栓管道系统水平竖向均成环。消火栓系统前10 min的消防用水储存在屋顶水箱内, 为18t;水箱底距最不利消火栓栓口高度小于7m, 为临时高压。故而增设增压稳压装置一套 (设于水泵房) :包括稳压泵2台 (一用一备) , 隔膜式气压罐一个。水箱出水管与消火栓环网相连, 水泵出水管与消火栓环网相连。消火栓泵由启泵按钮控制, 也可在消控中心和水泵房启动。消火栓加压泵的运转情况用灯光信号显示在消控中心和泵房控制柜上。消火栓系统设室外地上式消防水泵接合器7套供消防车向系统补水。系统由消防水池和消火栓泵、屋顶 (笔峰书屋卫生间) 的消防水箱、消防管网、室内消火栓及水泵接合器组成。管网在室外布置成环, 在每扇单元门位置设室内消火栓, 且消火栓间距满足规范要求, 保证建筑内每一点均有两股充实水柱同时到达。

由于古建筑的跨度较大, 设置在单元门外配有25m长水龙带的消火栓不能全部满足建筑物内任意一点两股水柱保护的要求, 参考其他相关工程的做法, 消火栓箱内的水龙带放置两条25m水龙带, 且能活接, 单元门外操作面大, 且无可燃物, 为了在扑救火灾时更多水枪投入使用, 单元门外的消火栓设置为双栓。

3.5 消防水泵及稳压泵的选用

因消防水池设置在水泵房下面, 故本工程采用消防潜水泵。

3.6 控制

3.6.1 自动控制

(1) 河道的补水泵:消防水池、消防水箱采用干簧管液位计自动控制河道的补水泵, 控制箱设在水泵房内。

(2) 稳压泵:采用稳压气罐压力接点自动控制, 控制箱设在水泵房内。

(3) 消火栓泵:采用稳压气罐压力接点自动控制, 控制箱设在水泵房内。

3.6.2 就地手动控制

(1) 河道的补水泵:在控制箱可直接手动控制。

(2) 稳压泵:在控制箱可直接手动控制。

(3) 消火栓泵:在控制箱可直接手动控制。

3.6.3 远程控制 (预留接口)

(1) 河道的补水泵:可在消防值班室启、停控制。

(2) 稳压泵:无要求。

(3) 消火栓泵:可在消防值班室启、停控制, 并监视水池、水箱水位。

4 结语

随着我国对古建筑群保护力度的不断加大, 古建筑群的防火保护也引起了各级政府和社会群众的高度关注, 首要问题就是要保证古建筑群消防水系统的完善, 确保一旦发生火灾, 能够有足够的消防用水, 最大限度地降低火灾损失。古建筑群的消防水系统设计没有一成不变的模式, 需在实践中不断摸索, 结合古建筑群的特征, 吸收新技术、新方法来完善设计, 并使其更加合理, 更加人性化。

参考文献

[1]GB 50015-2009, 建筑给排水设计规范[S].

[2]GB 50016-2006, 建筑设计防火规范[S].

[3]陈重, 吴慧娟, 孙英, 等.全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水[M].北京:中国计划出版社, 2009.

[4]赵锂, 王耀堂.建筑给水排水设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[5]刘梅梅, 侯宝钧.论城市消防站和消防供水设施现状及对策[J].消防科学与技术, 2001, 20 (2) :22-23.

[6]聂磊, 李玉臻, 宋敏, 等.城市基础消防设施规划若干问题的探讨[J].消防科学与技术, 2008, 27 (12) :928-930.

高层建筑消防给水设计 篇11

【关键词】高层建筑；消防给水；超压；可靠性

随着社会经济的快速发展和城市用地的日趋紧张，高层建筑的兴建已成为城市居民建筑发展的趋向所在。高层民用建筑由于火势蔓延迅速、扑救难度大、火灾隐患多、事故后果严重，且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，高层建筑的消防给水系统就显得尤为重要。

1.高层建筑的消防给水系统

1.1消防给水方式。

1.1.1消防水泵、高位水箱、消防水池合用的供水形式。这种供水方式是高层建筑消防给水系统中应用最广泛的一种方式，它是采用将高位消防水箱置于高层建筑的屋顶上，将消防水池和水泵房设置在建筑物的底层或室外的一种消防给水模式。当发生火灾时，由高位水箱提供前10min的消防用水量，消防水泵启动，将消防水池中的水提升并输送至给水管网，完成灭火任务。该给水方式是从高层建筑物的高度和分区角度出发，分成一次性加压供水、分区串联加压供水和分区并联加压供水三种。其中一次性加压供水方式多应用于无需分区直接给水的高层建筑物，对建筑物的高度要求在50m以下，当建筑物高度超出50m或者有分区减压供水需求的，则需要采用分区串联加压供水和分区并联加压供水方式。分区并联加压供水，各分区为独立的给水系统，供水安全可靠，分区水箱容积较小，水泵集中布置，方便了管理与维护，但对于消防管材方面要求较高；分区串联加压供水，各分区供水相互联系，下区供水出现故障时，上面的分区也将受到影响，供水安全性较差，水泵也是分散布置，维修管理不方便，但整个系统管道压力较小，管道维修较少。

1.1.2区域集中的高压（或临时高压）消防供水方式，即两幢或两幢以上高层建筑共用一个泵房的的消防给水系统。对于一栋单独的高层住宅楼而言，消防给水系统组件消防水泵和高位水箱是不可缺少的。但对于由多栋高层建筑组成的小区，如果在每栋建筑上都设置高位水箱和消防水泵，这不仅大大提高了工程造价，同时还给小区物业管理部门增加了多余的工作量。为了解决这个难题，提出了在小区内设置集中消防供水系统。因为同一个小区内的多栋高层建筑同时发生火灾的可能性较小，可以认为同一时间内发生火灾的次数为一次，从设计合理、经济节省的角度出发，从消防水泵引出多条出水管，分别与小区内各栋楼的供水管网相连接，相当于每栋楼都设有消防水泵，只不过在供水距离上存在了差别，但并不影响对建筑的消防供水能力。只是这种方式要求消防管网设计成环状，以达到供水的安全可靠。

1.1.3加压给水方式。目前常用的加压给水方式有气压罐给水和二次加压两种。气压罐给水方式是在考虑到高位水箱的高位摆放以及影响建筑美观与结构承重问题上提出的，这种密封可靠的消防给水方式很受用户的青睐。它的运行机理是：运用气压罐将水加压后，输送到消防给水管道内，以满足各个消防设备用水需求，当达到一定的压力时，多余的水会进入气压罐，此时，水泵以及自动控制系统进入准备状态，当消防管道内水压小于规定的水压值时，气压罐将自动启动，并向消防给水管网及时给水。但是气压罐的应用，需要与之配套的水泵和自动控制系统的参与，使得消防给水的成本大幅度增加。二次加压方式，是为了应对多层建筑的集群布置管理的形式，当单独的某个气压罐无法满足水压要求时，需要对气压罐内的水进行二次加压，以达到集中加压与稳压的目的，该给水方式的缺点是：投资成本比较大，且需要专门的技术人员做维护。

1.2高层建筑消防给水硬件设施的布置。

1.2.1水泵接合器水泵接合器的主要用途是当建筑物内部的消防给水管道水压低、供水不足或无法供水时，消防车可通过水泵结合器向室内管网供水，达到灭火的目的。《高层民用建筑设计防火规范》指出：消防水泵接合器的数量应按室内消防用水量经计算确定，每个水泵接合器的流量应按10～15L/s计算。在实际工作中，水泵接合器的数量既要按照室内消防用水量来进行计算，还要结合实际室外供水能力的状况，两者要兼顾，不可顾此失彼。对于一些灭火系统水泵接合器的数量可以分别设3～5个，这样既达到了节省资金，又保证了消防安全。

1.2.2消防水池消防水池是用来储存消防用水的构筑物，是天然水源或市政给水管网的一种重要补充手段。《高层民用建筑设计防火规范》规定：市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量，市政给水管道为枝状或只有一条进水管（二类居住建筑除外），只要具备上述一种情况，就应该设置消防水池。《高规》第7.3.3条对消防水池的容积做了详细规定：当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求；当室外给水管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。消防水池的构建还要考虑工程造价及管理方面的要求，在保证城市环状供水稳定可靠的前提下，可以采取适当放大进水管尺寸的方式，保证在室外消防用水量充足的前提下，进水管可以补充消防水池需求的消防用水量，这样就可以适当缩小消防水池的容积，减少工程造价。

超高层生活及消防给水系统设计 篇12

案例：广州洲头咀住宅项目中的A5～A7栋。含3栋超高层住宅建筑，1栋超高层办公楼，1栋高层酒店及一栋多层幼儿园，并含中央地下车库共地下三层。其中地上最高栋为A5～A7栋，A5～A7栋为塔式住宅共A5、A6、A7、三个单元。A5栋地上51层，总建筑高度166.85米;A6栋地上45层，总建筑高度147.95米;A7栋地上39层，总建筑高度129.5米。A5～A7栋1～3层为商业，4层为架空层，5层以上为住宅，其中30层为避难层(楼层标高97.55m)。

1.给水系统

水源由市政管网提供，引入管为两条DN200，市政水压约0.30MPa。

1.1系统选择

依据《建筑给排水设计规范》GB5005-2003 (2009版)第3.3.3.1条：“应利用室外给水管网的水压直接供水。当室外给水管网的水压和(或)水量不足时，应根据卫生、安全经济节能的原则选用贮水调节和加压供水方案。”及第3.3.6条：“建筑高度超过100的建筑宜采用垂直串联供水方式”。当地供水部门对用水性质不同的收费分类。

该项目其1～3层为商业，属于商业用水;5层以上为住宅，属于居民用水，故生活给水系统应分设。考虑市政引入管为两条DN200，市政水压约0.30MPa。能满足地上4层用水水量及压力要求，故1～4层采用市政直接供水。

重力供水最安全可靠，但是卫生、节能上较变频供水差。5～51层综合水压、建筑物情况等原因采用变频加水箱重力联合供水。

1.2分区

1.2.1根据《建筑给排水设计规范》GB5005-2003 (2009版)第3.3.3.1条规定：“卫生间器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.60MPa。”假定本项目最不利层户内支管压力0.15MPa考虑，系统分区高差宜小于45米。本项目层高约为3米，即一个分区的最大层数不宜大于15层。

1.2.2考虑总建筑高度达166.85米，如直接由地下室生活泵房由变频供水，水泵扬程较高，设别不普遍，且设备、管材、阀门耐压等级高，系统安全性低。故100米以上区域考虑采用串联加压供水。超高层中避难层是作为转输水泵房较合适的场地。本项目住宅项目规范考虑对防噪、防震的措施，根据《建筑给排水设计规范》GB5005-2003 (2009版)3.8.11条：“民用建筑物内设置的生活水泵房不应毗邻居住用房或其上层或下层。”故本项目转输水泵房设于A7栋屋顶(楼层标高134.7m)。

1.2.3本项目分区情况：1～4层为Ⅰ区;2～11层为Ⅱ区;12～20层为Ⅲ区;21～29层的为Ⅳ区;31～35层为Ⅴ-A区，36～51层为Ⅴ-B区。Ⅰ区由市政直接供给，Ⅱ～Ⅳ区均由设于地下三层生活泵房变频泵组加压供水。Ⅴ-A、Ⅴ-B区由地下三层生活水泵房生活给水转输泵组输送至A7栋屋顶(楼层标高134.7m处)转输水箱内再重力或变频泵组加压供水，其中Ⅴ-A区(楼层标高为100.7m～113.3m)为重力供水区。Ⅴ-B区经转输后再变频供水。

1.2.4给水系统各层支管的水压超过0.25MPa，均设支管减压阀。

2. 室内消火栓系统

国内未对消防水泵的扬程上限做规定，参考美国NFPA14-2007中规定：“系统任何一点的压力在任何时间都不能超过2.41MPa。”而咨询国内水泵生产厂家，民用消防水泵扬程多小于2.0MPa。

2.1 系统

本项目消防水泵房设于地下3层，至A5栋屋顶约180米，如采用地下三层消防水泵直接供水，水泵扬程及管材层压要求均稍超上限。考虑安全性，并以A7栋高度为界限，40层以下楼层采用地下三层消防水泵直接供水。40层及以上楼层采用地下三层消防水泵加中间接力消防泵串联供水。

此外，参考广州某超高层案例，600立方消防水池设于屋顶，室内消防系统采用重力供水，最高局部几层采用临时高压供水。笔者认为此系统安全性较高，是解决超高层消防系统安全问题的一个值得参考借鉴方法。本项目受建筑外形及结构条件限制，故未能采用。

2.2 分区

《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005版)第7.4.6.5条规定：“消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时应采用分区给水系统。”本项目以此为根据把室内消火栓系统竖向分三个区，-3层至14层为Ⅰ区;15层～39层为Ⅱ区;40层～屋顶层为Ⅲ区。Ⅰ、Ⅱ区消火栓系统的加压泵从-3层消防水池吸水，采用高低扬程组合消防泵加压直接供各消火栓。Ⅰ区供水压力为1.00Mpa，Ⅱ区消火栓泵供水压力为1.80Mpa。Ⅲ区消火栓系统由转输泵从-3层消防水池吸水，供到30层消防转输水箱，再经消防接力加压泵供到消火栓环网，供水压力为1.07Mpa。

3. 自动喷水灭火系统

《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005版)第7.6.1条强制性条文规定：“建筑高度超高100m的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。”该项目4层以上均为住宅，且不设中央空调，户内建议设喷淋系统，户内无条件设喷淋系统则户门应采用甲级防火门。

3.1 系统

系统设置根据、原则同室内消火栓系统。此外值得注意的是《自动喷洒灭火系统设计规范》GB50084-2001 (2005版)第10.4.2条规定：“当水泵结合器的供水能力不能满足最不力点处作用面积的流量和压力要求时，应采取增压设施。”条文解释为“根据某省市消防局的经验，规定在当地消防车供水能力的极限部位，设置接力供水设施。”故本项目于30层避难层(楼层标高97.55m)设有喷淋系统水泵结合器接力水泵。

3.2 分区

以《自动喷洒灭火系统设计规范》GB50084-2001 (2005版)第8.0.1：“配水管道工作压力不应大于1.2M P”;第6.2.3条规定：“一个报警阀组控制的喷头数应符合湿式系统、预作用系统不宜超过800只”;第6.2.3条规定：“每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m”。三条规定为原则，并考虑避难层设备间水力报警阀的位置划分，该项目自动喷水灭火系统竖向共分五个区：地下3层至地下1层为Ⅰ区;1层至14层为Ⅱ区;15层～29层为Ⅲ区;30层～39层屋顶层为Ⅳ区;40层～51层屋顶层为Ⅴ区。Ⅰ～Ⅳ区喷淋的加压泵从地下三层消防水池吸水，采用高低扬程组合消防泵加压直接供各报警阀。Ⅰ～Ⅱ区供水压力为1.00Mpa，Ⅲ～Ⅳ区供水压力为1.75Mpa。Ⅴ区消火栓系统由转输泵从-3层消防水池吸水，供到30层消防转输水箱，再经消防接力加压泵供到报警阀，供水压力为1.00Mpa。

4. 结语