超高層建筑施工期消防給水技術研究

周志剛

摘? 要：消防給水系統作為超高層建筑設計的重要環節，直接決定著超高層建筑的災害風險控制水平。我國作為世界上超高層建筑數量較多的國家，開展消防給水系統的可靠性研究具有重要的意義。

關鍵詞：超高層建筑;消防;給水系統;臨永結合

中圖分類號：TU974? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）27-0144-02

Abstract： As an important part of the design of super high-rise buildings， fire-fighting-used water supply system directly determines the disaster risk control level of super high-rise buildings. In China， as a country with a large number of super high-rise buildings in the world， it is of great significance to study the reliability of fire-fighting-used water supply system.

Keywords： super high-rise building; fire protection; water supply system; temporary/permanent combination

隨著經濟社會的快速發展，我國城市高層建筑不斷增多。其中超高層建筑（一般為建筑高度超過100m或者樓層數目超過40層的建筑）作為城市建設的標志性建筑物，直接展示著城市經濟的發展程度，以我國廣州市為例，其超高層建筑數量就已經超過360棟，其中比較有代表性的廣州塔，其建筑高度為600m[1]。超高層建筑在給人們帶來現代化生活條件的同時，也給城市的安全穩定帶來了一定的安全隱患。超高層建筑容納人數較多且高度集中，聚集了大量的財富，一旦火災，將會嚴重威脅人身安全，帶來嚴重的經濟損失，造成惡劣的社會影響。近年來超高層建筑火災事故頻發，其中比較有代表性的事件有2011年沈陽萬鑫大廈火災、2009年廣州珠海金海灣居民樓火災、2009年廣州耀中廣場火災、2009年中央電視臺新臺址火災、2007年浙江溫州溫富大廈火災、2007年上海環球金融中心火災等，給超高層建筑的消防管理和設計敲響了警鐘，使得人們開始更加重視超高層建筑的安全問題[2]。

1 超高層建筑火災的危險性

超高層建筑用途廣泛，容納人數較多，與其他建筑相比更為危險。其火災危險性主要表現在以下幾方面。首先，超高層建筑火災荷載大。通常來說，超高層建筑集辦公、商業、娛樂等用途于一體，設施齊全，內部電路復雜，火災荷載大。大部分的超高層建筑以鋼結構為主，其防火涂料隨著時間的推移耐火性能逐漸變差。其次，超高層建筑火災蔓延迅速。超高層建筑內部管道縱橫交錯，一旦出現火災，很容易形成煙囪效應，使得高層建筑在短時間內變成火海。加之超高層建筑，多采用新型外墻保溫材料，容易出現內外蔓延的立體式火災。第三，人員疏散難度較大。一旦出現火災，建筑內部人員只能通過樓梯進行安全疏散，高層建筑高度較高，疏散距離長、時間長。此外超高層建筑出現火災時，消防員撲救火災展開困難，消防隊員負重登高，會影響救援速度，總體來說火災救援難度大[3]。

2 超高層建筑消防給水系統的重要性

常見的超高層建筑消防給水系統主要由消防栓給水系統以及自動噴水滅火系統為主。其中前者是建筑中基本的滅火措施。對于超高層建筑來說，室外消防栓系統主要以消防車供水為主，應用室內消火栓系統進行自救才是最主要的自救方式。當前超高層建筑室內消火栓系統主要由消火栓設備、報警設備、給水管網等設施構成。自動噴水滅火系統是效果最好的消防設施，根據我國相關法律法規規定，高度超過100米的建筑應配備自動噴火滅火系統，該系統由水泵、管道、噴頭、閥門等部分構成[4]。

3 超高層建筑消防給水臨永結合技術

現階段建筑施工項目中常采用先拆除臨時消防給水設施，后安裝永久消防給水設施的方法，如何實現臨時消防給水設施、永久消防給水設施相結合是今年來的研究熱點。據調查，我國現階段的超高層建筑施工中，只有部分采用了消防設施臨永結合的技術，大部分施工企業尚未做深入的研究和探索。事實上臨時消防給水設施存在著如下幾方面的安全隱患：其一，臨時系統市政給水引入管僅有1條，面臨較大的停水壓力;其二，臨時消防給水設施，水箱容積小，容易出現水量供應不足的現象;其三，臨時消防給水水泵非消防專用，難以保障消防用水量;其四，缺乏高位消防水箱;其五，消防給水管呈支狀分布，容易出現故障停水等問題。此外，超高層建筑系統復雜，施工期較長，消防設施后期臨永轉換將會耗費大量的人力物力。作者結合調查現狀以及相關設計安裝要求，從地下室結構施工階段、地上結構施工階段、裝修階段等方面對超高層建筑消防給水臨永結合技術進行闡述，詳細如下[3-4]。

3.1 地下室結構施工階段

通常情況下，超高層建筑施工期間室外消防用水多來自于市政系統。施工階段多從周邊引入2路供水，并在建筑物周邊布設管網和室外消火栓。超高層建筑在施工階段臨時道路與永久道路存在一定的差別，因此消防管道和消火栓均為臨時設施。地下室結構施工階段，應部署2座以上的消防水泵接合器，確保管道可以順利接入地下室并與消防環管相連。該階段消防水泵接合器為臨永合用，并且以距離室外消火栓15m以上為宜。超高層建筑地下室結構施工初期面臨的火災危險性較小，加之室內不方便設置消防水池和泵房，因此管道和消防栓多以臨時設施為主。隨著地下室結構施工逐步進入后期，則需考慮將消防水池和泵房臨永合用。通常情況下，地下室一層多設置有永久消防水池和消防泵房，其中，消防供水泵設置壓力開關，為自動啟動，以兩臺為宜，消防、生產水泵和管網各自獨立。我國消防法規規定，超高層建筑室內消火栓設計流量最低值為15L/s，火災延續時間最低值為1h，一次滅火用水量為54m3，與之相對應的室外消火栓設計流量最低值為20L/s，火災延續時間最低值為2h，一次滅火用水量為144m3。因此，臨永結合的消火栓系統室內外設計流程均不能低于20L/s，火災延續時間均不低于2h，一次滅火用水量均為144m3。

3.2 地上結構施工階段

為方便火災時疏散人員，為人們提供安全保障，超高層建筑必須分段設置避難層。通常情況下，第一個避難層高度不得超過50m，相鄰避難層之間的距離不能超過50m，避難層多設置有消防給水轉輸設備。下文從第1個轉輸設備層結構完工前、第1個轉輸設備層結構完工后、第2個轉輸設備層結構完工前、第2個轉輸設備層結構完工后等階段進行闡述。

首先，第1個轉輸設備層結構完工前。該時期只能采用臨時高壓供水系統，并由1套消防泵組供水。一般來說，該設備層標高在100m以內。供水系統采用減壓閥分區，防止消火栓口靜壓超標。立管多位于核心筒處，臨永合用兩根以上，見圖1所示。為保證施工安全，該階段內消防、生產管網獨立設置。

圖1 消火栓系統臨永結合臨時高壓供水示意圖

其次，第1個轉輸設備層結構完工后。該階段內配置永久系統，多以重力供水系統為主，設施容量30m3的消防轉輸水箱2座，30m3的消防臨永合用水箱2座，相關配件配置齊全。安裝消防轉輸立管、供水、轉輸合用泵，并設置壓力裝置，確保消防泵能夠自動啟動。由于高位消防水池尚未施工，減壓水箱難以發揮其功用，因此建議暫不配置減壓水箱。重力供水水源由轉輸水箱提供，管道應連為環網且臨永合用。高區供水泵安裝完成后，其他樓層仍以臨時高壓供水為主。需要注意的是，為確保轉換階段各個樓層的消防栓均能正常使用，在轉換時立管關閉數量不能超過1根。由于該永久系統為臨時系統，因此該層以下的管道不必轉換。

第三，第2個轉輸設備層結構完工前。通常情況下，標高在200m范圍內，多采用臨時高壓供水系統。為了滿足消防栓流量以及水壓的需求，一般采用減壓閥將高區消防泵組大供水區進一步細分，立管臨永合用以不少于兩根為宜。

第四，第2個轉輸設備層結構完工后。該階段技術相關要求與第二步類似，在此不詳細展開。其他轉輸設備層的臨永結合相關技術和工序與前文所述基本相同。

3.3 裝修階段

通常情況下，當超高層建筑主體結構施工至設計高度的一半時，底層建筑部分開始進行裝修作業。該時期內，可將消火栓箱依次更換為永久性消火栓箱。地下室管道綜合施工結束后，將橫管依次更換為永久性橫管。為保證消防系統的可靠性，每段同時關閉的消防栓數目以不多于5個為宜。

4 結束語

超高層建筑作為城市發展的標志性產物，集中展示了經濟與社會發展的先進程度。近年來，隨著我國國民經濟的高速發展，超高層建筑的不斷增多。截止目前，我國已經成為超高層建筑數量最多的國家之一。超高層建筑在方便了人們生活的同時，也帶來了火災防控、應急救援等系列難題，其中超高層建筑消防給水系統是其中最為重要的環節之一。目前，對于建筑高度在150m以下的建筑，多采用聯分區給水方式;建筑高超過250m的建筑多采用高壓串聯分區給水方式;建筑高度在150-250m之間的常采用臨時高壓串聯分區給水方式。根據我國建筑以及消防相關法規規定，超高層建筑施工期間必須配備消防給水設施。目前我國超高層建筑施工尚未實現消防給水設施的臨時、永久系統結合，因此開展超高層建筑消防給水臨永結合技術研究具有重要的現實意義和研究價值，也是近年來業內的研究熱點。國內外實踐顯示，超高層建筑施工時采用消防給水臨永結合技術，可以有效的發揮永久性消防給水設施的功效，具有較好的經濟效益和社會價值。作者認為，隨著超高層建筑主體結構施工階段的有序推進，分布實施消防給水臨永結合技術，能夠有效的節省項目投資，并為項目的安全實施提供堅實的保證。

參考文獻：

[1]徐云飛.基于工程實例探討超高層建筑消防給水系統[J].江西建材，2019（002）：107-108.

[2]祝羿，陸杰.超高層建筑群區域消防給水系統分析[J].建筑工程技術與設計，2018（017）：4463.

[3]錢毅.超高層建筑消防給水系統的可靠性應用研究[J].建筑工程技術與設計，2018（031）：3637.

[4]朱偉峰.超高層建筑消防供液干管系統的應用與優化[J].武警學院學報，2018，34（006）：54-57.