對建筑消防給水系統設計的思考

王毅

摘要：在象征城市繁榮與發展的同時，保障高層建筑消防安全的建筑消防給水設計，也就成了給排水設計中的重要部分。本文對高層建筑給水系統的重要性、消防給水系統的構成、消防給水系統設計及可靠性的方法措施分析進行了探討，僅供參考。

關鍵詞：高層建筑；消防系統；消防給水；系統設計

中圖分類號： TU97文獻標識碼： A

引言

在建筑消防系統設計中一個十分重要的部分就是消防給水設計，是整個建筑消防系統發揮作用的基礎，對于整個消防系統功能的發揮起著至關重要的作用，直接決定了建筑的消防系統功能的發揮。

一、高層建筑給水系統的重要性

由于高層建筑層數多，建筑高度高，與低層和多層建筑相比，高層建筑發生火災的危險性大，往往具有：火災的隱患多，火種多；火勢猛、蔓延快；人員疏散困難；消防設備設施不夠完善，補救難度大；傷亡慘重，經濟損失巨大。撲救高層建筑火災，水是主要的滅火劑。所以做好高層建筑消防給水系統是異常重要的。

二、消防給水系統的構成

一般而言，消防給水系統的構成主要分為三大類，即室內消火栓給水系統、室外消火栓給水系統和自動噴水滅火給水系統。首先是室外消火栓給水系統，其主要包括室外消防供水管網以及室外消防水池兩大部分，在滅火時，只需要將消防水池水加壓或者對室外消火栓進行加壓處理。其次是室內消火栓給水系統，對于該系統而言，其構成內容較多，包括消防供水管網、消防水池、增壓設施、穩壓設施以及高位消防水箱。在需要滅火時，啟用消防卷盤和室內消火栓進行滅火即可。另外是自動噴水滅火給水系統，其主要由消防穩壓設施、消防水箱、消防增壓泵、消防水源、報警閥等組成，在滅火時，通過啟動其中的報警閥，結合給水設施進行滅火。

三、高層建筑消防水源的設計

高層建筑設計消防水池的目的是儲存足夠的消防用水，其設計質量直接影響滅火效果。《高層建筑設計防火規范》做出明確規定:“市政給水、進水管道或者天然用水不能滿足消防需求；市政給水管道呈現枝狀，或僅有一道進水管，只要滿足任一上述條件，就必須布置消防水池。”用于消防的水源不僅要水量充足，水質更要有所保障，即就是既不能在滅火時出現斷水，也不能出現水質過差的情況，水質過差雖然對消防工作影響不大，但卻給后續工作帶來難度。發展前期的消防水源多位于一層或多層建筑中，為了保障水質達標，往往將消防水源和生活水源合并使用，由于生活水源的更新速度較快，從而使消防水源長期處于快速流動的狀態，進而使得水質能夠符合要求。在《建筑給水排水設計規范》GB50015—2003(2009版)中對消防用水和生活用水合并條件做出了明確要求，兩者合并的前提是小區內部的生活用水貯存量必須比消防用水貯存量大，兩者被合并后要將共同貯水池的的水流更新時間控制在48小時以下，若不能滿足上述兩個條件，則兩者必須分開設置。因為高層建筑的消防用水形式較為廣泛，因此消防用水貯存量的確定成為一個難題，貯存量過小不能滿足消防用水需求，減弱消防安全性，貯存量過大，在保障水質上必然要加大投入，從而降低消防設施的效益。《高層民用建筑設計防火規范》GB50045—95(2005版)對消防用水貯存量做了明確規定，“高層建筑室外給水管網能滿足室外滅火需求時，消防用水貯存量應能滿足室內滅火的需求。反之若室外給水管網不能滿足室外滅火的需求時，消防用水貯存量應滿足室內滅火用水和補足室外滅火用水。”為了滿足上述兩條規定，我國當前的消防用水貯存主要采取兩種設計方法，第一種是在消防水池中貯存滿足室內外滅火需求的消防用水；第二種方法是，在消防水池中貯存的水量僅滿足室內滅火。上述方法各有長短，若采用第一種，由于消防水池內存水較多，其容積較大，既造成了水資源浪費，又增大其他設備的投入成本，同時也提升了水質管理難度。但這種方法在設計上能解決來自自來水公司的難題，適合被應用在市政供水困難的區域；若采用第二種，在設計時如果不將火災發生時，水池怎樣及時補水考慮進去則不可取。但若確保室外給水管網能滿足室外滅火用水需求，則第二種方法能降低成本，同時在設計時只要注意增寬水池的進水渠道，就能有效解決補水問題，兩種方法在選用時，要注意因地制宜。

四、高層建筑消防給水系統設計

1、室內消火栓設計

不分區的室內消火栓系統的供水方式，可以由室外消防環網直接供水，或是利用消防水池及消防水箱中的消防貯水，通過消防主泵供水，也可以由消防車通過水泵接合器向室內管網供水進行滅火。如果消防水箱由于樓層高度不夠而造成最不利點消火栓靜壓不足，需要設置穩壓泵或是穩壓罐來維持平時的消防壓力。多層及100米以下的高層建筑多采用不分區的室內消火栓系統，串聯分區消防給水系統的給水管網通過消防水泵或串聯消防泵分級向上供水，串聯消防水泵設置在設備層（避難層）內，高度在100m以上的建筑可以采用這種供水系統。串聯消防分區又可分為轉輸串聯分區給水系統和直接串聯分區給水系統兩種。并聯分區的室內消火栓給水系統各區有各自的專用消防水泵，集中布置，便于維護管理。缺點是高區消防泵需要使用耐高壓管材與管件，在消防高區，如果消防車供水壓力不夠時，水泵接合器將失去作用。這種供水系統一般適用于分區數較少的建筑。

2、水泵接合器設計

水泵接合器是當室內消防水泵發生故障或室內消防用水不足時，連接消防車從室外消火栓或消防取水口取水將水送到室內消防管網滅火的設施。根據相關規范，消防水泵接合器的數量應按室內消防用水量經計算確定，每個水泵接合器的流量應按10～15L/s來計算確定。水泵結合器的數量不宜少于2個，且宜分散布置。當消防車的供水能力不能滿足建筑物消防給水系統的壓力要求時，還應設置消防車接力供水泵。消防水泵結合器宜采用地上時，方便使用。

3、消防水池設計

對于生活用水與消防用水合用水池，由于水池容積較大，就更加應該保障水質的安全衛生。在設計過程中應該盡量把生活用水和消防用水的水池分開建設。另外也可以采用各建筑、小區的生活用水水池各自建設,生活用水水池的儲蓄量也不會太大,這樣水在水池中的停留時間也就不會太長,可以有效的保證其水質,也避免造成水質的二次污染。而消防用水水池則可以采取若干小區或者建筑在統一區域內合建的方式，而集中進行消防供水。對于消防用水的質量問題,目前來說比較經濟合理的方法如下:?消防水池設置消防車取水裝置，這樣在附近的其他區域發生火災時,消防車就可以在此水池中取水滅火。這樣不但可以增加消防車取水水源,又加快了消防水池內儲水的循環；可以建設一套進行綠化、清洗道路等的雜用水水泵,以此來加快雜用水的利用；如果有條件的話,可以在確保消防用水的條件下,利用消防儲水來對環境用水進行補充，以及加快水循環利用。

4、水噴霧滅火系統給水泵和穩壓泵的設計

對一般民用建筑而言，常用的設置水噴霧的場所有柴油發電機房和燃油燃氣鍋爐房。按民用建筑設計只考慮一次火災的原則，水噴霧系統與自動噴水系統不會同時使用，可以合用一組給水泵。一般而言，自動噴水泵的流量和壓力是滿足水噴霧設計參數的，有時壓力偏高（如大于0.6Mpa）時應設減壓閥減壓。如果分別設置給水泵組，水噴霧系統是否應設穩壓泵（消防檢測機構要求設，有何依據）是否應與高位水箱相聯？從設計原理來講，可以與自動噴水系統相連，合用高位水箱和穩壓泵組，技術上合理，并且節省投資和運行費用。

5、自動掃描滅火系統

商住樓的大廳，設計采用自動掃描滅火系統，與自動噴水滅火系統報警閥前合用，當探測器監測到火災發生，自動掃描滅火裝置可進行掃描并鎖定火源點后，開啟噴灑泵及相應的電磁閥進行滅火同時前端的水流指示器反饋信號到聯動控制柜。系統用水量設為10m3，供水壓力為0.6MPa。

五、消防給水系統可靠性的方法措施分析

在對高層建筑消防給水可靠性的方法措施分析時，我們要對高層建筑消防給水系統的各個部分如消防管網、消防水箱、泵房、消防水池等進行可靠的整合，使之形式一個合理有效整體，這時我們就要對系統進行選擇，我們應首先保證系統的安全可靠性，然后盡量選用經濟合理的供水形式。消防系統按服務范圍分為：獨立的消防給水系統和區域集中的消防給水系統。筆者建議同一時間內只考慮一次火災的居住區、建筑組團可采用區域消防給水系統：鄰近高層建筑共用消防水池，水箱及供水加壓設備。區域集中的消防給水系統消防水池、高位消防水箱的容量應按消防用水量最大的一幢高層建筑計算，消防水箱應設置在區域內最高一幢建筑的頂部，消防水泵的供水能力應滿足消防設施用水量最大一幢建筑的消防用水量和。

結束語

高層消防給水設計時不僅要滿足規范要求，而且還要將系統設置的技術的可靠性，實際的可操作性，經濟的合理性綜合考慮，只有技術可靠、實際操作方便，才能確保在突發火災事故的處置中取得最大的成效。

參考文獻

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