高層建筑消防栓設(shè)計(jì)分析

蘇阿茹

（泉州市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院　福建　泉州　362000）

高層建筑消防栓設(shè)計(jì)分析

蘇阿茹

（泉州市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院福建泉州362000）

隨著經(jīng)濟(jì)和建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，高層建筑由于其在改善城市形象、節(jié)約城市用地、提高人們生活質(zhì)量等方面存在很大優(yōu)越性，因此已逐漸成為建筑行業(yè)，尤其是商業(yè)地產(chǎn)的首選建造模式。但是高層建筑由于豎向空間延伸較大，火災(zāi)危險(xiǎn)性比一般建筑大得多，因此針對現(xiàn)階段高層建筑的逐漸廣泛應(yīng)用，一方面對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求越來越高，另一方面也對高層建筑的防火安全設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)，研究高層建筑消防問題在目前的高層建筑設(shè)計(jì)中是必須且迫切的。

高層建筑；消防栓設(shè)計(jì)；消防栓位置；系統(tǒng)壓力

安全性是建筑消防設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的部分，但在確保安全性的基礎(chǔ)上，還必須盡可能達(dá)到設(shè)計(jì)合理，經(jīng)濟(jì)適用，維修管理方便等要求。消防栓是室內(nèi)室外都應(yīng)用非常普遍的一種固定消防工具，其能在火災(zāi)救援過程中為滅火人員提供可用水源，達(dá)到及時(shí)隔絕助燃物、控制可燃物、消除著火源的作用。因此消火栓系統(tǒng)是撲救火災(zāi)的重要消防設(shè)施之一。本文將以消防栓的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和功效作為切入點(diǎn)，著重探討高層建筑消防栓的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

1　目前高層建筑消防栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的相關(guān)難題

（1）高層建筑消防系統(tǒng)缺乏完善的使用規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定我國的高層建筑（高于50m以上）要采取特殊防火要求，且防火設(shè)計(jì)方案需通過國家消防主管部門審議，但目前在高層建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上又沒有指向性非常明確的相關(guān)文件，因此在高層建筑消防栓的設(shè)計(jì)上有很大的隨意性，缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和管理，給后續(xù)的工程安裝和維修帶來了困難。

（2）客觀實(shí)際條件對高層建筑消防栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的限制。建筑消防栓常用的消防水槍的充實(shí)水柱為11.3m，因此對于高層建筑無法充分發(fā)揮其滅火效應(yīng)；另外一般高層建筑坐落的地區(qū)，市政供水往往達(dá)不到消防用水所需的水量和水壓；其次管道多集中設(shè)置于走道，在高層建筑中往往為了設(shè)計(jì)的美觀性，會(huì)設(shè)吊頂，用于隱藏結(jié)構(gòu)建筑梁、管道等，因此消防設(shè)備設(shè)施的設(shè)計(jì)和放置的位置有了相對的限制；還有高層建筑面積過大，房間過多，如果發(fā)生火災(zāi)，又存在消防管道架設(shè)困難、地形復(fù)雜等問題。

2　高層建筑性能化消防要求和消防栓的設(shè)計(jì)

高層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在高層建筑消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，凡建筑部分消防系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)最大工作壓力超過0.6MPa的，需依照服務(wù)范圍或供水壓力獨(dú)立設(shè)置消火栓系統(tǒng)。例如區(qū)域集中消火栓給水系統(tǒng)可配合分散的消火栓給水系統(tǒng)使用，臨時(shí)高壓消火栓給水系統(tǒng)可配合高壓消火栓給水系統(tǒng)使用等。

另外高層建筑（H>50）的消火栓給水系統(tǒng)可采取豎向分區(qū)，高度控制在45～55m，確保消火栓栓口靜水壓力小于0.80MPa，以防消防儲(chǔ)水在進(jìn)行火災(zāi)救援時(shí)在短時(shí)間內(nèi)耗盡，其次也更方便于消防隊(duì)員操作。分區(qū)并聯(lián)給水系統(tǒng)、分區(qū)串聯(lián)給水系統(tǒng)、不分區(qū)給水系統(tǒng)是高層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)比較通用的三類給水方式，與之相配合的有兩種增壓方式∶

（1）高層建筑如果采用串聯(lián)分區(qū)和并聯(lián)分區(qū)消火栓給水系統(tǒng)時(shí)，水箱高度設(shè)計(jì)時(shí)要求必須滿足最不利點(diǎn)消火栓所需的消防水壓，如果不能滿足就需在水箱出水管上設(shè)氣壓給水設(shè)備穩(wěn)壓裝置。

（2）高層建筑如果采用無水箱并聯(lián)分區(qū)給水系統(tǒng)時(shí)。由于其無水箱，消防泵不工作，是通過消防穩(wěn)壓裝置（氣壓給水穩(wěn)壓裝置）的正常運(yùn)行來進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)壓，目前高層建筑一般采用變頻調(diào)速供水或氣壓給水兩種方式。

（3）室內(nèi)消火栓的布置原則∶①為保證設(shè)計(jì)的美觀性和實(shí)用性，消防栓應(yīng)該盡量放置于公共空間的墻體內(nèi)，例如大廳、走廊等，另外要有醒目的標(biāo)注，其前方不能設(shè)置障礙物，妨礙消火栓門的正常開啟。③消火栓設(shè)計(jì)的間距要能保證同層或同一防火分區(qū)內(nèi)，其水槍充實(shí)水柱能達(dá)到被保護(hù)范圍內(nèi)的任何部位。③消防電梯前室應(yīng)設(shè)消火栓，栓口離地面高度宜為1.1m。④高層建筑的屋頂可設(shè)檢查用的裝有壓力顯示器的消火栓。

（4）室內(nèi)消防給水管網(wǎng)的布置。為保證室內(nèi)消火栓供水的可靠性，獨(dú)立的單元式住宅，進(jìn)行室內(nèi)消防給水管道設(shè)置時(shí)，考慮其結(jié)構(gòu)限制，可設(shè)一套獨(dú)立的消防給水系統(tǒng)；多單元式住宅，為保證其美觀性，節(jié)約工程造價(jià)，可將消防立管聯(lián)環(huán)，消防管網(wǎng)設(shè)計(jì)為環(huán)狀管網(wǎng)，設(shè)集中式消防加壓設(shè)施，來保障消防用水壓力，如集中消防加壓泵站。

3　事例分析高層建筑消防栓的設(shè)計(jì)

某一高層建筑為一地上19層，地下2層，總建筑面積約2.6萬m2，采用的是框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，耐火等級二級，建筑物耐久年限50年。該建筑面積大，空間、層次復(fù)雜。功能區(qū)多，消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜。消防水量大，消防水泵數(shù)量過多。由于消防用水量非常大，造成消防水池面積很大，并且需要水泵數(shù)量多，地下室空間有限。同時(shí)，建筑形狀造成消防設(shè)施受限。受到高層建筑形狀影響，該建筑無法再建筑高處設(shè)置水箱。設(shè)置消火栓的給水系統(tǒng)以及配置。該建筑空間復(fù)雜，各功能廳所需消防設(shè)備不同。自動(dòng)噴水系統(tǒng)，建筑空調(diào)負(fù)荷集中，防排煙要求比較高，導(dǎo)致空調(diào)排風(fēng)管、防排煙通風(fēng)管建筑面積較大。各個(gè)功能廳實(shí)際情況不一，架設(shè)自動(dòng)噴水設(shè)備規(guī)格不一。其消防栓的設(shè)計(jì)如下∶

3.1室內(nèi)消防栓的布置

由于地下室使用面積有限，所以消防水池，消防水泵統(tǒng)一設(shè)置在室外，消防水泵采用潛水式，不另外設(shè)置泵房。消防水泵進(jìn)水口沉入水中，不需要附屬上吸裝置。由于建筑形狀所限，無法再高處設(shè)置水箱，可在劇場地下室內(nèi)安裝一套18m3的氣體頂壓消防給水設(shè)備代替水箱，供給初期用水，和維系消防系統(tǒng)壓力。消火栓給水系統(tǒng)，圍繞劇場環(huán)形設(shè)置，設(shè)置4個(gè)室外消火栓，室內(nèi)消火栓用水由環(huán)形網(wǎng)接入。消火栓配置SN65室內(nèi)消火栓一個(gè)，25m長水帶，直徑19水槍一個(gè)，消防卷盤一套，手提式滅火器3個(gè)，地下室部分采用不銹鋼消火栓箱，內(nèi)部設(shè)置減壓、穩(wěn)壓消火栓，觀眾廳，舞臺(tái)，等空間較大處，配置用無后坐力水槍。地下室無吊頂，選用直立噴頭，濺水盤與頂板距離75～150mm。建筑內(nèi)一些通風(fēng)管道其他類型的負(fù)荷較高的建筑，風(fēng)管下部中間位置架設(shè)噴頭。噴淋系統(tǒng)在室外設(shè)置消防水泵接合器。

3.2水槍充實(shí)水柱長度[1]

發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火場的輻射熱使消防人員無法接近著火點(diǎn)，因此，從水槍噴嘴噴出的水流，應(yīng)該具有足夠的射程，保證所需的消防流量到達(dá)著火點(diǎn)。當(dāng)水槍的充實(shí)水柱長度過大時(shí)，射流的反作用力會(huì)使消防人員無法把握水槍滅火，因此充實(shí)水柱長度一般不宜大于15m，且不能小于10m，消防栓的水槍充實(shí)水柱應(yīng)通過水力計(jì)算確定，，經(jīng)計(jì)算設(shè)計(jì)充實(shí)水柱長度為11.21m。

3.3消防栓保護(hù)半徑[2]

影響消防栓保護(hù)半徑的因素有∶消防水帶長度和實(shí)際充實(shí)水柱長度，《高規(guī)》第7.4.6.6條文規(guī)定∶水帶長度不應(yīng)超過25m，設(shè)計(jì)時(shí)消防水帶按25m計(jì)算，經(jīng)計(jì)算可知該工程消防栓的保護(hù)半徑為23m。

3.4系統(tǒng)壓力設(shè)計(jì)

該建筑屬于二類高層建筑，建筑高度為39.4m，設(shè)計(jì)消防栓給水系統(tǒng)時(shí)不分區(qū)，經(jīng)計(jì)算三層以下的消防栓栓口出水壓力大于0.5MPa，需采取減壓措施。設(shè)計(jì)在三層以下樓層的消防栓采用減壓穩(wěn)壓型消防栓。高位水箱設(shè)置高度及增壓穩(wěn)壓設(shè)施對消防栓栓口產(chǎn)生的靜壓小于1.00MPa；消防栓系統(tǒng)經(jīng)過減壓穩(wěn)壓后栓口出水壓力小于0.5MPa。為了檢查消防栓給水系統(tǒng)是否正常運(yùn)行及保護(hù)本建筑物免受鄰近建筑火災(zāi)的襲擊，一般在室內(nèi)消防栓給水系統(tǒng)的屋頂設(shè)置一個(gè)實(shí)驗(yàn)消防栓，設(shè)置在水箱間。連接室內(nèi)消防管網(wǎng)與室外消防車的水泵連通器。其分為地下式、地上式、墻壁式，水泵接合器由消防接口、單向閥、安全閥、閘閥組成[3]。

4　結(jié)束語

綜上所述，高層建筑消防栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全可靠性，會(huì)直接關(guān)乎人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此必須高度重視。同時(shí)也要盡量滿足設(shè)計(jì)合理，經(jīng)濟(jì)適用，維修管理方便等要求，因此相關(guān)設(shè)計(jì)人員務(wù)必在設(shè)計(jì)過程中要立足實(shí)際，謹(jǐn)慎考慮，細(xì)心比較，才能把消防栓系統(tǒng)工程做得更完善。

[1]王賢奕，葉生輝.中小城市高層建筑消防安全探討[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009（18）∶84～85.

[2]張義國.淺析小城市高層建筑消防安全[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2010（03）∶114～115.

[3]蔡文毅，丁飛，俞烈濤.談高層與超高層建筑給排水設(shè)計(jì)的若干問題[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2009（11）∶53～56.

TU976.5

A

1673-0038（2015）11-0020-02

∶2015-2-22

∶蘇阿茹（1983-），中級，本科，主要從事建筑給排水工作。