高層建筑消防給水系統(tǒng)分類與選擇應(yīng)用

彭志華

（湖北省漢江公安消防支隊(duì)，湖北 仙桃 433000）

高層建筑消防給水系統(tǒng)分類與選擇應(yīng)用

彭志華

（湖北省漢江公安消防支隊(duì)，湖北 仙桃 433000）

隨著越來(lái)越多的高層和超高層建筑被設(shè)計(jì)和投入使用,給消防安全的管控帶來(lái)了更大的壓力。本文以高層建筑的消防給水系統(tǒng)分類和選擇為題進(jìn)行研究，綜合論述了目前常見(jiàn)的高層建筑供水方式，并對(duì)比了其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

高層建筑；消防安全；消防給水；分類選擇

1 消防給水系統(tǒng)的分類

按照消防給水的類型不同進(jìn)行分類可以分為兩種不同的類型，分別為自動(dòng)噴水滅火給水系統(tǒng)、消火栓給水系統(tǒng)。其中消火栓給水系統(tǒng)又可以分為室內(nèi)的消火栓給水系統(tǒng)以及室外的消火栓給水系統(tǒng)兩種。

1.1 自動(dòng)噴水滅火給水系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中所含有的報(bào)警閥以及相關(guān)的管道設(shè)施和傳輸泵在內(nèi)的給水設(shè)施。一般在高層建筑中自動(dòng)噴水滅火給水系統(tǒng)所含有的設(shè)施除了泵類和必要的供給水管道以外，還有防止水壓不夠所提供的單獨(dú)消防水箱。其容量一般根據(jù)樓層的高度不同而發(fā)生變化，一般而言樓層越高，自動(dòng)噴水滅火給水系統(tǒng)的消防水箱容量越大。

1.2 消火栓給水系統(tǒng)

消火栓給水系統(tǒng)分為室內(nèi)和室外兩種，對(duì)于這兩種不同類型的消火栓給水系統(tǒng)而言，其水源均來(lái)自對(duì)應(yīng)的消防栓，室外消火栓給水系統(tǒng)的給水來(lái)自室外，在進(jìn)行滅火時(shí)也是直接從外部進(jìn)行滅火。而室內(nèi)的消火栓給水系統(tǒng)則相反，其給水來(lái)源來(lái)自于建筑內(nèi)部的消火栓。從構(gòu)成上來(lái)看，由于部分室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)安裝在高層建筑內(nèi)部，因此其構(gòu)造上也存在一定的差異。大多數(shù)的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)還會(huì)含有一些增壓設(shè)施、消防卷盤等輔助滅火設(shè)備。

2 高層建筑消防給水的幾種形式

2.1 高位消防水池供水形式

在進(jìn)行滅火時(shí)需要用到大量的水，而由于受到水壓的限制其給水條件也顯得相對(duì)較高。考慮到火災(zāi)發(fā)生時(shí)對(duì)于供電系統(tǒng)的影響，考慮滅火給水系統(tǒng)的可靠性時(shí)，除了采用水泵的方式對(duì)常規(guī)的水源進(jìn)行增壓來(lái)實(shí)現(xiàn)消防用水的供給以外，還考慮在高位設(shè)立對(duì)應(yīng)的高位消防水池。一般而言，高位消防水池都建設(shè)在高層建筑的樓頂處，在日常的供給水過(guò)程中，通過(guò)增壓水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高位消防水池的水量存儲(chǔ)。但是考慮到儲(chǔ)存水量，對(duì)于一些樓層特別高的高層建筑而言，高位消防水池也會(huì)采用分布式的方式來(lái)進(jìn)行設(shè)置。所謂的分布式是采用分散的方式來(lái)安置高位消防水池，例如50層以上的高層建筑會(huì)在大樓的中部增設(shè)對(duì)應(yīng)的高位消防水池，其優(yōu)點(diǎn)在于兩個(gè)方面。第一是通過(guò)增設(shè)高位消防水池可以有效防止救火過(guò)程中的水源供給不足的現(xiàn)象。第二是多個(gè)高位消防水池不一定獨(dú)立（電氣的水泵方面可能存在關(guān)聯(lián)），但是其水路相對(duì)獨(dú)立，因此對(duì)于整個(gè)滅火供水系統(tǒng)而言，其系統(tǒng)的魯棒性更高。

2.2 消防專用水泵

高位消防水池在日常情況下都處于蓄水狀態(tài)，在居民用水較為緊張時(shí)，也可以通過(guò)高位消防水池改善居民用水情況。因此，高位消防水池存在日常用水以及消防用水的兩種用途，在我國(guó)的高層建筑中也較為常見(jiàn)。但是其供水時(shí)間較短，一般只能供給高壓的消防用水5～10分鐘。所以對(duì)于大型火災(zāi)的撲救方面不能起到足夠的水源供給效果。與高位消防水池不同，消防專用水泵是針對(duì)高層建筑的專門的消防供水系統(tǒng)，其供給的關(guān)鍵是通過(guò)專用水泵不斷增加水壓來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)消防用水的供給。根據(jù)其加壓形式的不同可以分為三種不同的類型。第一種是一次加壓系統(tǒng)，第二種為串聯(lián)加壓系統(tǒng)，第三種為并聯(lián)加壓系統(tǒng)。其優(yōu)缺點(diǎn)的論述如下。

（1）一次加壓系統(tǒng)。所謂一次加壓系統(tǒng)則是通過(guò)在單一的位置布置水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)消防用水的供給。其優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，維護(hù)、操作方面都更加便捷。但是該系統(tǒng)的魯棒性也相對(duì)較差，如果一次加壓系統(tǒng)中出現(xiàn)故障，則不能保障消防用水的供給。另外在適用范圍上也存在一定的限制，由于水壓與水柱的高度相關(guān)，因此樓層越高的高層建筑其需要的消防供水壓力也相對(duì)越大。在采用一次加壓系統(tǒng)進(jìn)行消防用水的供給時(shí)，為了適應(yīng)于樓層更高的建筑則需要加大水泵的壓力。但是對(duì)于水泵而言，其零部件的構(gòu)造受到制作材料和制造工藝的限制，可以承受的壓力存在上限。為了保障消防用水供給的可靠性，對(duì)一次加壓系統(tǒng)的使用范圍進(jìn)行了限定。

（2）串聯(lián)加壓系統(tǒng)。串聯(lián)加壓系統(tǒng)相對(duì)于單次加壓系統(tǒng)而言，是通過(guò)多個(gè)水泵在水路方面的串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于高層建筑消防用水的供給。特別是單次加壓系統(tǒng)對(duì)于超高層建筑不能有效提供消防用水的情況下一般采用串聯(lián)加壓系統(tǒng)，其原理圖如上圖1（b）所示。由于將不同的水泵在高層建筑中進(jìn)行了分布式的布置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于超高樓層的消防用水供應(yīng)。其優(yōu)點(diǎn)在于：第一保障了消防用水的水壓，第二相對(duì)于單次加壓系統(tǒng)，串聯(lián)加壓系統(tǒng)的系統(tǒng)魯棒性更好。當(dāng)單臺(tái)水泵中出現(xiàn)故障時(shí)，串聯(lián)加壓系統(tǒng)仍然可以保持運(yùn)行，但是表現(xiàn)為系統(tǒng)的運(yùn)行效率降低。串聯(lián)加壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)也十分明顯，主要表現(xiàn)為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)雜、維護(hù)困難。在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)的故障排查相對(duì)困難，例如一個(gè)4水泵串聯(lián)的加壓系統(tǒng)，其中一臺(tái)水泵發(fā)生故障時(shí)，則需要對(duì)所有水泵進(jìn)行全面的排查，對(duì)于故障水泵并不能快速的鎖定。

（3）并聯(lián)加壓系統(tǒng)。并聯(lián)加壓則具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，但是其建設(shè)成本相對(duì)較高，設(shè)計(jì)、建造和故障排查都相對(duì)困難。所謂的并聯(lián)加壓系統(tǒng)是采用并聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)高層建筑的消防用水供給，其特點(diǎn)在于有兩條或者以上的單獨(dú)高層消防供水渠道。由于不同的加壓系統(tǒng)相互獨(dú)立，因此在設(shè)計(jì)和建造成本上都相對(duì)更高。其系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性更好，在其中一套消防供水系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)依然可以正常運(yùn)行，為消防用水提供供給渠道。因此，相對(duì)于另外兩種消防供水方法而言，并聯(lián)加壓系統(tǒng)一般用于非超高層、重要建筑的消防供水。

3 消防給水方式的選擇

通過(guò)上一節(jié)關(guān)于高層建筑消防供水方式的介紹可以發(fā)現(xiàn)，不同的供水方式在不同的方面都具有其自身的優(yōu)點(diǎn)，例如消防水池的方法具有更好的適應(yīng)性，在防止火災(zāi)和為人們用水的便利性方面都可以提供更好的支撐。在城市供水受限以及發(fā)生火災(zāi)的極端情況下依然可以較好的輔助火災(zāi)的撲救。而消防專用水泵的方式有三種不同的選擇適用于不同的高層建筑類型。考慮到不同因素對(duì)于消防用水的影響，本文從水泵的位置布置、消防水箱的位置等來(lái)進(jìn)一步分析消防給水的方式選擇。

3.1 消防水泵的位置設(shè)定

為防止消防水泵的空載運(yùn)行，即消防水池中盡量保持有較多的消防用水，一般在設(shè)置消防水泵的位置時(shí)一般采取的位置是位于地下室，并且消防水池的水主要是供給消防車的消防水。因此在采用消防車的水泵進(jìn)行吸水的時(shí)候與消防水池的水面高度落差不要超過(guò)6米。除此之外還需要注意的是如果消防水池還有室外用水，那么消防水池一般在室外水的下一層。

3.2 高位水箱的位置

高位水箱一般分為兩種。一種是設(shè)置在屋頂?shù)母呶凰洌硗庖环N是對(duì)于超高層建筑，會(huì)有增設(shè)的高位水箱位于建筑的中部。其位置安置于整個(gè)高層建筑的頂層或者是中間的設(shè)備層、避難層的位置。并且當(dāng)建筑高度不超過(guò)100m時(shí)，最不利點(diǎn)消火栓的靜水壓力不應(yīng)低0.07MPa；當(dāng)建筑高度超過(guò)100m時(shí)，最不利點(diǎn)消火栓的靜水壓力不應(yīng)低于0.15MPa。屋頂水箱的設(shè)置高度還應(yīng)保證自動(dòng)噴水滅火最不利點(diǎn)噴頭的工作壓力不低于0.05MPa。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市的土地資源越來(lái)越寶貴，越來(lái)越多的高層和超高層建筑被設(shè)計(jì)和投入使用。一方面改善了城市使用土地緊張的局面，另一方面也給消防安全的管控帶來(lái)了更大的壓力。為此，本文以高層建筑的消防給水系統(tǒng)分類和選擇為題進(jìn)行研究，綜合論述了目前常見(jiàn)的高層建筑供水方式，并對(duì)比了其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，指出了不同重要程度的高層建筑在選擇消防供水方式上的差別。

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