高層公共建筑消防水系統的設計研究

摘 要 了解當前國內外高層公共建筑的火災現狀，根據高層公共建筑火災特點，分析火災成因，明確該類建筑適用的消防水系統及可靠性，找出系統從設計到使用的過程中可能出現的問題，根據高層公共建筑自身防火要求，依據國家頒布的各種相關規范，提出較好的解決方案，提高此類建筑消防水系統的質量。

關鍵詞 高層公共建筑 消防水系統設計 福建地區

中圖分類號：TU821.6 文獻標識碼：A

0引言

現代民用建筑中，高層建筑的消防給水系統必須要考慮到環境以及火災特點，基于高層建筑的基本用途科學規劃消防給水系統，以確保消防安全以及給水工程建設的集約化，實現節能、合理以及高效，以滿足人們日常生活居住所需。近年來由于城市建設用地逐漸減少，公共建筑的高度逐漸上升，為確保建筑居住安全，消防給水系統也要伴隨建筑轉變而優化，才能夠滿足高層建筑火災撲滅的要求。

在常規設計中，建筑物室外消防栓系統宜采用低壓消防給水系統，室內應采用高壓或臨時高壓消防給水系統，且不應與生產生活給水系統合用。穩高壓消防給水系統，滿足高層公共建筑的給水、排水工程量建設以及系統維修保養成本支出，作為常見的消防給水系統，其自身操作控制較為簡單，技術性能非常穩定。穩高壓消防給水系統在高層公共建筑中的使用，首要實現技術上改進以及設計理念的優化，基于高層建筑消防給水系統存在的問題，結合火災時建筑物自身消防設施的自救，優化高層公共建筑的消防給水系統設計，使得穩高壓給水系統能夠根據高層公共建筑的特點以及實際火災發生情況，發揮自身的作用，合理運用相關規范及技術要求，實現消防給水系統的正常、安全運行。

1國內外公高層公共建筑火災特點及適用的消防水系統

現代化發展下由于生態資源遭受破壞、我國水資源污染嚴重，高層公共建筑消防給水系統設計中，必須要充分考慮節水問題，以實現可持續發展。高層公共建筑在福建地區逐漸普及，由于福建是臨海省市，其工業用地、生活用地等比較緊張，城市發展下的高層公共建筑集群愈加普及，以解決城市規劃用地減少的難題，緩解人口增多導致的用地壓力。高層公共建筑內部功能復雜、可燃物多，所以高層公共建筑火災蔓延快、撲救難度大，物資疏散比較困難，因此建筑物自救必須要優化內部消防設施建設。

國外對高層公共建筑消防安全系統的設計，早已不局限于消防給水系統，而是以新逃生方法為主，德國是以可充氣折疊式逃生方艙為主，通過監測火災的發生自動充入氮氣，啟動后順著建筑外墻面向地面緩慢移動，人們從樓頂及窗外進入艙內，以確保人員疏散；美國主要是以電磁逃生系統為主，逃生者穿繩金屬救生衣后直接進入豎井中，點電瓷片在豎井中會以向上阻力安全緩慢降落到地面。在我國，消防栓是基本的滅火設備，依據供水對象消防栓可以分為消防綜合給水系統以及獨立消防給水系統，以高壓、臨時壓以及消防低壓給水系統為主，高層建筑主要是采用濕式高壓消防給水系統，給水方式主要有分區并聯方式等。室內消防栓主要是在考慮消防栓布置間距及消防栓的保護半徑等的基礎上，科學放置，根據高層建筑性質合理劃分消防栓系統，以環狀管網為主，實現供水干管與消防豎管雙向供水。福建地區高層公共建筑消防給水系統中2011年爆出《福建南平市區部分建筑消防供水系統告急》之后，就針對全省地區的建筑消防供水系統進行全面排查以及設施維修，高層公共建筑的消防給水系統設計及建設也逐步加強，由于常用的穩高壓消防給水系統無法直接應用于高層公共建筑中，要依從國家相關政策以及下屬消防管理部門的規定，以經濟適用以及安全供水為前提，實現消防給水系統的優化設計，以降低福建地區高層公共建筑火災起火數量以及提高滅火速度。

2福建地區高層公共建筑消防水系統設計存在問題及解決對策

福建地區高層公共建筑消防水系統中主要存在給水系統超壓、自動噴淋系統設計不合理、消防栓設計失當、消防水箱使用問題等，這些問題導致福建不少高層公共建筑系消防供水不到位，導致居民處于“火山口”。原本匹配的消防系統無用，不僅造成居民居住恐慌，當火災來臨時也增加了消防滅火的困難，其中以糧順大廈尤為突出，其位于南平市東山路，是一座地上 17 層、地下 4 層的高層建筑，早在2006年就完成的一戶一表的改造，其生活用水是直接有市政管網供應，可消防用水卻在改造之后“斷流”。改造之后消防泵的使用一方面是配電柜的電源被切斷，導致水泵無法使用，另一方面則是長期無人維護保養，南平市梅峰路的富民廣場小區消防系統則是嚴重癱瘓，地表下沉以及消防用電被切斷等問題，使得小區內部的消防給水系統根本無法正常運行等等。這些問題一方面是由于當地消防維護以及設備更新不到位，另一方面也是由于在設計中管網以及消防系統沒有考慮到實用性，以致于高層公共建筑消防水系統不足。

2.1給水系統超壓

消防給水系統超壓問題是由于系統內部的水壓力遠高于正常工作的壓力極限值，導致器材、配件以及附件等等損壞嚴重，難以維持消防給水系統的正常運行。高層公共建筑重常出現這類問題，福建地區由于城市規劃用地緊張，高層公共建筑的高度逐年上升，為確保生活用水供給到位，消防系統管網以及生活用水管網的供水壓力較廣，所選取的水泵都是以高壓為準，對高層建筑實際供水需求沒有實踐聯系，使得水泵承受的壓力較大，嚴重影響消防系統的滅火以及供水，減壓與泄壓的操作要以實際消防系統超壓問題為主，根據系統出水量進行采用不同的減壓方式。

無論是豎向分區還是水泵選取，都必須要以高層建筑的實際供水為主，設計減壓措施，以減壓措施的設計確保消防給水系統的正常運行，例如節流管和減壓孔板等等，減小消防栓栓口的壓力以及采用減壓閥降低豎向分區的動靜壓。在糧順大廈的消防系統優化設計中，考慮到大廈的實際使用以及建筑內部情況，超壓改造中，主要是以減壓閥以及節流管為主，一是實現供水系統供水工程的節能處理，以節能減排為主避免消防設施的資金過多投入，在滿足商業建筑群投資需求的同時采用減壓閥，解決超壓問題確保消防供水系統的穩固使用，并且在整體消防水系統從市政供水系統中分離出，依照改造后管網的分布，重新進行穩高壓消防供水及排水系統設計，以分區并聯給水方式為主，實現供水干管與消防豎管雙向供水，實現生活用水與消防用水的分離及相互協助，確保火災發生時，消防栓水壓正常，配電柜電源供電穩定，還需要定期進行維修護理以及設備設施更新。

2.2自動噴淋系統設計不合理

自動噴淋系統作為高層建筑給水系統的核心內容，依據我國《自動噴水滅火系統設計規范》（附條文說明） ，高層建筑應該設置自動滅火系統，除非是不宜用水保護以及滅火的地方，特別是集中空氣調節系統且總建筑面積大于3000 m2 等。高層建筑自動噴淋系統建設中，要以建筑實際情況展開設計與使用，依照國家和相關部門的規定。以1980年美國拉斯維加斯的米高梅大飯店為反面案例，確保噴淋系統設計合理以遏制大樓內火災的迅速蔓延。雖然現階段我國福建地區的自動噴淋系統覆蓋面大體上滿足國家規定，但其重點部位設計以及選材等還是存在很多不合理的現象，特別是飯店。飯店與酒店作為高層公共建筑之一，其消防標準更高，可中央空氣調節系統以及扶梯、走廊以及超過800mm的悶頂，由于高層建筑人員機密，室內裝修存在較多可燃性材料和雜物，都會阻礙滅火及人員逃離，加上不少福建飯店都是采用傳統封閉式的噴淋系統，更加不利于火災發生的消防水系統用水供給。自動噴淋系統選材不當則是由于管道出現腐蝕現象，支架選材難以承受整個系統重量等等。

因此在選材以及重點部位設計中，必須要以高層建筑的實際情況為主，飯店以及酒店等應該采用電子集成化的自動噴淋系統，現階段比較出色的GSM 的水情數據自動采集系統，圍繞GSM 的水情數據自動采集系統對酒店內部環境進行數據采集，以遠程控制為主針對酒店內的消防供水系統以及自動噴淋開啟進行自動控制，確保酒店內部的自動噴淋裝置能夠依據實際情況自動開啟，在人員聚集程度以及電氣線路調整的基礎上完成新型高科技的自動噴淋系統的應用。此外根據飯店及酒店供水管道的特殊性，選擇符合實際情況的材料，以材料抗低溫能力、抗腐蝕等性能為基礎，針對消防流量選擇管道型號。實際上福建地區的高層公共建筑——酒店、飯店、商業大廈以及劇院等等，可以仿照上海大劇院的消防給水系統設計，綜合性考慮各種建筑環境因素、人員因素等等，根據以發生火災的最壞情況所需的消防流量以及火災應對機制，加大建筑自動噴水系統設計流量，根據建筑室內不同功能，設計適合的管網形式，安裝適宜的噴頭，選擇合適的材質，從而構建完善的大面積、大空間高層建筑自動噴水滅火系統，以滿足實際需求。

2.3消防栓設計不科學

現階段福建高層建筑消防給水系統主要是以消火栓為主，但多數高層公共建筑消火栓的設計并不滿足實際需要。無論是在室內還是室外的消火栓設計中，數量以及供水量有時無法滿足要求。特別是各級消火栓系統水泵啟動方式存在問題，一是聯動控制下，由于聯動接口較多，還需要通過消防控制室的控制臺，啟動時間較長，二是消火栓箱里直接啟動消防栓系統的動作按鈕，啟動存在問題，不少地區發生火災時難以直接啟動消火栓，導致火災蔓延。為了提高滅火成功率，優化消火栓的設計是必然舉措。

現階段我國登高消防車以及消防云梯的工作高度主要在50m以內，所以高層建筑的消防救火主要是依靠室內的消火栓及自動噴淋系統。為了確保高層公共建筑發生火災時的人員安全疏散，必須要及時撲滅火。因此必須要依據實際情況選擇消火栓及自動噴淋系統。以國家標準設置消火栓的數量，依照消火栓的滅火范圍以室內全覆蓋，室外便于使用的原則，確保火災來臨時消火栓的供水量可以及時撲滅以及延緩火災。此外，消火栓的水泵啟動方式主要是以直接啟動為主，進行啟動方式的重新設計，確保火災發生時可以迅速滅火，保證高層公共建筑的人身財產安全。

3結語

一般的消防系統設計不適用高層公共建筑消防給水系統，需在設計廣度以及設計深度中延伸設計理念，從預防火災到撲救火災的一系列過程，實現高層公共建筑火災少發生，最快速度、最高效率完成滅火，以將生產財產損失降到最低，確保高層公共建筑建設的使用安全性。解決高層公共建筑防火問題，要根據火災問題，從消除隱患、火災發生時的撲救、疏散的工作機制，建立防火安全系統以及火災預防措施的同時，優化高層公共建筑的消防水系統設計，實現防火及滅火機制的一體化。應用功能化消防規范及處方式規范，以獨立的消防安全工程建設，從性能角度判斷高層公共建筑消防滅火的需求，在滿足國家的防火規定以及相關建筑建設項目的同時，設計優化消防系統。

作者簡介：魏云（1986.12—）女，漢族，安徽省滁州人，碩士研究生，廈門安防科技職業學院講師、工程師，研究方向：消防。

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