超高層建筑消防給水系統設計探究

魯建男

北京交科公路勘察設計研究院有限公司 北京 100191

一般情況下我們將層數超過40層，建筑高度100米以上的建筑物稱為超高層建筑，《民用建筑設計通則》GB50352-2005規定:建筑高度超過100m時，不論住宅及公共建筑均為超高層建筑。本文主要探究建筑高度在150米到250米之間高度的高層建筑的消防給水系統的設計問題。例如，如何提高超高層建筑消防給水系統的安全性、可靠性、經濟性、適用性，此類問題筆者會通過結合自身的在超高層建筑消防給水設計中的經驗并且融入相關表述來做出相關的研究探析。

一、超高層建筑的消防給水設計的特點

城市經濟建設的飛速發展，建筑物所涉及的高度，已經成為了城市經濟發展的象征。建筑物的高度已經被視為城市經濟發展的首要衡量標準。目前很多城市的最高建筑的高度已超過600米，近年來很多三四線城市也逐漸開始建造超高層建筑，超高層建筑似乎慢慢的成為了城市地標建設的新寵。但是超高層建筑與一般建筑相比較為特殊，即超高層建筑內部的結構復雜，地下層數較多，消防系統類型較多（往往同時包括室內消火栓系統、自動噴水滅火系統、消防水炮系統、氣體滅火系統、防排煙系統等等），并且各個系統管線繁多，火災蔓延迅速，人員疏散困難，建筑高度大大超過了城市消防裝備的撲救能力等。由于這些特殊的要求規定，超高層建筑的給水系統在設計上于其他種類的建筑也會有不同的地方，超高層建筑在給水系統的設計和建造上有其特有的特征，而且通過這一設計，能夠有效的解決超高層建筑消防系統水系供水需求量大的問題。

二、超高層建筑的消防給水系統的設計規范

1. 可靠性

可靠性主要是根據超高層建筑給水系統的設備來說的，具體來說就是設計人員必須去報所采用的設備及所使用的材料達到質量標準，確保消防給水系統的所有功能運行正常。針對同一個起火點，必須確保有兩處以上的消防栓能夠對其進行噴水撲滅，當起火時，能夠用最少的時間撲滅火源以預防火勢的蔓延。在確保設備正常運行的同是，也需要將給水網的布控方式變得更加簡單和便于使用，這樣既可以減少施工材料的浪費，又可以促進經濟效益的增長。

2. 安全性

確保安全是設計人員在進行超高層建筑消防給水系統的設計時的第一考慮的要素，我們稱安全性原則。我們必須按照國家相關規定標準設計超高層建筑消防給水系統，并且還要符合建筑內部的消防相關的要求。因此，設計人員的空點與布點的相關工作必須在設計施工階段就做好，整個建筑的內部的所有區域都要有消防安全防火裝置以及避免消防系統的留白區出現在建筑內部要得到充分的保證。

3. 經濟性

在設計超高層建筑的消防給水系統時，設計人員要考慮其經濟性，通過消防設備、消防材料，例如：優化采購給水管道、噴頭、感應器等。要事半功倍，用少資金辦出大效果。

4.適用性

不同的建筑的所處環境、內部構造都存在著相當大的差異，消防救火方案也就各不相同。因此，在最初的設計中就應該要結合超高層建筑物自身的特點，對建筑物周圍是否存在易燃易爆裝置及環境進行仔細的勘察，要因地制宜，具體情況具體設計。

三、超高層建筑的消防給水系統的設計

1. 減壓分區式給水系統

根據不同的減壓工具分，減壓分區式給水系統可分為兩種類型：①采用減壓閥為載體完成消防系統給水設計；②利用減壓水箱實現消防系統給水設計。減壓閥的給水設計主要是采用加壓閥完成消防給水系統的設計，通過對減壓閥的控制，來完成建筑內部的消防給水。減壓閥的設計方式主要用于建筑物的中低部區域，因為設計施工經濟實惠，所以這種設計方式采用的也比較普遍，但是，主要缺點是容易發生堵塞，所以，設計單位通常是在采用這種方式的時候多數會采用兩組減壓去的分區給水裝置，如此可以大大的降低堵塞的發生幾率，水箱也同樣主要用于建筑物的中低部區域，采用水箱供水的方式，一般情況下供水量為18m3以上，多數采用雙向供應的供水方式。為了確保所有的消防給水系統能夠有效順利運行同時讓建筑物內部的消防給水系統達到安全、可靠，就必須要注重后期的維修保養。

2.并聯分區式消防給水系統

并聯分區式消防給水系統是說在超高層建筑的內部，采用分區的辦法，專門在每個區域內均設有消防泵。然后將所有區域內的消防泵進行整合，最后都歸納到泵房。此種方式的有點為：①分化處理所有去也的消防系統，使得所有分區內的消防系統都能夠獨立工作，進行消防給水。②減壓閥可以不用在底層區域內進行設計。較為顯著的呈現了消防給水的滅火優勢，相當大的提高了消防給水系統安全性能，但是由于需要并聯分區，所以采用的消防管道數量就會增加，因此設計方案的設計成本相對較高從而提高了相關單位的設計施工成本。所以，雖然安全性能較高，但是，因為成本加大的問題，反而比較少有建筑單位采用此種方案。

3. 串聯分區式消防給水系統

串聯分區式給水系統的特殊性比較強，主要體現在：①其供水方式需要豎向為主的方向；②供水方式需要采用由下至上逐層增加的方法。這種方案是采用水箱為載體的，然后配合閥門、管材等消防類工具來完成給水系統的配置，但是通常情況下，超高層建筑在建筑內都會逐層設立水箱。一般來說，這種方案的設計對中間區域水箱的容量提出了容量不得少于60m3的要求。消防供水從地下室水泵傳輸到中間層的水箱，然后再由中間層的水箱來完成整個消防系統的給水供應。對比其他方案來講，此種給水方式因為增加了水箱與水泵，所以此方案的消防給水設計相對復雜。并且，因為水箱的存在，所以在工作的時候會產生噪音，所以采用此種設計方案的超高層建筑的相關單位需要做好降噪工作。另外，此方案在運行的過程中，必須按順序進行啟動。操作人員需要格外的注意，為了確保超高層建筑的消防系統穩定、安全，操作流程需規范，并且需要加強后期的維護。

4.設立高位消防水池式的消防給水系統

此種設計方案，其實就是需要在超高層建筑物的高層設置消防給水系統，一般情況下，是將消防給水系統設置在建筑物的頂端。如此，給水系統通過外力的作用力，以此來完成長高層建筑物的內部的消防用水正常的供應。因為高位消防水池是采用的自然界的重力外力，所以，這種方案設計的可靠性與安全性要更高。這也是這種設計方案的最大優勢。目前，我國對于超高層建筑物消防的指標正在根據具體情況作出不斷的調整，所以，這種方案是目前在超高層建筑物中采用最多最廣泛的一種方案。屋頂的水箱也同樣有相應的指標，即：公共建筑物的水箱容量印版需要達到36立方米左右，但是，這只是針對一般建筑，建筑物在高度未達到100米時采用此標準，如果建筑物為高層建筑，則需要降水箱容量上升到50立方米，本文所討論的高度超過150米的超高層建筑的水箱容量則需要上升到100立方米。我國現施行的是消防新規的管控下，我國建筑領域中超高層建筑屋頂水箱在設計時，所做的容量也越來越高。相關建筑單位，在設計消防給水系統的時候，需要根據建筑物本身的具體情況，采用此種設計方案，并且將之與串聯分區的方案進行對照，由此來選擇更加適合該建筑物的消防給水系統的設計。

結束語

綜上所述，在新時代經濟飛速發展的城市背景之下，超高層建筑已經成為了時下最為主流的建筑模式。超高層建筑的設計施工的自身存在著相當明顯的有點與缺點。超高層建筑的有點就是通過延長建筑物本身的高度，來節省該建筑物的占地面積，以此來完成土地資源使用最大化的目的。那么它的缺點就在于，由于我國現代化建筑技術發展較晚，所以目前我國國內的建筑的消防建筑的技術的水平有限，從防火控制的方面來講，我們的高度指標目前仍未達到國際化超高層建筑高度的防火標準，從實際上來講，我們目前所采用的外接設備，并不能滿足民用房防火安全的使用標準，無法保障民用房的防火。因此，加強所參與的超高層建筑內部防火設施的建設和設計是從事消防安全施工的單位必須做到和保證的。在對所設計的超高層的消防給水方案進行優化時，必須根據建筑部本身的具體情況來，不能犯經驗主義的錯誤。這樣才能確保火災發生之際，超高層建筑內的消防給水系統能夠在火災發生之際的第一時間就起到其應有的作用，能夠很好的控制火災的蔓延，保證超高層建筑物內用戶的人身安全。