超高層現代住宅小區消防給水系統的方案選型

唐 國 鋒

(中哲國際工程設計有限公司，江蘇 南京 210019)

隨著我國綜合國力的增強與城鎮化進程的推進，越來越多的高層及超高層住宅小區出現在城市建設中。尤其是超高層住宅，人口密度大，疏散困難，高度大都超出消防車的撲救能力，發生火災時，立足“自救”，如何做到滿足文獻[1]的要求，系統安全可靠尤為重要。本文以太倉某現代住宅小區為例，給出一套完整的超高層住宅設計思路，并進行總結與探討。

1 工程概況

本工程位于太倉市鄭和大街北側，錢涇路南側，總建筑面積284 001 m2，其中地上建筑面積193 667 m2，地下建筑9 033 m2，單體主要包括：46F住宅1棟，47F住宅1棟，33F住宅5棟，28F住宅1棟，16F辦公樓(社區中心)1棟，3F幼兒園1棟，商業若干，地下2F，為地下汽車庫，配套配電房、泵房若干。

2 消防給水形式的規范要求

文獻[1]第6.2.2條：“分區供水形式應根據系統壓力、建筑特征、經技術經濟和安全可靠性等綜合因素確定，可采用消防水泵并行或串聯、減壓水箱和減壓閥減壓的形式，但當系統工作壓力大于2.4 MPa時，應采用消防水泵串聯或減壓水箱分區供水形式”。由此可見，在系統工作壓力不大于2.4 MPa時，一定條件下可采用消防水泵并聯(建筑各豎向分區獨立設置增壓系統的供水形式)、串聯(建筑各豎向分區水泵串聯逐級增壓的供水形式)、減壓水箱和減壓閥減壓給水(常高壓給水系統)都是可行的；系統工作壓力大于2.4 MPa時，只有采用串聯或減壓閥減壓的給水形式。

3 消防給水形式的方案選擇

1)并聯給水(見圖1)，系統共分成3區，低區-2F～17F，中區18F～34F，高區35F～47F，屋面設置36 t高位水箱，地下車庫設置消防水池與消防泵房，泵房內設置高區與中區2組消防泵?；馂某跗诟邊^由屋面消防水箱直接供水，中低區由水箱減壓供水，各自出水管分別設置量開關，火災時，高區由高區流量開關或壓力開關聯動啟動消防泵供水，中區與低區由中區流量開關或壓力開關聯動消防泵啟動供水，其中中區由中區消防泵直接供水，低區由中區消防泵與減壓閥聯合供水；中區與低區水泵結合器直接設置，受消防車供水高度影響，高區水泵結合器需要在第2避難層設置手抬泵接口。中區設計工作壓力約為1.55 MPa，系統工作壓力2.0 MPa；高區設計工作壓力約為2.0 MPa，系統工作壓力按照1.2倍設計壓力考慮，約為2.4 MPa，為極限壓力。建筑高層超過140 m時無法采用此系統；高區、中區管材采用內外壁熱浸鍍鋅無縫鋼管，閥門等級為2.5 MPa，低區管材采用內外壁熱浸鍍鋅鋼管，閥門等級為1.2 MPa。

2)串聯給水(見圖2)，系統共分成3區，低區-2F～17F，中區18F～34F，高區35F～47F，屋面設置消防水泵房，內設72 t轉輸水箱及高區消防泵，該轉輸水箱容積為10 min高區水箱容積；地下車庫設置消防水池與消防泵房，消防泵房內分別設置消防轉輸泵與中區消防泵?；馂某跗诟邊^由屋面水箱轉輸直接供水，中低區由水箱減壓供水，各自出水管分別設置量開關，火災時，高區由高區流量開關或壓力開關聯動啟動高區消防泵供水，后啟動地下泵房內的轉輸泵向轉輸水箱供水；中區與低區由中區流量開關或壓力開關聯動啟動消防泵供水，其中中區由中區消防泵直接供水，低區由中區消防泵與減壓閥聯合供水；中區與低區水泵結合器直接設置，高區水泵結合器需要在第2避難層轉輸供水干管處設置手抬泵接口。高區消防泵供水管需要走2根立管，下沿至地下車庫向其余單體高區供水，此給水形式中區系統工作壓力同并聯給水，高區消防泵揚程約為0.45 MPa，管道最低處設計壓力約為1.87 MPa，系統工作壓力約為1.94 MPa～2.03 MPa，系統工作壓力同并聯相比系統工作壓力明顯降低，轉輸消防泵揚程約1.65 MPa。高區下沿供水立管、中區管材采用內外壁熱浸鍍鋅無縫鋼管，閥門等級為2.5 MPa，低區管材采用內外壁熱浸鍍鋅鋼管，閥門等級為1.2 MPa。

3)減壓閥分區給水：與圖1類似，系統共分成3區，低區-2F～17F，中區18F～34F，高區35F～47F，屋面設置36 t高位水箱，地下車庫設置消防水池與消防泵房，泵房內只設置高區消防泵?；馂某跗诟邊^由屋面消防水箱直接供水，中低區由水箱減壓供水，火災時，皆由流量開關或壓力開關啟動高區消防泵，直接供水或減壓閥減壓供水。適用的建筑高度、水泵結合器的設置、管材、閥門等基本與并聯給水形式相同。

4)減壓水箱給水：與圖2類似，采用此系統時，通常為常高區給水系統。屋面設置消防水泵房，內設高位消防水池及高區消防泵，高位消防水池容積為火災延續時間內消防用水量之和；地下車庫設置低位消防水池與消防泵房，消防泵房內只設置消防轉輸泵，中區由屋面重力水池直接供應，低區由屋面重力水池與避難層減壓水箱聯合供水，當然低區也可以采用屋面重力水池與減壓閥聯合供水。轉輸干管上設置水泵結合器，同時需要避難層處設置手抬泵接口。除高區下沿供水立管采用內外壁熱浸鍍鋅無縫鋼管外，其余采用加厚或內外壁熱浸鍍鋅鋼管即可。采用此系統時，火災延續時間內消防用水量為270 m3，根據文獻[1]第4.3.11條，高位消防水池容積最小為135 m3，由于高位消防水池重力供水壓力不足之處，同樣需要采用臨時高壓給水系統，高區下沿向其余單體供水立管最低處設計壓力約為1.87 MPa，系統工作壓力約為1.94 MPa～2.03 MPa，其余各區系統工作壓力由高位水箱高度決定。

4 消防給水形式的討論

超高層住宅建筑與公建相比，存在諸多的條件限制，文獻[2]～[4]都有明確的規定，再加上得房率等避難層難以設置轉輸水箱與轉輸泵，通常將屋面加空處理，設置消防轉輸水箱與轉輸泵房。

1)并聯給水與減壓閥分區給水相比，都受系統工作壓力的制約，建筑高度超過140 m這兩種給水形式都無法應用，如果其余單體高度合適，在其余單體上單獨增設一座低區高位水箱，不建議在避難層設置，火災時由低區消防水泵供應，這樣低區管材系統壓力明顯降低，在系統規模大時有明顯的經濟優勢，減壓閥的可靠性與低區無關，中高區管材系統工作壓力兩系統并無差異，設備同樣都是集中布置，并聯系統設備用房占地面積比減壓閥分區要大，管道系統相對復雜，兩者相對串聯與減壓水箱給水管道系統明顯簡單，減壓閥分區系統減壓閥設置較多，后期維護工作量增大。

2)串聯給水與減壓水箱減壓給水：系統工作壓力明顯降低，以本項目為例，建筑高度不超過180 m都可以采用本系統，超過180 m時，系統工作壓力大于2.4 MPa，二者都不能采用。建筑高度超過180 m時，只有在避難層設置消防轉輸水箱與轉輸泵房。當然建筑高度超過180 m的住宅并不多見，大都在150 m左右。二者相比，系統工作壓力有所降低，但是由于需要在屋面設置消防泵房與水池，設備增多，結構負荷最增大，得房率降低，而且都不能集中布置，同時由于消防轉輸泵的存在，控制系統明顯復雜。減壓水箱減壓給水同串聯給水相比，水池容積增加有限，只有高區有壓力開關，中低區只有流量開關而無壓力開關，而且流量開關只起報警作用，轉輸水泵的啟動由高位水池的水位控制，控制系統相對簡單，地下泵房只有轉輸水泵，而且系統可靠性更高，管網供水壓力較為均衡。

5 消防給水形式的總結

從系統經濟性、安全性并結合住宅建筑的特點，可見當建筑高度大于180 m時，必須在避難層設置消防泵房，內設轉輸水箱及高區消防泵，采用串聯給水；當建筑高度在140 m～180 m之間時，住宅建筑首選常高壓給水系統，在屋面設置消防泵房，內設高位消防水池與高區消防泵；當建筑高度不超過140 m的情況下，住宅建筑首選減壓閥分區給水系統，屋面只設置高位消防水箱，選用質量可靠的減壓閥，可以滿足文獻[1]的要求；地下消防水池及消防泵房的設置這幾種消防給水形式基本雷同，只是泵房內設備多少的差異。我院設計的本項目周邊甲方共有4個地塊，總建筑面積約110萬m2，與本工程類似，為超高層住宅項目，消防給水皆按此方案實施。

6 結語

住宅項目業主及業主與物業之間糾紛多，針對項目差異，設計人員應本著安全、經濟性及可實施性原則，通過對方案比較，得出適用于本項目的消防給水形式，以適應建筑行業的發展，滿足人民群眾對美好生活向往的新需求，是走上可持續發展之路的基礎和保障。