高層建筑中消火栓系統設計安全性探析

陳淑芳

（陽泉市建筑設計院，山西 陽泉 045000）

0 引言

高層住宅在使用過程中有人員高度密集的特點，一旦出現火災，會出現人員疏散難度大、火災蔓延速度快的問題，對于我們的人身安全造成嚴重的危害。針對這一問題，需要相關建筑企業能夠加強對消防給水系統的重視力度，在結合建筑特點及實際需求基礎上，進行消防給水系統的合理設計，借此來保障消防系統的應用效果，確保在火災發生之后能夠及時應對，從而促進高層建筑的使用安全性得到顯著提升。

1 高層建筑室內消火栓系統介紹

1.1 消防水泵

消防水泵（fire pump）是在發生火災時，滿足消防滅火用水的重要加壓裝置。高層建筑的消防水泵應處于自動啟泵狀態，消防泵或報警閥上的壓力開關及消防水箱的流量開關這三者任意一個響應就可以自動啟動消防水泵；也可將消防水泵調成手動狀態，由消防控制室控制屏或控制盤連接的專用線路手動啟動水泵，并向消防中心報警。消防水泵控制柜還應具備機械應急啟動功能，發生火災時值班人員直接去泵房內手動啟泵；消防中心也可以直接啟動消防水泵。消防水泵啟動滅火后應由有管理權限的人員手動停泵。

1.2 消火栓系統供水方式

1.2.1 不分區供水

是指整個建筑的消火栓只設有一個供水區，采用不分區供水必須同時滿足建筑最低處的消火栓靜水壓不大于1.0MPa 和消防系統工作壓力低于2.4MPa 兩個條件，主要方式為由屋頂消防水箱、消防水池、水泵房聯合供水。該方式是高層建筑消防給水系統中最簡單、最基本、也是最常見的一種。其優點是設備少，系統單一，施工簡便。

1.2.2 分區供水

當建筑最低處的消火栓靜水壓超過1.0MPa 或者消防系統工作壓力超過2.4MPa，達到任一條件都應采取分區供水的方式。如何確定分區范圍和具體選用哪種分區供水的方式，則要結合建筑特征、技術水平、經濟條件、安全可靠、系統壓力等多重因素來綜合判斷。

（1）消防水泵并聯分區供水。這種供水方式適用于建筑最低處的消火栓靜水壓超過1.0MPa，但是消防系統工作壓力卻小于等于2.4MPa 時。當消防系統工作壓力超過2.4MPa 時只能采用另外兩種分區供水方式。優點為供水可靠、需要的維護水平不高、系統簡單易控制。缺點為各分區設置各自獨立的消防水泵、消防水箱、加壓泵，導致水泵數量多，所需泵房面積較大，而且占用主體建筑的面積，給開發商的設計、施工和后期的維修帶來很大的困難，用電負荷的加大，對開發商的經濟也是一個巨大的考驗。

（2）消防水泵串聯分區供水。分區供水是采用每一級水泵將水從供水管中抽吸到高一級，因為不設置轉輸水箱，節約建筑面積，但是減壓型倒流防止器的安裝也很必要。整個串聯系統安裝過程中，要注意消防水泵是先從低層開啟，再逐漸上升至高層依次開啟，且消防水泵先啟動后轉輸水泵才能啟動。這種方法占用面積較小，較為經濟合理。

（3）減壓閥減壓分區供水。高層建筑一般豎向分3 個區減壓供水，最上面的一個區不需要減壓，下面兩個區每個區在單向流供水管都要設置兩組減壓閥組，且要設置備用減壓閥，這樣就不需要安裝轉輸水箱，節約建筑用面積，減少水泵數量，降低建筑消防施工安裝的費用。

（4）水箱串聯分區供水。轉輸水箱可作為屋頂高位消防水箱用，水通過每級水泵之間的轉輸水箱從下一級吸到上一級，要求轉輸水箱容積需大于60m3，水泵壓力逐級疊加就會導致超壓現象，因此泄壓閥的安裝尤為重要。

高層建筑在進行消防系統的施工安裝時，要注意合理設置室內消火栓以便于消防人員進入火場后及時找到并使用到消火栓。

2 高層建消防設計中存在的問題

2.1 消火栓問題

消火栓的問題在于以下三個方面：①消火栓在操作起來比較麻煩，步驟較多，在突發情況發生的時候普通民眾往往不會使用消火栓；②由于高層建筑建設的特殊性，比傳統建筑高出很多，因此在消火栓配置上還是存在不足，其中集中表現在水壓上，如若消火栓系統水壓不足，就會出現完全沒有辦法把消防用水輸送到需求地；③消火栓系統減壓閥設計尚不完善。實際設計中，因為出于簡便性考慮，設計人員在選擇消防給水系統分區供水的過程中通常所選取的消火栓主要有兩種：a.減壓型消火栓；b.穩壓型消火栓。正是如此，消火栓并不是按照壓力具體情況來選取適宜的孔板孔徑，這就造成消火栓出口水壓在滅火的時候完全沒有辦法實現有效滅火需求，所以還存在滅火的安全隱患。

2.2 消防水泵存在的問題

消防水泵是保障消防給水體系正常工作的關鍵設備，但在實際建設過程中，由于養護工作不到位或設置不合理等問題影響水泵正常使用。如水泵吸水管的坡度不到位，會加大氣體沉積最終形成氣囊，使其過水能力受到影響；此外，水泵壓力管不準確，使壓力管的作用力全部輸送到水泵中，影響設備使用功能，使水泵在使用的過程中會產生一定的噪聲；最后，水泵由于養護工作不到位進而使內部出現銹蝕，氣候潮濕也是導致水泵銹蝕的重要因素，需要做好平時養護工作。

3 高層建筑消防設計方法優化

3.1 消火栓設置技術

消火栓的設計在全部建筑設計中都占據非常重要的地位，在實際設計的時候，一方面要把消防規范所規定的消火栓數量考慮在其中，另一方面還要結合建筑具體情況來展開分析，消火栓設計工作是非常復雜的項目，其流程較為麻煩，必須要綜合考慮問題。在設置建筑消火栓的時候，必須要考慮到室外水管網的供水能力，并且還要保證室內的設備和設施能夠與室外一一對應，確保室外消火栓和水泵接合器數量與消防用水量相匹配，避免發生火災的時候沒有足夠的室外消火栓和水泵接合器來提供水源。如果室內設有消火栓的時候，還要按照室外用水情況來明確室外消火栓設置，室內消火栓缺乏足夠的水壓，在實際應用的時候可以利用高壓給水系統來進行二次加壓，直到超壓以后，再設置穩定減壓消火栓。而針對消防電梯而言，消火栓在設置過程中，要按照消火栓充實水柱具體情況來合理布置消火栓距離以及消火栓位置，此外還要充分考慮到建筑門窗等各項因素，一定要保證設計的科學和合理。

3.2 消防水泵房和消防水池設計

合理設計消防水泵房有利于提高高層建筑消防給水系統的運行效率，減少安全隱患。對于高層建筑的消防水泵房設計需要滿足以下條件：①要選擇安全可靠的設備，保證消防水泵的參數達到行業規定的標準，具備良好的性能，能夠滿足高層建筑消防給水設計的需求，同時節約資源降低損耗；②要加強消防水泵房的電氣系統設計，根據電氣系統設備的大小和形態進行合理配置，保證電氣系統能夠正常運行、滿足消防水泵房的需要；③合理有效地運用信息化技術手段把控水泵的運行，減少水泵的故障，拓寬水泵房的適用范圍。消防水池的儲水量有效容積大于500m3時，需要設置兩個獨立的消防水池，每個水池的出水管要與水泵相連，位置要滿足水箱最低有效水位，管徑要滿足消防給水設計流量，且要在消防控制中心設置最低水位報警裝置，這樣使水池的有效容積始終處于消防用水充足的狀態。還要設有最高水位報警裝置和溢流排水設施，當水位達到最高水位，報警裝置和溢流開關同時啟動，消防水池開始排水。

3.3 消防水箱設計

在高層建筑中，消防水箱應根據高層建筑建設情況、火災用水量等因素綜合考慮進行設計，同時，消防水箱供水的連續性與用水量決定著火災控制、消防給水系統的穩定運行，因此，應該設計超過火災用水量的消防水箱，在此環節通過并聯或者串聯的方式，保證給系統的水壓穩定性。針對水壓穩定性不夠的區域，應該選擇沒有水箱的并聯分區設計方式，以此更好地滿足給水要求。其次，選擇消防給水系統材料時候，要盡可能選擇無毒無害、抗熱性較強的材料，以免發生火災事故時破壞整個供水系統，唯有從多個方面出發對消防給水系統進行科學合理設計，才能有效滿足消防給水要求，大大降低火災對高層建筑、使用者帶來的不好影響。

4 結語

隨著時代的不斷發展，對高層建筑消防給水系統設計提出更高的要求。針對當前高層建筑消防給水系統設計中出現的問題，應該引起足夠的重視，仔細研究工程方案，然后采取針對性的設計，充分保證設計效果，避免在設計中出現失誤。