高層建筑給排水消防設計主要技術探討

胡燕

浙江綠建建筑設計有限公司杭州分公司 浙江 杭州 310000

隨著城市化進程的有序推進，我國的城鎮化率逐漸提高，越來越多的人口從農村涌向城市，首先需要解決的就是新增人口的住房問題，城市人口密度加大，導致建筑物的高度越建越高，在高層建筑給排水消防設計過程中，需要格外注意人民的生命財產安全，高層建筑樓層高，人員疏散時間長，火災蔓延速度快，對于高層建筑給排水消防設計的合理性需要結合實際工程，保障消防給水系統的安全性、可靠性，在火災發生時最大化的完成救火工作。

1 高層建筑中給排水消防設計的特點和設計原則

（1）特點。根據《建筑設計防火規范》GB50016-2014(2018年版）規定，建筑高度大于27米的住宅和建筑高度大于24米的非單層廠房、倉庫和其他民用建筑稱之為高層建筑，在做高層給排水消防設計時主要特點有：第一，消防給水系統系統形式多樣，有常高壓消防給水系統、臨時高壓消防給水系統、低壓消防給水系統，一般常高壓消防給水系統的安全性最高，但是要求屋頂設置高位消防水池的形式，建筑物荷載顯著提高，除了個別地表性建筑，很少采用此類消防給水形式；低壓消防給水系統一般用于室外，此類消防系統水壓低，系統安全可靠，是消防人員到達現場撲救滅火的基本供給保障；臨時高壓給水系統在高層建筑消防給水系統中運用最為廣泛，設計難度最為復雜，設計時消防水泵的揚程一般較高，消防給水系統的管網復雜；第二，分區供水，對于高層建筑消火栓栓口處靜壓大于1.0MPa；系統工作壓力大于2.4MPa；自噴報警閥處的工作壓力大于1.6MPa或噴頭處的工作壓力大于1.2MPa時需要分區供水；第三，高層建筑給排水消防系統多樣，分為室內外消火栓系統、自動噴水滅火系統、水噴霧滅火系統、泡沫滅火系統、固定消防炮滅火系統等。各個消防給水系統根據不同的設計要求和滅火職能，盡可能預防建筑物內火災的發生，盡最大努力把火災造成的影響降到最低，從而保障人們的生命財產安全。

（2）設計原則。在高層建筑消防給排水設計中考慮的主要兩點，首先要設計自救設施，如滅火器、消防軟管卷盤、消防水龍等，這些設施在發生火災時老百姓可以有能力合理使用，進行自救的，尤其是樓層高的地方，確保初期火災發生時居民能夠快速控火、滅火。其次，合理設計非自救設施，在高層建筑給排水消防設計中，消防水泵的選型、消火栓、自動噴淋等的設計合理性，是整個消防系統安全可靠的基石，也是設計的關鍵點，這些設施除自噴給水系統以外，在使用消火栓時需要專業消防人員操作的，未受過專業培訓的普通老百姓很難操作，主要是水槍的壓力大導致可控性較差。

2 高層建筑給排水消防設計存在的問題

（1）消火栓系統及滅火器的設計不合理。高層建筑消防給水設計在靜壓超過100米需要分區，往往在設計過程中會忽視有穩壓泵的情況，當采用穩壓泵穩壓的時候，需要核算穩壓泵穩壓后的系統靜壓，滅火器的布置僅僅滿足距離要求是不夠的，還要滿足計算單元的最小滅火級別的要求，根據該建筑是否設有自噴和消火栓分別取系數進行計算。

（2）自動噴水滅火設計的誤區。在自動噴水滅火系統設計過程中，自噴泵、壓力開關、報警閥、水流指示器、信號閥及噴頭的設計外，需要特別注意最不利點處曬水噴頭的工作壓力問題，不假思索的采用0.05MPa往往是不正確的，需要根據噴水強度和一個噴頭的保護面積，反算出噴頭流量，最后得出最不利點噴頭所需要的工作壓力。最不利點噴頭的壓力也會影響整個噴淋系統的工作壓力，所以要格外重視。

（3）消防給水管各類壓力混淆。在消防設計過程中有許許多多的壓力，最重要的有設計壓力、系統工作壓力及試驗壓力。這三個壓力之間有一定的關系，當我們根據建筑類型和高度、水頭損失等等計算出設計壓力以后，系統工作壓力一般采用水泵零流量時的壓力加消防水泵吸水口的最大靜壓之和與穩壓泵維持系統的壓力之間比較取大值，試驗壓力根據系統工作壓力是否大于1.0MPa來相應取值，當采用鍍鋅鋼管時，系統工作壓力大于1.0MPa，試驗壓力等于系統工作壓力加0.4MPa。當小于1.0MPa，試驗壓力等于系統工作壓力的1.5倍，且不小于1.4MPa[1]。

3 高層建筑給排水消防設計的主要技術

（1）消防水泵房。消防水泵房是整個消防給水系統的核心，是決定整個消防系統正常運行的關鍵點。在前期的設計過程中，需要考慮的因素主要有：第一，消防泵房最好不要設在有防震或者安靜要求房間的上一層、下一層和毗鄰的位置，因為消防水泵每周都會自動啟動巡檢一次，每月會手動啟動一次，會產生40dB的噪聲[2]，從而影響人們的正常生活。最好避開這些區域，并且采用低噪聲的消防水泵，水泵機組采用隔振裝置，或則水泵房內采用隔音吸音的材質；第二，消防水泵房的出入口需要直通室外或安全出口，保證泵房以及到達泵房的通道盡量不會受到火災的危險，主要目的是為了在發生火災時消防人員能及時到達消防泵房，檢查消防泵的開啟情況。

（2）消防水源。消防水源是整個消防系統正常運行最基本的保障，當采用市政水作為消防水源時，確定室外是否有兩路供水，室外供水管管徑是否滿足消防用水的要求，當只有一路供水時，除了建筑高度小于等于54米的住宅項目，或者室外消防用水量小于等于20L/S的建筑外，其余項目需要在地塊內預留室外消防用水量，并設置消防車取用的消防取水口；當采用天然水源作為消防用水時，除了要做好防止冬季結冰的措施外，還要保證消防水量不被他用，滿足任何時候消防車都能安全取用；另外需要注意雨水清水池、泳池等只能作為備用消防水源，不能作為正常設計時消防之用，備用消防水源是指在滅火時超出設計標準的補充水源，不能計算到消防水池的有效容積內。

（3）消防水泵接合器。消防水泵接合器在整個消防系統中是唯一連接室內外消防系統的橋梁，是消防員到達現場后，利用車載消防泵連接室外消火栓，然后通過消防水泵接合器供水到達室內各個用水點，從而滿足室內給水系統需要的消防水量及水壓。在設計消防水泵接合器時，除了滿足周邊5～40米范圍內有室外消火栓外，在其附近的消防取水口也可以作為取水設施，當在高層建筑設計時，靜壓超過1.0MPa，進行分區供水時，也可只在高區消防給水管上設置水泵接合器，不需要高低區同時設置。

（4）自動噴水滅火系統。自動噴水滅火系統的設計，主要還是要注意噴頭的選型，不同的場所選用不同類型的噴頭，例如在裸頂的場所，支管布置在梁下時，要采用直立性噴頭，當支管穿梁敷設時，噴頭也可以采用下垂型噴頭，只要滿足噴頭濺水盤與頂板的距離在75～150mm之間；選擇邊墻型噴頭的場所也是有適用條件的，第一是頂板吊頂為水平面，第二危險等級為輕危險級和中危險級的住宅、酒店類、醫療病房及辦公建筑[3]，二者缺一不可；考慮到人員的密集程度和火災發生造成的危險程度，在設計公共娛樂場所、中庭環廊，醫院、療養院、地下商場等區域，需要采用快速響應灑水噴頭，并且采用的系統為濕式系統，可以加快噴頭的動作時間，有效控制火情的蔓延。

（5）消火栓系統。在消火栓系統設計時，消火栓的布置，是每個設計師占用最多時間去琢磨的，高層建筑（除每單元一部樓梯疏散的住宅以外）在布置室內消火栓時，需要滿足同一平面有兩只水槍保護，在設計時往往同一平面有不同的防火分區，當相鄰的防火分區有防火門分割時，室內消火栓時可以跨區保護的，當采用防火卷簾分割時，火災時防火卷簾會徹底落下，消火栓無法跨區域借用，消火栓布置優先在樓梯間及休息平臺和前室、走道等明顯易于取用，方便消防員發現的位置，消防員進入火災現場最主要的通道就是樓梯間，有部分設計師認為樓梯間設置消火栓，消防水帶通過樓梯間門會導致消防門關閉不嚴，煙氣倒灌，由于有正壓送風的作用下，在僅僅開啟十厘米左右的縫隙，煙氣是不會進入樓梯間的，在消防員到達時，人員疏散基本完成，水帶也不會對人員疏散造成很大的危害。

消火栓設計過程中需注意的問題。①有些房間例如配電房、開閉所等不宜用水撲救的場所，消火栓是不能布置在這些房間內，但是需要保護到這些房間的任何角落，規范僅規定遇水能引起燃燒、爆炸的建筑可不設消火栓，例如儲存鉀、鈉、電石等物質，并不包含配電房，當配電房設置自動滅火進行滅火失效的情況下，火災供電系統已經損毀，消防水泵也不工作了，消防員到達現場時，發現還有余火可以用車載消防泵連接室外水泵接合器，用消火栓進行滅火。②在設備層無可燃也需要設置消火栓，主要由于工程的不確定性，后期物業堆放雜物的可能性比較大，設置消火栓對于整個建筑控火安全更有利。

4 結束語

綜上所述，在高層建筑設計中，重點注意消防泵房和水源的選取，水泵接合器作為橋梁作用的設計，自動噴水滅火系統和消火栓系統在設計過程中需要把握的關鍵技術，從而提高給排水消防系統的安全性，為現代高層建筑的進一步發展提供安全保障。