某超高層公寓給水及消防設計探討

【摘要】本文結合工程實例，介紹了某超高層公寓的給水及消防給水系統的設計，闡述了其供水方式、系統分區、泵房設置等設計思路，為后續同類型項目提供參考。

【關鍵詞】超高層公寓;生活給水系統;消防給水系統

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

22.155

1、工程概況

本工程為于長沙市，包括兩棟超高層公寓式辦公樓（主樓建筑高度299.9米，53層;輔樓建筑高度285.8米，57層），商業裙房5層，以及6層地下車庫。本次設計范圍為超高層辦公主樓及裙房。

2、生活給水系統

本工程引入兩路DN300給水管，進入用地紅線后與本工程室外環狀給水管（DN300）相連接，形成兩路雙向供水。相對于本建筑±0.00米處，市政供水壓力為0.30MPa。最高日用水量為693.0m3/d，最大小時用水量為72.2m3/h。

為滿足各分區最低衛生器具配水點靜水壓不大于0.45Mpa的要求，本工程采用了分區串聯、水箱重力+變頻供水的供水方式。在地下室生活水泵房設有1級轉輸水箱，裙房商業生活水箱，及1級轉輸泵、裙房商業變頻給水設備;14層設有2級轉輸水箱兼生活水箱及2級轉輸泵、公寓2區、3區變頻給水設備;34層設有3級轉輸水箱兼生活水箱及3級轉輸泵、公寓5區、6區變頻給水設備;52層設有高位生活水箱及辦公8區變頻給水設備。生活給水系統分區如下所示：

所有生活水箱均分為兩格，保證一格檢修時另一格能正常使用。生活水箱內設置水箱自潔消毒器。分戶水表集中設置在每層水井內，采用智能式遠傳水表。壓力超過0.20的樓層在水表前設置支管減壓閥，閥后壓力0.20Mpa。

3、室外消防給水系統

室外消防用水量為40L/s，火災持續時間3小時。室外采用低壓制消防系統，火災時由城市消防車到現場由室外消火栓取水并加壓進行滅火。當消防用水達到最大時，室外消防給水管道的水壓仍能滿足最不利點室外消火栓栓口處的水壓從地面算起不小于0.10Mpa的要求。室外消火栓沿首層外圍的室外消防車道設置，用水由兩路市政供水管直接供給，室外消防給水管道采用環狀布置，管徑為DN300，在該環狀給水管網上共設有6套室外消火栓，室外消火栓沿建筑周圍均勻布置，其間距不超過120m，距道路邊不大于2.0m，距建筑物外墻不小于5.0m。建筑消防撲救面一側的室外消火栓數量不少于2個。在地下車庫出入口附近設置室外消火栓，其距出入口的距離不小于5m，且不大于40m。

4、室內消火栓給水系統

室內消火栓系統用水量為40L/s，持續時間3小時。本工程建筑高度299.9米，根據《建筑高度大于250米民用建筑防火設計加強性技術要求》的要求，本工程除塔樓頂部靜壓不能滿足消防供水要求的部分樓層采用臨時高壓制消火栓滅火給水系統外，其余樓層外均采用常高壓消火栓滅火給水系統。

在地下一層消防水泵房內設有項目消防系統一級轉輸泵。在二十四層（避難層，標高122.80米）設有消防轉輸水箱（與中高區水泵接合器共用）及東塔消防二級轉輸泵，在東塔二十四層（避難層，標高122.80米）設置消防減壓水箱。在屋頂消防泵房（標高299.8米）設有高區消火栓系統加壓泵、消火栓增壓穩壓設備。

為避免系統壓力過高，室內消火栓系統采取分區供水方式，串聯供水，分區方式如下：

各分區消火栓系統（除1區外）平時壓力由屋頂消防水池和中間消防減壓水箱保證。

1區消火栓系統平時壓力由屋頂消火栓增壓穩壓裝置保證，穩壓泵由氣壓罐連接管道上的壓力控制器控制。

室內消火栓系統平時壓力由屋頂的消防水池和消火系統穩壓裝置保證。穩壓泵由氣壓罐連接管道上的壓力控制器控制：當穩壓泵出水口管網壓力達到設定值P2時，穩壓泵停止;當壓力下降至P1時，穩壓泵啟動;當消火栓泵出水干管上設置的壓力開關壓力下降至P時，向消防控制中或消防泵房發出啟動消防泵的報警信號，并立即啟動消火栓加壓泵。消火栓主泵啟動后，穩壓泵自動停止，直至消防泵停止運轉，手動恢復增壓穩壓裝置的控制功能。屋頂消防水箱出水管上設置的流量開關及消火栓供水泵上設置壓力開關作為報警信號，直接啟動消火栓泵。消火栓加壓泵也可在消防控制中心和消防泵房內手動控制。

消防轉輸水泵的啟動控制：當東塔屋頂消防水池水位下降到設定的水位時，啟動位于東塔二十四層的轉輸水泵（兩用一備）;當東塔二十四層消防轉輸水箱水位下降到設定的水位時，啟動位于地下一層消防泵房內的兩臺消防轉輸水泵（兩用一備）。

室內消火栓系統的消防水泵及穩壓泵的運行狀況，在泵房的控制盤上和消防控制中（下轉196頁）（上接194頁）心的屏幕上均設有顯示裝置。在地下室的消防貯水池、屋頂高位消防水池、中間轉輸水箱及減壓水箱均設置就地液位計及液位傳示裝置，并將信號接至消防控制室控制屏，同時具有液位顯示及最高和最低水位報警。

消防控制柜應設置專用線路連接的手動直接啟泵按鈕，與消防水泵設置在同一空間時，其防護等級不應低于IP55，設有專用消防水泵控制室時，其防護等級不應低于IP30。消防控制柜應設機械應急啟泵功能，并保證在故障時由有管理權限的人員在緊急時啟動消防泵，確保在報警后5分鐘內正常工作。消防車服務范圍外避難層設置消防手抬泵接口，便于應急消防時通過手抬泵串聯供水。

5、自動噴淋給水系統

裙房高大空間，噴水強度為15L/min·m2，作用面積為160m2，設計流量45L/s;公寓式辦公部位按噴水強度8L/min·m2; 作用面積：160m2;持續時間：1h，設計流量30L/s。系統設計用水量45L/s（按高大空間取值）。本工程除室內塔樓頂部靜壓不能滿足消防供水要求的部分樓層采用臨時高壓制消火栓滅火給水系統，除上述樓層外均采用常高壓消火栓滅火給水系統。

在地下一層消防水泵房內設有項目消防系統一級轉輸泵。在二十四層（避難層，標高122.80米）設有消防轉輸水箱（與中高區水泵接合器共用）及東塔消防二級轉輸泵，在東塔二十四層（避難層，標高122.80米）設置消防減壓水箱。在屋頂消防泵房（標高299.8米）設有高區自動噴淋系統加壓泵、自動噴淋增壓穩壓設備。報警閥間分別設置在6層、14層、24層、34層、42層、52層、屋頂層。為避免系統壓力過高，東塔室內噴淋系統采取分區供水方式，串聯供水，分區方式同室內消火栓給水系統：

除1區外的自動噴淋系統平時壓力分別由屋頂消防水池和減壓水箱保證。1區的自動噴淋系統平時壓力由設置在屋頂消防水泵房內的噴淋增壓穩壓裝置保證，穩壓泵由氣壓罐連接管道上的壓力控制器控制： 穩壓泵由氣壓罐連接管道上的壓力控制器控制：當穩壓泵出水口管網壓力達到設定值P2時，穩壓泵停止;當壓力下降至P1時，穩壓泵啟動;當消火栓泵出水干管上設置的壓力開關壓力下降至P時，向消防控制中或消防泵房發出啟動消防泵的報警信號，并立即啟動消火栓加壓泵。噴淋主泵啟動后，穩壓泵自動停止，直至消防泵停止運轉，手動恢復增壓穩壓裝置的控制功能。 屋頂消防水池出水管上設置的流量開關及噴淋供水泵上設置壓力開關作為報警信號，直接啟動噴淋泵。噴淋加壓泵也可在消防控制中心和消防泵房內手動控制。

火災發生后噴頭玻璃球爆碎，濕式自動噴水系統的噴頭噴水，水流指示器動作，即相對的報警閥組動作，敲響水力警鈴，壓力開關報警，一同反映到消防控制中心火警控制器自動或手動啟動相對應的自噴加壓泵。消防中心能手動或自動啟動自噴加壓泵，也可在泵房內就地控制，其運行情況亦反映到消防控制中心和泵房控制盤上。各層水流指示器，電觸點信號閥和報警閥動作，均應向消防控制中心發出聲光信號。

小結：

本工程中，因較多的建筑層數以及多種功能分區（公寓式辦公、商業裙房等），給水系統分區比較復雜;1～3層由市政直接供水，4-7層由裙房商業水箱及變頻加壓設備供水，8～10、25～30、43～49層由逐級轉輸水箱及重力供水，11～17、28～23、36～42、50～58層由逐級轉輸水箱及變頻加壓設備供水。通過采取以上分區形式，降低了整個給水管網的工作壓力，避免水壓過大導致管線、潔具損壞，減少管網漏損，同時實現節水節能。

除頂部部分樓層外，室內消火栓給水系統及自動噴淋給水系統均采用常高壓消防給水系統。53～58層采用屋頂消防水池及高壓消防泵組供水，15～43層采用屋頂消防水池及重力供水，1～14層采用屋頂消防水池、減壓水箱及重力供水。此種供水方式大大提高了消防給水系統的可靠性，減小了因水泵故障、停電等不利因素的影響;同時整個系統簡單、設備較少、管線簡化、便于維修管理，為后續超高層消防給水系統相關設計提供參考核思路。

參考文獻：

[1]《建筑設計防火規范》（GB50015-2014）2018年版

[2]《建筑給水排水設計標準》（GB50015-2019）

[3]《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）

[4]《自動噴水滅火系統設計規范》（GB50084-2017）

作者簡介：

顏薈杰（1988-），男，湖南株洲人，工程師，碩士研究生，工作方向：建筑給水排水。