珠海某200m 超高層建筑的消防給水系統設計

蔡永立

（廣州市設計院集團有限公司，廣東廣州 510620）

0 引言

在節能、低碳的大環境下。國家在2022 年7 月12日，發布了《國家發展改革委關于印發“十四五”新型城鎮化實施方案的通知》，通知中明確指出嚴格限制新建超高層建筑，不得新建500m 以上建筑，嚴格限制新建250m 以上建筑[1]。限高令一出，今后的250m 及以上的巨型建筑將會越來越少，更多的將會是250m 以下的建筑，本文主要介紹200m 的超高層建筑的消防給水系統，為今后其他同類型的建筑提供一些參考及思路。

1 工程概況

該工程位于珠海市橫琴區，總用地面積15213.42m2，總建筑面積157419.39m2。地上47 層（其中11、24、35、44 層為避難層），地下5 層，建筑高度207.9m。主要包括裙樓商業、復式公寓及酒店3 個部分。屬于一類高層，耐火等級一級，抗震設防烈度Ⅶ。

2 消防水源

本項目所有消防用水均由市政給水管網供給，市政供水壓力為0.25MPa，市政給水進入官共2 根，一根DN200，一根DN100，室外消防一部分利用周邊市政消火栓供水，兩個市政引入管后分別增設一個室外消火栓，室內消防用水貯存于地下一層消防水池內，經消防泵加壓后供水，屋面設有100m3的高位消防水箱及增壓穩壓設備，并在25F 設置消防轉輸泵房。

3 消防用水量及貯水

地下一層設置消防泵房及消防水池，消防水池有效容積為720m3，分為容積大致相等的兩格；25 層設置消防轉輸泵房，泵房內設有60m3的消防轉輸水箱，分為容積相等的兩格；屋面設有100m3的消防水箱及增壓穩壓泵房[2]。消防用水量及貯水情況如表1 所示。

表1 消防用水量及貯水情況

4 消火栓系統

4.1 室外消火栓系統

周邊規劃道路的室外市政管網成環狀（市政給水廠至少有兩條輸水干管向市政給水管網輸水），管徑DN400，市政給水管網水壓按0.25MPa，從市政給水管網引入兩根管，分別增設一個室外消火栓，室外消火栓沿道路布置的間距按不大于120m 控制，保護半徑按不大于150m 控制，故本項目消防水池不再儲存室外消防用水量。

4.2 室內消火栓系統

4.2.1 系統選型及豎向分區

室內消火栓系統采用臨時高壓消防給水系統。

消火栓系統豎向分為4 個區：-5 層~塔樓24 層為低區，由低區消火栓泵組供水，分為兩個豎向分區，分別為1、2 區（6 層設備轉換層及以下為1 區，7~24 層為2區），1 區由減壓閥組減壓后供水（減壓閥組設于地下一層消防泵房內）。塔樓25 層~屋面為高區，由高區消火栓泵組供水，分為兩個豎向分區：塔樓的25 層~第三避難層35 層為3 區，由減壓閥組減壓供水，減壓閥組設于25 層消防轉輸泵房內，閥后壓力為0.9MPa；塔樓的36層~屋面為4 區，由塔樓的高區消火栓泵組直接加壓供水。

因珠海當地的消防車可以保護到100m，所以1 區、2 區的消火栓環網各自在室外設置3 套SQD150 消防水泵接合器，分別接入1 區、2 區的室內消火栓環網，供消防車直接向本區室內消火栓系統供水；高區的消火栓環網在室外設5 套SQD150 消防水泵接合器（與噴淋系統合用），與轉輸供水總管連通，供消防車向高區消火栓系統供水；在25 層消防轉輸水泵房內設置手抬泵接口（采用水泵接合器做法）供消防員使用。設置在室外的水泵接合器與室外消火栓距離控制在15~40m 范圍內。地下室充電樁區域的消火栓輸水干管上設置止回閥，并單獨設置1 組SQD100 水泵接合器，另25F 消防轉輸泵房到屋面層高差為101m，僅在25F 設置4 區消火栓系統的手抬泵無法供水至屋面層，故在35F 避難層的消防主管上仍需增設手抬泵實現串聯供水，又因為手抬泵接口后設置了止回閥，所以4 區的穩壓管需接在止回閥前，而非傳統的在屋面就近接入4 區消火栓環網，消火栓系統原理如圖1 所示。

圖1 消火栓系統原理（局部）

4.2.2 室內消火栓水泵和消防轉輸水泵控制

室內消火栓主泵由高位水箱出水管上的流量開關、水泵出水干管上的壓力開關直接自動啟動，穩壓泵由穩壓管上壓力開關自動啟停；高區消火栓主泵與轉輸泵的啟泵順序為：高區消火栓泵先啟動，轉輸水泵后啟動。除穩壓泵外，所有水泵不得自動停泵，同時在泵房內應可以就地手動啟停水泵，在消控中心可以遠程手動控制水泵啟停。所有消防水泵的運行及故障狀況，均有信號反饋至消控中心顯示。

5 自動滅火系統

5.1 設置范圍

除開關站、變配電房、強弱電機房、消控中心、機房控制室、強弱電間等不宜用水滅火的地方外，其余場所均采用閉式自動噴水滅火系統（凈空高度大于0.8m 的悶頂或技術夾層也應設置灑水噴頭）[3]，凈空高度大于18m 的采用大空間智能主動噴水滅火系統；充電樁車庫采用泡沫-水噴淋滅火系統。

5.2 設計參數（除注明外，噴頭工作壓力不小于0.1MPa）

普通車庫（非充電樁區域）按中危險級Ⅱ級設計[4]，噴水強度8L/（min·m2），作用面積160m2，噴頭K=80。

充電樁車庫按中危險級Ⅱ級設計，噴水強度為8L/（min·m2），作用面積465m2，噴頭K=80[5]。

塔樓按中危險Ⅰ級設計，噴水強度6L/（min·m2），作用面積160m2，噴頭K=80。

凈高12~18m 區域，噴水強度15L/（min·m2），作用面積160m2，噴頭K=161 非倉庫型特殊應用噴頭。

除非倉庫型特殊應用噴頭外，其余噴頭均采用快速響應噴頭，不同區域采用不同形式的噴頭：①車庫或不設吊頂的部位采用直立型噴頭。②有吊頂的部位采用DN15 吊頂型噴頭（K=80），不得采用隱蔽式噴頭；凈空高度大于0.8m 的吊頂，吊頂內設置DN15 直立型噴頭（K=80）。③酒店客房、公寓無吊頂部分DN20 擴展覆蓋水平邊墻型噴頭（K=115）。④機械車庫車架采用DN15 標準型水平邊墻型噴頭（K=80）（需滿足中危Ⅱ級要求）。

5.3 自動噴水滅火系統選型及豎向分區

自動噴淋系統采用臨時高壓消防給水系統。

噴淋系統豎向分為4 個區，-5 層~塔樓23 層為低區，由-1 層低區噴淋泵組供水，分為兩個豎向分區，分別為1、2 區（10 層及以下為1 區，11~23 層為2 區），1區由減壓閥組減壓后供水（減壓閥組設于地下一層消防泵房內，閥后壓力0.9MPa）；2 區由-1 層的噴淋泵組直接加壓供水。1 區報警閥設于地下室，2 區報警閥設于11 層避難層的報警閥間內。塔樓24 層~屋面為高區，由25 層轉輸泵房內的高區噴淋泵組供水，分為兩個豎向分區：塔樓的24 層~第三避難層35 層為3 區，由減壓閥組減壓供水，減壓閥組設于25 層消防轉輸泵房內，閥后壓力為0.9MPa；塔樓的36 層~屋面為4 區，由塔樓的高區噴淋泵組直接加壓供水。3 區報警閥設于25 層轉輸泵房內，4 區報警閥設于35 層避難層的報警閥間內。

每個分區工作壓力不超過1.6MPa，噴頭工作壓力不超過1.2MPa，1 區、2 區分別有各區的噴淋水泵接合器直接向室內噴淋管網供水；3 區、4 區由消防水泵接合器（5 套，與消火栓系統合用）供水至25 層消防轉輸泵房后由高區噴淋泵或手抬泵向室內噴淋管網供水，水泵接合器與報警閥前管網連通，供消防車向系統供水，并且與室外消火栓的距離控制在15~40m，手抬泵的做法同消火栓系統。

5.4 大空間智能型主動噴水滅火系統

在空間凈高超過18m 的大堂配置標準型自動掃描射水高空水炮滅火裝置，系統危險等級為中危險Ⅰ級，標準射水量5L/s，保護半徑20m，滅火裝置壓力0.6MPa，安裝高度6~20m，進水口徑25mm。該系統與自動噴水系統合用一套消防泵，由設于地下一層的消防泵房內的噴淋泵組加壓供水，同時由屋面消防穩壓水箱維持平時管網壓力。

該系統的工作流程如下。自動掃描射水裝置首先通過復合探測器自動進行掃描，直至探測到著火點并鎖定，自動控制滅火裝置的水平和垂直方向旋轉，使噴射水柱的拋物線底端正好對準火源。同時探測器發出報警，傳輸給控制主機，啟動消防主泵和電磁閥，使滅火裝置噴水滅火（系統在手動控制狀態下，應人工確認火災后，手動啟動系統射流滅火）。當探測裝置探測到無火后，主機結束報警，工作人員關閉消防泵和自動控制閥，停止滅火。系統自動重復巡視，確認無著火點后，自動復位，待機監視。若有火復燃，重復上述滅火過程直至火災撲滅。探測報警區域內，任何一點出現報警/故障，集中控制主機應發出聲光報警信號和相應的文字提示信息，值班人員通過文字提示信息和現場實時畫面可以準確直觀地了解報警/故障信息，并通過點擊實時畫面上的控制按鈕，對滅火裝置進行實時診斷和實時控制，提高系統的可靠性和工作效率。該滅火系統具有以下3 種控制方式。

5.4.1 自動控制

現場發生火情后，滅火系統自動啟動對應著火區域就近滅火裝置進行火災位置掃描定位，鎖定著火點，報警信號傳給系統集中控制主機：主機接收報警指令打開自動控制閥，向著火點實施滅火，無噴射死角定位準確，火源完全熄滅后關閉。滅火系統操作臺上設置手動切換按鈕，可用于人工手動啟停。

5.4.2 現場手動控制

當現場消防值班人員發現火情，可直接打開最近的滅火裝置現場控制箱，操縱控制箱中的按鈕，將噴水口對準火源，按下啟動按鈕啟動水泵、打開警報裝置，噴水滅火。火源熄滅，恢復初始狀態。

5.4.3 消防控制室手動控制

當現場發生火情，用遠程控制方式進行滅火時，消防值班人員在主機上強制切換系統為手動控制狀態，通過現場的彩色監控畫面，操縱滅火裝置搜索鎖定火源，按下啟動按鈕啟動水泵、打開自動控制閥滅火裝置進行噴水滅火。火源熄滅，手動復位。

現場手動控制和消防控制室手動控制相對于自動控制具有優先權[6]。

5.5 報警閥、水流指示器、噴頭

濕式報警閥與管網間供水干管上設置由控制閥、檢測供水壓力、流量用的儀表及排水管組成的系統流量、壓力檢測裝置（過水能力與系統流量一致），每組濕式報警閥控制的噴頭數不多于800 個，最高最低的噴頭高差不大于50m[7]。每個防火分區、每層均設有水流指示器及帶開關顯示的閥門（開關信號反饋至消控中心），并在每個報警閥組的最不利點灑水噴頭處設置末端試水裝置，其他分區、樓層設置DN25 的試水閥。

5.6 噴淋水泵和消防轉輸水泵控制

噴淋主泵由高位水箱出水管上的流量開關和濕式報警閥上的壓力開關直接自動啟動，穩壓泵由穩壓管上壓力開關自動啟停。噴淋主泵與轉輸泵的啟動順序同消火栓系統。除穩壓泵外，所有水泵不得自動停泵，同時在泵房內應可以就地手動啟停水泵，在消控中心可以遠程手動控制水泵啟停。所有消防水泵的運行及故障狀況，均有信號反饋至消控中心顯示。

6 結語

對于超高層來說，尤其是超出當地消防車最大保護高度的建筑而言，一旦有火災發生，如果沒有安全、可靠的消防系統，將造成巨大的社會損失。所以不管是設計還是施工質量的把控尤為重要，本文僅以對200m建筑的消防給水系統設計做一個匯報，可作為其他同類型建筑的一個參考和借鑒。