关于高层建筑给排水消防设计

葛鹏　周丽静

【摘 要】 本文从高层建筑消防给排水系统构成出发，针对高层建筑给排水消防设计要点进行了分析研究。

【关键词】 高层建筑；给排水消防；设计

一、高层建筑消防给排水系统组成要素概述

高层建筑的消防给水系统由消火栓系统与喷淋系统两大部分组成。消火栓系统由消防水池、高位消防水池、消防泵、稳压系统、管道系统、消火栓等组成。喷淋系统由消防水池、高位消防水池（与消火栓系统合用）、消防泵、稳压系统、报警阀组、压力开关、水力警铃、信号阀、水流指示器、管道系统、喷淋头、末端试水装置、压力流量控制部分等组成。根据《高层建筑设计的防火规范》的第7.3.6条文规定，“高层建筑室外消防栓的数量可以按照规范中的第7.2.2条文进行计算和确定。每个消防栓经过计算的水量都应在10L/s～15L/s。但是，在工程建筑设计规范的条文规定中，有人认为：室外消防栓的数量是保证建筑物失火时，可以有足够的水量，其中这包括两个部分：室内和室外。然而，根据条文规定的解释，我认为有些超过了，因为室外的消防栓是失火时，室外的消防用水的取水口，应该按照室外的情况和区域来理解和考虑[1]。如果室外的管道区域的水流量一旦被确定，就算在高层建筑中设置再多的消防栓，总的管道区域的水流量也是一定的。如果在对高层建筑进行室内消防用水的设计时，把室内的消防用水存到室外的消防水池，这时一般的水量计算方法就按照室外消防用水量来确定。因此，对消防用水量的计算就应该按照室内外总的用水量来计算，并且，在高层建筑设计防火规范条例7.4.5.3的条文中规定，消防的水泵要设计在室外，方便消防车进行使用的地点。并且它与室外的消防水池、消防栓的距离最好在15m～45m之间，根据它规定的设计距离，我们也能知道水泵的接合器一定是安排在室外的。因此，在布置消防栓的接合器时，一定要考虑它们之间的集中性，以便计算室外设计消防栓的数量。一旦在设计中出现的室内消防系统过多时，就要多接一些水泵接合器，并进行分散布置，如有需要就额外的加一些室外的消防栓。

二、高层建筑给排水消防系统设计要求

1、高层建筑消防给水设计要求

高层建筑消防给水系统设计要求主要包括：1）依据所建工程高度设计及选用与之相匹配的消防设施；2）在设计中尽可能设计通过用水来灭火作为主要灭火工具，兼顾其它辅助灭火工具；3）由于高层建筑楼层较高，救火难度大，尽可能考虑设计为能够通过人员自救的方式逃离火灾现场。

2、高层建筑消防排水设计要求

高层建筑消防排水设计所要遵循的原则是：尽可能减少火灾发生时灭火后所产生的水能够及时排除，防止排水不及时长时间水侵建筑主体或建筑内的设施造成二次损失；具体要求为：1）充分利用建筑雨水管作为排水管道，并对雨水管采取相关的返溢措施；2）在建筑的重点消防区域设置专用排水管道；3）在设计过程中应考虑上层水渗透下下层的情况，尤其是地下室以上楼层消防排水的预防，避免地下室存积大量的水对建筑基础造成破坏；4）各个消防分区排水应严格的区分，防止各消防分区排水相互流通；5）对消防排水泵设计安全保护措施；防止排水侵入水泵电机造成短路，影响排水系统的正常运行。

三、高层建筑给排水消防设计

1、消防的串联、并联给水设计

高层建筑的特点有楼层高、避难层多，所以，一般它们均采用串联的给水系统。而在我国当前楼层高400m以上的，采用的消防给水形式都是串联给水设计。但是，因为它减少了竖向的立管，消防泵的压力和管件的压力就都减少了，从而增加了它的可靠性。并且，分区的消防给水运用这种方法都可以达到互不干扰的模式，但是，它的维护和管理还是比较困難的，造价也是比较高的。使用串联的给水方法，消防水泵的压力会相近，这种设计就不需要高压泵和高压管了。但是，它的水泵连接还是比较分散的，同样的，维护和管理也比较困难，造价也比较高。减压阀的供水方式：这套给水的方式造价低，操作简单，管理上也比较方便，可以说它是可以保证经济，又安全可靠的。在高层的建筑中，为了防止出现串联问题，系统的减压阀和水泵不出现出水阀失效的问题，就要调节减压阀。并为它设定一个阀后的压力，使它保证恒定，并且，它只需要一套水泵、一套水泵的接合器、一座大水箱和一套电器的相应设备，这就使得造价大大的降低了。

2、消防电梯间消防栓的设置

通常而言，高层建筑火灾发生时，消防人员都是通过使用消防电梯达到火灾区域进行灭火救援。所以应根据《高层民用建筑设计防火规范》在消防电梯间的井底设置排水设施，避免电梯间在救火过程中存积大量的水影响排水泵及电梯的正常工作和运行。一般是在消防电梯井底设置集水坑或者蓄水池，并同排水水泵与排水管连接。

3、高压制和临时高压制。

由于消防车的供用是有限的，而消防建筑对高层建筑来说又比较重要，所以，为了楼层的安全性和可靠性给高层建筑提供自救的消防给排水系统也是必须的。所以，就分有高压制和临时高压制两种方法。其中，高压制的消防系统在遇到火灾时，是不用水泵进行给水的，它的工作状态是处于重力状态下，安全可靠。而临时的高压系统往往是受建筑物限制的，它常用于一些机房和少量的工房里，它的布局一定要有安全性，从各个方面有效地保护人员活动密集的场所。临时高压消防给水系统是指在给水管道内平时水压不高，其水压和流量不能满足最不利点的灭火需要，在水泵站（房）内设有消防水泵，当接到火警时，启动消防水泵使管网内的压力达到高压给水系统水压要求的给水系统。采用屋顶消防水池、消防水泵和稳压设施等组成的给水系统以及气压给水装置，采用变频调速水泵恒压供水的生活（生产）和消防合用给水系统均为临时高压消防给水系统。

4、自喷末端试水装置设置

自喷末端试水装置有以下几部分组成：截止阀、压力表、试水接头以及排水漏斗；自喷末端试水装置是高层建筑消防验收及检查的重要设施之一，可通过该装置对消防喷淋系统的工作压力情况进行准确判断，判断其工作压力是否满足消防规范要求；但就目前的高层建筑自喷末端试水装置设置情况来看，笔者发现存在设置位置不合理不规范问题；建议在自喷末端试水装置问题上应在结合建筑物实际的基础上按照《高层民用建筑设计防火规范》进行设计。保证该装置设置位置合理规范，满足消防规范要求[2]。

5、水箱和水泵

高层的设计中，水箱和水泵也是设计的重点，对于高层的重力系统而言，消防所用的水都放在高压水箱里，为消防工作提供足够的建筑用水。从而，使得水泵在水灾来临时能及时的派上用场，使高层消防安全可靠。从现行的规范及所见到的资料里都没有明确消防水箱中的消防储水量是一个18m3还是两个18m3。即一般的将GB50045-95中的18m3理解为消火栓系统室内10min消防用水（故近日有将高位水箱中之10min消防储水量定为24m3，因室内消火栓用水量为40L/s）；将GBJ84-85中的18m3理解为自动喷水灭火系统10min消防储量（与原GBJ45-82第6.2.3建筑物內自动喷水灭火设备的用水量，按30L/s计算巧合）。因此设计消防栓与自动喷水灭火系统同时存在时出现高位水箱中的消防储量为36m3。

四、高层建筑给排水消防系统设计需注意的要点

1、高层建筑消防安全排气、通风管道的设置

之所以在高层建筑消防设计中考虑设置排气、通风管道，其主要目的是为了能够净化建筑物室内的空气，同时在火灾发生时能够及时间建筑物室内的有毒有害气体排出，防止人员吸入大量的有毒气体造成伤害；一般在设计过程中应考虑使用非燃性的材质的排气、通风管道，以防火灾发生时管道在高温环境下燃烧融化[3]。

2、消防水泵出口处放水阀和稳压回流措施

根据《高层民用建筑设计防火规范》规定要求，在消防水泵供水管上应设置DN65放水阀门，并根据消防水泵的排水量的大小合理确定其排放位置；如果消防水泵的排水量比较大，应将水排放到消防水池；消防水泵排水量较小，一般将水排放到泵房集水池即可；然而大量的实践证明，如果消防水量小于水泵选定流量值，消防栓水枪出水压力及流量达不到要求，难以达到灭火要求；因此，建议在消防供水管上设置安全稳压阀，以避免市政管网压力过高或过低情况时通过该装置进行压力调节。即利用回流管泄压并将回流水排放到消防水池。

3、消防水池的设置

通常基于种种因素，市政消防供水系统偶尔会发生水达不到消防用水需求问题。为了防止这一问题的发生，应在高层建筑消防给排水设计中考虑设置消防水池；消防水池设计过程中要计算其容积，其方法是根据火灾持续时间内消防总水量减去市政消防供水管的补水量。为了防止高层建筑生活用水受到污染，应单独设置消防水池或水箱。

五、结束语

高层建筑给排水消防设计水平在一定程度上关系着整个建筑的安全与质量，因此，在具体的工程中，一定要高度重视高层建筑给排水消防设计，合理掌握设计要点，促进高层建筑给排水消防安全的有效提高。

参考文献：

[1]顾晓峰.高层建筑给排水及消防设计方法[J].经营管理者，2014，09：387.

[2]孙浩.关于高层建筑给排水消防设计技术研究[J].科技创业家，2014，04：57.

[3]黎月桦.高层建筑给排水消防设计方法分析[J].江西建材，2014，09：26.