超高层建筑消防设计

何萍 陈伟

摘 要：随着国民经济的发展，国内新建的建筑，尤其是在土地供应紧张的大中型城市，高层及超高层建筑占了很大比例。虽然高层建筑解决了城市用地緊张的局面，但高层建筑带来的安全隐患尤其是火灾问题，给高层建筑的救援带来很大的消防难题。本文根据工程实际设计经验与体会，对超高层建筑消火栓灭火系统及自动喷水灭火系统设计进行论述。

关键词：超高层建筑；消火栓灭火系统；自动喷水灭火系统

1 工程概况

大连润德公馆项目位于大连市新开路东，长江路以北，常寿街以南，日新街以西，为沿街地块，项目总用地面积为2450m2，规划用地性质为公建、公寓。本建筑物建筑高度185.45m，地下四层为设备用房及停车场，1～4层酒店大堂及宴会厅，5～7层为立体停车场，8层为避难层，9～21层为酒店公寓，22层为避难层，24～33层为住宅式公寓，34层为公建。

2 消防系统

本工程属建筑高度超过100m的超高层建筑，防火按一类一级建筑设计，依规范设有消火栓系统、自动喷水灭火系统、建筑灭火器配置、水喷雾灭火系统、气体灭火系统。

2.1 水 源

①消防用水由城市自来水单路供水，在用地红线内管网上接出一根DN100的管道引至地下四层消防水池。②因城市自来水为单路供水，为保证供水安全性，室外消防系统由地下四层消防泵房内的室外消火栓泵供水，在室外设置环状管网。③室内消防用水由消防水池供给。在地下四层设有效容积480m3消防水池两座，内存室内、外消火栓及自动喷洒水量；贴临的消防泵房内设室外消火栓系统两台水泵，室内低区消火栓系统两台水泵，一用一备；低区自动喷水灭火系统两台水泵，一用一备；消防转输供水系统三台水泵，两用一备。④消防转输水箱供水系统：八层设置消防转输水箱，由设于地下四层消防泵房内的消防转输泵组（三台，两用一备）供水。中间水箱设回流管，超过高水位的水回流至地下四层消防水池。⑤在八层及屋顶水箱间内各设置一套高位消防水箱，水箱有效容积为18m3。

2.2 消防水量

本工程属建筑高度超过100m的超高层建筑，流量和水压均不能满足系统要求，因此消防系统为临时高压消防给水系统，防火按一类一级建筑设计。①消防水池有效容积：本工程室外消火栓用水量30L/s，火灾延续时间3h；室内消火栓用水量40L/s，火灾延续时间3h；湿式自动喷水灭火系统火灾危险等级为中危险级Ⅱ级，喷水强度为8L/s·m2，作用面积160m2，持续喷水时间1h。消防水池的有效容积应是火灾延续时间内，同时使用的各种灭火系统消防用水量之和，因此在地下四层设有效容积总计为954m3。②8层消防转输水箱有效容积：消防转输水箱内储存30min室内消火栓用水量及1小时自动喷洒用水量，因此消防转输水箱有效容积为180m3。③高位消防水箱有效容积：参照《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版），一类公共建筑不应小于18m3。

3 消火栓灭火系统

（1）室外消火栓系统：本项目室外消防系统由地下四层消防泵房内的室外消火栓泵供水，在室外设置环状管网，环管管径DN200。从市政供水管上接稳压管至环状管网上，接入前设倒流防止器。室外消防供水系统，最不利点消火栓压力不小于10m。室外消火栓将沿首层外围的消防车道设置，各消火栓间距不超过120m，消火栓距路边不应大于2.0m，距建筑外墙不宜小于5m。采用地下式消火栓。

（2）室内消火栓系统：①消火栓系统分区：消火栓系统的分区原则为消火栓栓口的静水压力不应大于1.0MPa，因此将室内消火栓系统分成高、低两个供水区域，每个区域又用减压阀分为Ⅰ、Ⅱ两个压力区。地下四层-7层为低区，八层至顶层为高区。高区由屋顶水箱和稳压装置稳压，低区由中间水箱和稳压装置稳压。②减压稳压消火栓设置：消火栓栓口动压大于0.5MPa时采用减压稳压消火栓，本项目地下四层至一层、管道夹层、五层、六层、八层至十六层、二十四层至二十八层均采用减压稳压消火栓，栓口压力调至0.3MPa。③水泵接合器：消火栓系统高、低区各设三套地下室消防水泵接合器。高区在8层消防转输水箱间内设置三套消火栓水泵接合器接力泵。④按规范要求将消火栓安装于各楼层及其消防电梯前室，地下室和明显且易于操作的部位。栓口离地面或操作基面高度为1.1m。消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达任何部位。消防充实水柱长度不小于13m，每根消火栓立管的最小流量为15L/s。

4 自动喷水灭火系统

（1）设计基本参数：①A.地下及5-7层立体停车场：天花板下火灾危险等级为中危险级Ⅱ级，喷水强度为8L/s·m2，作用面积160m2，设计流量为27L/s，持续喷水时间1h；货架内置喷头：每个喷头流量1.92L/s，同时作用喷头14个，设计流量为27L/s，持续喷水时间1h。总流量为55L/s。②一、三、四层净空高度为8～12m，喷洒应按非仓库类高大净空场所设计，喷洒强度6L/min·m2，作用面积260m2，设计流量为35L/s。③一层公寓大堂挑空高度15.2m，设置自动扫描射水高空水炮灭火装置，单个喷头流量5L/s，设置两个喷头，设计流量为10L/s。④地上公寓及住宅：火灾危险等级为中危险级Ⅰ级，喷水强度为6L/s·m2，作用面积160m2，设计流量为30L/s，持续喷水时间1h。⑤地下一层柴油发电机房及贮油间设水喷雾自动灭火系统，设计喷雾强度20L/min·m2，持续喷雾时间0.4h。

（2）系统分区：《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）中规定为保证配水管道的工作压力不大于1.2MPa，因此将自动喷水灭火系统分为高、低两个供水区域，地下四层-7层为低区，其中地下四层至四层为低区Ⅰ区，管道夹层至7层为低区Ⅱ区；八层至顶层为高区，其中八层至二十二层为高区Ⅰ区，二十三层至顶层为高区Ⅱ区。配水管道的布置已使配水管入口的压力均衡，且各配水管入口的压力均不大于0.4MPa，如有超压，设置减压孔板。

（3）自动喷水灭火系统：①各区自动喷洒系统均由各区的自动喷洒加压泵供水，每区设加压泵二台（一备一用），分别设于地下四层消防水泵房及8层消防转输水箱间内。高区由屋顶水箱和稳压装置稳压，低区由中间水箱和稳压装置稳压。消防水箱出水管与喷洒水泵出水管并联接至报警阀组前。②低区共设6组湿式报警阀，分别设在地下四层消防泵房及4层5层之间管道夹层内。高区共设6组湿式报警阀，分别设在8层消防转输泵房及23层报警阀室内。喷淋系统每个报警阀组控制的喷头数：湿式系统不超过800个。每层各防火分区分别设有信号阀、水流指示器。每个报警阀控制的最不利喷头处设末端试水装置，其他部位可设置试水阀。③水泵接合器：低区设四套地下式自动喷洒水泵接合器，高区设两套地下式自动喷洒水泵接合器。高区在8层消防转输水箱间内设置两套自动喷洒水泵接合器接力泵。

参考文献

[1]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）.

[2]《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）.

[3]《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97.

[4]《水喷雾灭火系统设计规范》GB50219-95.