超高层建筑消防供水系统探析

唐炜鸿

（四川大学，四川 610065）

1 高层建筑简介

参考现行《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）3.1.2条规定：除住宅建筑外的民用建筑，建筑高度大于24m为高层建筑；建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。而根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）1.0.6条规定：建筑高度大于250m的建筑，其防火设计应提交国家消防主管部门组织专题研究、论证，所以在业内设计中通常将建筑高度超过250m及以上的民用建筑定义为超限高层建筑。

超限高层建筑的特点是用途广泛，功能复杂，往往同一建筑内设有酒店、高级办公、商业等不同功能；设备繁多，人员高度集中，超限高层建筑容纳的人数可达数万人。因此，对于超限高层建筑来说，一旦发生火灾，人员疏散极度困难。超限高层建筑应立足自救，由于水作为主要的灭火剂，供水可靠性的研究就非常重要。

2 超高层建筑消防供水系统设计要点

2.1 屋顶消防储水池

消防水池的最小有效容积应满足规范的要求，但对火灾危险性大、装修标准高的超高层建筑考虑火灾延续时间可能会超出规范设定的时间。另外消防水池的容积往往包含1h的自动喷淋系统用水量，而自动喷淋管网庞大复杂、影响因素较多，水力计算结果可能超出规范假定的模型，造成实际喷水强度大于设计喷水强度，从而造成喷淋系统工作时间不能满足规范1h的要求，故建议这类建筑增加20%的消防贮水量，即可以提高消防安全性，投资增加也不大，一般可以为业主接受。

2.2 转输水箱及减压水箱

转输水箱及减压水箱一般均结合建筑避难层或设备层进行设置。在超限高

层建筑中，除消防系统外其他专业如给排水、暖通及电气也都需要利用上述楼层设置各自的分配电站、换热间等机房，同时还要保证人员疏散所需要的避难区，因此楼层面积非常紧张，必须要在满足系统设计要求的前提下，最大限度地减小水箱面积。当采用水泵转输串联时，中间转输水箱同时起着上区转输水泵的吸水池和本区消防给水屋顶水箱的作用，其储水有效容积按15～30min消防设计水量经计算确定，并不宜小于60m³；减压水箱的有效容积不应小于 18m³。

2.3 供水管

屋顶及各分区减压水箱重力供水管是室内消防系统的主干动脉，为保证供水系统安全性，应采用双立管环状供水方式。按常规做法，室内消火栓系统与自动喷水灭火系统管道应尽量分开设置，但考虑超限高层建筑核心筒内竖向机电空间限制，管道数量一定要精简到最少。且根据常高压系统的供水特点，自动喷水灭火与消火栓系统均通过水箱供水，不涉及启动消防水泵的问题，水箱重力供水管只要满足自动喷水灭火及消火栓系统同时使用量，就可以合用供水干管，在各区自动喷水灭火系统报警阀前再分开系统管道即可。重力供水干管管径根据消防系统设计流量确定，且不宜小于DN200。除供水管道外，转输水箱及分区减压水箱无论容积大小均应按分开独立2格（或2个水箱）考虑，以便在水箱清洗、维护及特殊情况下，消防系统时刻能够保证使用，且宜在水箱液位阀前设置可调试减压阀将水箱进水压力控制在0.05～0.1MPa。

3 新规范对消防供水系统分区规定及影响

3.1 新规范对消防供水系统分区规定

根据新规范，消防供水系统在符合下列条件时，应分区供水：（1）系统的工作压力不大于2.40 MPa。（2）消火栓栓口处静压不大于1.0 MPa。（3）自动水灭火系统报警阀处的工作压力不大于1.60 MPa或喷头处的工作压力不大于1.20MPa。从上述规定中可以看出，消防系统的工作压力是决定分区供水的主要因素。新规范对消防供水管网的工作压力与以往相比有了较大的变化，主要体现在水泵零流量时供水压力的概念。新规范规定“消防水泵流量扬程性能曲线应为无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量时的压力不应大于设计工作压力的140%，且宜大于设计工作压力的120%”。

3.2 消防供水系统分区规定的影响

在设计压力方面，新规范对管道水头损失引入安全系数概念，提高了管网水头损失，同时在消火栓栓口动压上有了明确规定，与原规范通过计算充实水柱得出的栓口动压相比，动压取值有所提高。对于超高层建筑并联分区供水系统而言，由于消防管网规模较大，建筑本身高度较高，在新规范下计算得出的消防水泵设计压力增加的基础上，再乘以零流量时水泵的工作压力，从而导致消防管道管网工作压力大大增加。

4 结语

超高层建筑在我国发展很快，而消防规范的制定相对滞后，对每一个个体进行因地制宜的消防设计，选择合理的消防供水系统，使工程更加稳固牢靠，也使得工程投资趋向最优。

[1]苏昶明,归谈纯,王振华.上海中心大厦消防给水技术可靠性研究[J].给水排水,2015,(5): 74-79.