高层公共建筑消防水系统的设计研究

摘 要 了解当前国内外高层公共建筑的火灾现状，根据高层公共建筑火灾特点，分析火灾成因，明确该类建筑适用的消防水系统及可靠性，找出系统从设计到使用的过程中可能出现的问题，根据高层公共建筑自身防火要求，依据国家颁布的各种相关规范，提出较好的解决方案，提高此类建筑消防水系统的质量。

关键词 高层公共建筑 消防水系统设计 福建地区

中图分类号：TU821.6 文献标识码：A

0引言

现代民用建筑中，高层建筑的消防给水系统必须要考虑到环境以及火灾特点，基于高层建筑的基本用途科学规划消防给水系统，以确保消防安全以及给水工程建设的集约化，实现节能、合理以及高效，以满足人们日常生活居住所需。近年来由于城市建设用地逐渐减少，公共建筑的高度逐渐上升，为确保建筑居住安全，消防给水系统也要伴随建筑转变而优化，才能够满足高层建筑火灾扑灭的要求。

在常规设计中，建筑物室外消防栓系统宜采用低压消防给水系统，室内应采用高压或临时高压消防给水系统，且不应与生产生活给水系统合用。稳高压消防给水系统，满足高层公共建筑的给水、排水工程量建设以及系统维修保养成本支出，作为常见的消防给水系统，其自身操作控制较为简单，技术性能非常稳定。稳高压消防给水系统在高层公共建筑中的使用，首要实现技术上改进以及设计理念的优化，基于高层建筑消防给水系统存在的问题，结合火灾时建筑物自身消防设施的自救，优化高层公共建筑的消防给水系统设计，使得稳高压给水系统能够根据高层公共建筑的特点以及实际火灾发生情况，发挥自身的作用，合理运用相关规范及技术要求，实现消防给水系统的正常、安全运行。

1国内外公高层公共建筑火灾特点及适用的消防水系统

现代化发展下由于生态资源遭受破坏、我国水资源污染严重，高层公共建筑消防给水系统设计中，必须要充分考虑节水问题，以实现可持续发展。高层公共建筑在福建地区逐渐普及，由于福建是临海省市，其工业用地、生活用地等比较紧张，城市发展下的高层公共建筑集群愈加普及，以解决城市规划用地减少的难题，缓解人口增多导致的用地压力。高层公共建筑内部功能复杂、可燃物多，所以高层公共建筑火灾蔓延快、扑救难度大，物资疏散比较困难，因此建筑物自救必须要优化内部消防设施建设。

国外对高层公共建筑消防安全系统的设计，早已不局限于消防给水系统，而是以新逃生方法为主，德国是以可充气折叠式逃生方舱为主，通过监测火灾的发生自动充入氮气，启动后顺着建筑外墙面向地面缓慢移动，人们从楼顶及窗外进入舱内，以确保人员疏散；美国主要是以电磁逃生系统为主，逃生者穿绳金属救生衣后直接进入竖井中，点电瓷片在竖井中会以向上阻力安全缓慢降落到地面。在我国，消防栓是基本的灭火设备，依据供水对象消防栓可以分为消防综合给水系统以及独立消防给水系统，以高压、临时压以及消防低压给水系统为主，高层建筑主要是采用湿式高压消防给水系统，给水方式主要有分区并联方式等。室内消防栓主要是在考虑消防栓布置间距及消防栓的保护半径等的基础上，科学放置，根据高层建筑性质合理划分消防栓系统，以环状管网为主，实现供水干管与消防竖管双向供水。福建地区高层公共建筑消防给水系统中2011年爆出《福建南平市区部分建筑消防供水系统告急》之后，就针对全省地区的建筑消防供水系统进行全面排查以及设施维修，高层公共建筑的消防给水系统设计及建设也逐步加强，由于常用的稳高压消防给水系统无法直接应用于高层公共建筑中，要依从国家相关政策以及下属消防管理部门的规定，以经济适用以及安全供水为前提，实现消防给水系统的优化设计，以降低福建地区高层公共建筑火灾起火数量以及提高灭火速度。

2福建地区高层公共建筑消防水系统设计存在问题及解决对策

福建地区高层公共建筑消防水系统中主要存在给水系统超压、自动喷淋系统设计不合理、消防栓设计失当、消防水箱使用问题等，这些问题导致福建不少高层公共建筑系消防供水不到位，导致居民处于“火山口”。原本匹配的消防系统无用，不仅造成居民居住恐慌，当火灾来临时也增加了消防灭火的困难，其中以粮顺大厦尤为突出，其位于南平市东山路，是一座地上 17 层、地下 4 层的高层建筑，早在2006年就完成的一户一表的改造，其生活用水是直接有市政管网供应，可消防用水却在改造之后“断流”。改造之后消防泵的使用一方面是配電柜的电源被切断，导致水泵无法使用，另一方面则是长期无人维护保养，南平市梅峰路的富民广场小区消防系统则是严重瘫痪，地表下沉以及消防用电被切断等问题，使得小区内部的消防给水系统根本无法正常运行等等。这些问题一方面是由于当地消防维护以及设备更新不到位，另一方面也是由于在设计中管网以及消防系统没有考虑到实用性，以致于高层公共建筑消防水系统不足。

2.1给水系统超压

消防给水系统超压问题是由于系统内部的水压力远高于正常工作的压力极限值，导致器材、配件以及附件等等损坏严重，难以维持消防给水系统的正常运行。高层公共建筑重常出现这类问题，福建地区由于城市规划用地紧张，高层公共建筑的高度逐年上升，为确保生活用水供给到位，消防系统管网以及生活用水管网的供水压力较广，所选取的水泵都是以高压为准，对高层建筑实际供水需求没有实践联系，使得水泵承受的压力较大，严重影响消防系统的灭火以及供水，减压与泄压的操作要以实际消防系统超压问题为主，根据系统出水量进行采用不同的减压方式。

无论是竖向分区还是水泵选取，都必须要以高层建筑的实际供水为主，设计减压措施，以减压措施的设计确保消防给水系统的正常运行，例如节流管和减压孔板等等，减小消防栓栓口的压力以及采用减压阀降低竖向分区的动静压。在粮顺大厦的消防系统优化设计中，考虑到大厦的实际使用以及建筑内部情况，超压改造中，主要是以减压阀以及节流管为主，一是实现供水系统供水工程的节能处理，以节能减排为主避免消防设施的资金过多投入，在满足商业建筑群投资需求的同时采用减压阀，解决超压问题确保消防供水系统的稳固使用，并且在整体消防水系统从市政供水系统中分离出，依照改造后管网的分布，重新进行稳高压消防供水及排水系统设计，以分区并联给水方式为主，实现供水干管与消防竖管双向供水，实现生活用水与消防用水的分离及相互协助，确保火灾发生时，消防栓水压正常，配电柜电源供电稳定，还需要定期进行维修护理以及设备设施更新。

2.2自动喷淋系统设计不合理

自动喷淋系统作为高层建筑给水系统的核心内容，依据我国《自动喷水灭火系统设计规范》（附条文说明） ，高层建筑应该设置自动灭火系统，除非是不宜用水保护以及灭火的地方，特别是集中空气调节系统且总建筑面积大于3000 m2 等。高层建筑自动喷淋系统建设中，要以建筑实际情况展开设计与使用，依照国家和相关部门的规定。以1980年美国拉斯维加斯的米高梅大饭店为反面案例，确保喷淋系统设计合理以遏制大楼内火灾的迅速蔓延。虽然现阶段我国福建地区的自动喷淋系统覆盖面大体上满足国家规定，但其重点部位设计以及选材等还是存在很多不合理的现象，特别是饭店。饭店与酒店作为高层公共建筑之一，其消防标准更高，可中央空气调节系统以及扶梯、走廊以及超过800mm的闷顶，由于高层建筑人员机密，室内装修存在较多可燃性材料和杂物，都会阻碍灭火及人员逃离，加上不少福建饭店都是采用传统封闭式的喷淋系统，更加不利于火灾发生的消防水系统用水供给。自动喷淋系统选材不当则是由于管道出现腐蚀现象，支架选材难以承受整个系统重量等等。

因此在选材以及重点部位设计中，必须要以高层建筑的实际情况为主，饭店以及酒店等应该采用电子集成化的自动喷淋系统，现阶段比较出色的GSM 的水情数据自动采集系统，围绕GSM 的水情数据自动采集系统对酒店内部环境进行数据采集，以远程控制为主针对酒店内的消防供水系统以及自动喷淋开启进行自动控制，确保酒店内部的自动喷淋装置能够依据实际情况自动开启，在人员聚集程度以及电气线路调整的基础上完成新型高科技的自动喷淋系统的应用。此外根据饭店及酒店供水管道的特殊性，选择符合实际情况的材料，以材料抗低温能力、抗腐蚀等性能为基础，针对消防流量选择管道型号。实际上福建地区的高层公共建筑——酒店、饭店、商业大厦以及剧院等等，可以仿照上海大剧院的消防给水系统设计，综合性考虑各种建筑环境因素、人员因素等等，根据以发生火灾的最坏情况所需的消防流量以及火灾应对机制，加大建筑自动喷水系统设计流量，根据建筑室内不同功能，设计适合的管网形式，安装适宜的喷头，选择合适的材质，从而构建完善的大面积、大空间高层建筑自动喷水灭火系统，以满足实际需求。

2.3消防栓设计不科学

现阶段福建高层建筑消防给水系统主要是以消火栓为主，但多数高层公共建筑消火栓的设计并不满足实际需要。无论是在室内还是室外的消火栓设计中，数量以及供水量有时无法满足要求。特别是各级消火栓系统水泵启动方式存在问题，一是联动控制下，由于联动接口较多，还需要通过消防控制室的控制台，启动时间较长，二是消火栓箱里直接启动消防栓系统的动作按钮，启动存在问题，不少地区发生火灾时难以直接启动消火栓，导致火灾蔓延。为了提高灭火成功率，优化消火栓的设计是必然举措。

现阶段我国登高消防车以及消防云梯的工作高度主要在50m以内，所以高层建筑的消防救火主要是依靠室内的消火栓及自动喷淋系统。为了确保高层公共建筑发生火灾时的人员安全疏散，必须要及时扑灭火。因此必须要依据实际情况选择消火栓及自动喷淋系统。以国家标准设置消火栓的数量，依照消火栓的灭火范围以室内全覆盖，室外便于使用的原则，确保火灾来临时消火栓的供水量可以及时扑灭以及延缓火灾。此外，消火栓的水泵启动方式主要是以直接启动为主，进行启动方式的重新设计，确保火灾发生时可以迅速灭火，保证高层公共建筑的人身财产安全。

3结语

一般的消防系统设计不适用高层公共建筑消防给水系统，需在设计广度以及设计深度中延伸设计理念，从预防火灾到扑救火灾的一系列过程，实现高层公共建筑火灾少发生，最快速度、最高效率完成灭火，以将生产财产损失降到最低，确保高层公共建筑建设的使用安全性。解决高层公共建筑防火问题，要根据火灾问题，从消除隐患、火灾发生时的扑救、疏散的工作機制，建立防火安全系统以及火灾预防措施的同时，优化高层公共建筑的消防水系统设计，实现防火及灭火机制的一体化。应用功能化消防规范及处方式规范，以独立的消防安全工程建设，从性能角度判断高层公共建筑消防灭火的需求，在满足国家的防火规定以及相关建筑建设项目的同时，设计优化消防系统。

作者简介：魏云（1986.12—）女，汉族，安徽省滁州人，硕士研究生，厦门安防科技职业学院讲师、工程师，研究方向：消防。

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