超高层建筑消防给水系统设计探究

鲁建男

北京交科公路勘察设计研究院有限公司 北京 100191

一般情况下我们将层数超过40层，建筑高度100米以上的建筑物称为超高层建筑，《民用建筑设计通则》GB50352-2005规定:建筑高度超过100m时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。本文主要探究建筑高度在150米到250米之间高度的高层建筑的消防给水系统的设计问题。例如，如何提高超高层建筑消防给水系统的安全性、可靠性、经济性、适用性，此类问题笔者会通过结合自身的在超高层建筑消防给水设计中的经验并且融入相关表述来做出相关的研究探析。

一、超高层建筑的消防给水设计的特点

城市经济建设的飞速发展，建筑物所涉及的高度，已经成为了城市经济发展的象征。建筑物的高度已经被视为城市经济发展的首要衡量标准。目前很多城市的最高建筑的高度已超过600米，近年来很多三四线城市也逐渐开始建造超高层建筑，超高层建筑似乎慢慢的成为了城市地标建设的新宠。但是超高层建筑与一般建筑相比较为特殊，即超高层建筑内部的结构复杂，地下层数较多，消防系统类型较多（往往同时包括室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、消防水炮系统、气体灭火系统、防排烟系统等等），并且各个系统管线繁多，火灾蔓延迅速，人员疏散困难，建筑高度大大超过了城市消防装备的扑救能力等。由于这些特殊的要求规定，超高层建筑的给水系统在设计上于其他种类的建筑也会有不同的地方，超高层建筑在给水系统的设计和建造上有其特有的特征，而且通过这一设计，能够有效的解决超高层建筑消防系统水系供水需求量大的问题。

二、超高层建筑的消防给水系统的设计规范

1. 可靠性

可靠性主要是根据超高层建筑给水系统的设备来说的，具体来说就是设计人员必须去报所采用的设备及所使用的材料达到质量标准，确保消防给水系统的所有功能运行正常。针对同一个起火点，必须确保有两处以上的消防栓能够对其进行喷水扑灭，当起火时，能够用最少的时间扑灭火源以预防火势的蔓延。在确保设备正常运行的同是，也需要将给水网的布控方式变得更加简单和便于使用，这样既可以减少施工材料的浪费，又可以促进经济效益的增长。

2. 安全性

确保安全是设计人员在进行超高层建筑消防给水系统的设计时的第一考虑的要素，我们称安全性原则。我们必须按照国家相关规定标准设计超高层建筑消防给水系统，并且还要符合建筑内部的消防相关的要求。因此，设计人员的空点与布点的相关工作必须在设计施工阶段就做好，整个建筑的内部的所有区域都要有消防安全防火装置以及避免消防系统的留白区出现在建筑内部要得到充分的保证。

3. 经济性

在设计超高层建筑的消防给水系统时，设计人员要考虑其经济性，通过消防设备、消防材料，例如：优化采购给水管道、喷头、感应器等。要事半功倍，用少资金办出大效果。

4.适用性

不同的建筑的所处环境、内部构造都存在着相当大的差异，消防救火方案也就各不相同。因此，在最初的设计中就应该要结合超高层建筑物自身的特点，对建筑物周围是否存在易燃易爆装置及环境进行仔细的勘察，要因地制宜，具体情况具体设计。

三、超高层建筑的消防给水系统的设计

1. 减压分区式给水系统

根据不同的减压工具分，减压分区式给水系统可分为两种类型：①采用减压阀为载体完成消防系统给水设计；②利用减压水箱实现消防系统给水设计。减压阀的给水设计主要是采用加压阀完成消防给水系统的设计，通过对减压阀的控制，来完成建筑内部的消防给水。减压阀的设计方式主要用于建筑物的中低部区域，因为设计施工经济实惠，所以这种设计方式采用的也比较普遍，但是，主要缺点是容易发生堵塞，所以，设计单位通常是在采用这种方式的时候多数会采用两组减压去的分区给水装置，如此可以大大的降低堵塞的发生几率，水箱也同样主要用于建筑物的中低部区域，采用水箱供水的方式，一般情况下供水量为18m3以上，多数采用双向供应的供水方式。为了确保所有的消防给水系统能够有效顺利运行同时让建筑物内部的消防给水系统达到安全、可靠，就必须要注重后期的维修保养。

2.并联分区式消防给水系统

并联分区式消防给水系统是说在超高层建筑的内部，采用分区的办法，专门在每个区域内均设有消防泵。然后将所有区域内的消防泵进行整合，最后都归纳到泵房。此种方式的有点为：①分化处理所有去也的消防系统，使得所有分区内的消防系统都能够独立工作，进行消防给水。②减压阀可以不用在底层区域内进行设计。较为显著的呈现了消防给水的灭火优势，相当大的提高了消防给水系统安全性能，但是由于需要并联分区，所以采用的消防管道数量就会增加，因此设计方案的设计成本相对较高从而提高了相关单位的设计施工成本。所以，虽然安全性能较高，但是，因为成本加大的问题，反而比较少有建筑单位采用此种方案。

3. 串联分区式消防给水系统

串联分区式给水系统的特殊性比较强，主要体现在：①其供水方式需要竖向为主的方向；②供水方式需要采用由下至上逐层增加的方法。这种方案是采用水箱为载体的，然后配合阀门、管材等消防类工具来完成给水系统的配置，但是通常情况下，超高层建筑在建筑内都会逐层设立水箱。一般来说，这种方案的设计对中间区域水箱的容量提出了容量不得少于60m3的要求。消防供水从地下室水泵传输到中间层的水箱，然后再由中间层的水箱来完成整个消防系统的给水供应。对比其他方案来讲，此种给水方式因为增加了水箱与水泵，所以此方案的消防给水设计相对复杂。并且，因为水箱的存在，所以在工作的时候会产生噪音，所以采用此种设计方案的超高层建筑的相关单位需要做好降噪工作。另外，此方案在运行的过程中，必须按顺序进行启动。操作人员需要格外的注意，为了确保超高层建筑的消防系统稳定、安全，操作流程需规范，并且需要加强后期的维护。

4.设立高位消防水池式的消防给水系统

此种设计方案，其实就是需要在超高层建筑物的高层设置消防给水系统，一般情况下，是将消防给水系统设置在建筑物的顶端。如此，给水系统通过外力的作用力，以此来完成长高层建筑物的内部的消防用水正常的供应。因为高位消防水池是采用的自然界的重力外力，所以，这种方案设计的可靠性与安全性要更高。这也是这种设计方案的最大优势。目前，我国对于超高层建筑物消防的指标正在根据具体情况作出不断的调整，所以，这种方案是目前在超高层建筑物中采用最多最广泛的一种方案。屋顶的水箱也同样有相应的指标，即：公共建筑物的水箱容量印版需要达到36立方米左右，但是，这只是针对一般建筑，建筑物在高度未达到100米时采用此标准，如果建筑物为高层建筑，则需要降水箱容量上升到50立方米，本文所讨论的高度超过150米的超高层建筑的水箱容量则需要上升到100立方米。我国现施行的是消防新规的管控下，我国建筑领域中超高层建筑屋顶水箱在设计时，所做的容量也越来越高。相关建筑单位，在设计消防给水系统的时候，需要根据建筑物本身的具体情况，采用此种设计方案，并且将之与串联分区的方案进行对照，由此来选择更加适合该建筑物的消防给水系统的设计。

结束语

综上所述，在新时代经济飞速发展的城市背景之下，超高层建筑已经成为了时下最为主流的建筑模式。超高层建筑的设计施工的自身存在着相当明显的有点与缺点。超高层建筑的有点就是通过延长建筑物本身的高度，来节省该建筑物的占地面积，以此来完成土地资源使用最大化的目的。那么它的缺点就在于，由于我国现代化建筑技术发展较晚，所以目前我国国内的建筑的消防建筑的技术的水平有限，从防火控制的方面来讲，我们的高度指标目前仍未达到国际化超高层建筑高度的防火标准，从实际上来讲，我们目前所采用的外接设备，并不能满足民用房防火安全的使用标准，无法保障民用房的防火。因此，加强所参与的超高层建筑内部防火设施的建设和设计是从事消防安全施工的单位必须做到和保证的。在对所设计的超高层的消防给水方案进行优化时，必须根据建筑部本身的具体情况来，不能犯经验主义的错误。这样才能确保火灾发生之际，超高层建筑内的消防给水系统能够在火灾发生之际的第一时间就起到其应有的作用，能够很好的控制火灾的蔓延，保证超高层建筑物内用户的人身安全。