超高层现代住宅小区消防给水系统的方案选型

唐 国 锋

(中哲国际工程设计有限公司，江苏 南京 210019)

随着我国综合国力的增强与城镇化进程的推进，越来越多的高层及超高层住宅小区出现在城市建设中。尤其是超高层住宅，人口密度大，疏散困难，高度大都超出消防车的扑救能力，发生火灾时，立足“自救”，如何做到满足文献[1]的要求，系统安全可靠尤为重要。本文以太仓某现代住宅小区为例，给出一套完整的超高层住宅设计思路，并进行总结与探讨。

1 工程概况

本工程位于太仓市郑和大街北侧，钱泾路南侧，总建筑面积284 001 m2，其中地上建筑面积193 667 m2，地下建筑9 033 m2，单体主要包括：46F住宅1栋，47F住宅1栋，33F住宅5栋，28F住宅1栋，16F办公楼(社区中心)1栋，3F幼儿园1栋，商业若干，地下2F，为地下汽车库，配套配电房、泵房若干。

2 消防给水形式的规范要求

文献[1]第6.2.2条：“分区供水形式应根据系统压力、建筑特征、经技术经济和安全可靠性等综合因素确定，可采用消防水泵并行或串联、减压水箱和减压阀减压的形式，但当系统工作压力大于2.4 MPa时，应采用消防水泵串联或减压水箱分区供水形式”。由此可见，在系统工作压力不大于2.4 MPa时，一定条件下可采用消防水泵并联(建筑各竖向分区独立设置增压系统的供水形式)、串联(建筑各竖向分区水泵串联逐级增压的供水形式)、减压水箱和减压阀减压给水(常高压给水系统)都是可行的；系统工作压力大于2.4 MPa时，只有采用串联或减压阀减压的给水形式。

3 消防给水形式的方案选择

1)并联给水(见图1)，系统共分成3区，低区-2F～17F，中区18F～34F，高区35F～47F，屋面设置36 t高位水箱，地下车库设置消防水池与消防泵房，泵房内设置高区与中区2组消防泵。火灾初期高区由屋面消防水箱直接供水，中低区由水箱减压供水，各自出水管分别设置量开关，火灾时，高区由高区流量开关或压力开关联动启动消防泵供水，中区与低区由中区流量开关或压力开关联动消防泵启动供水，其中中区由中区消防泵直接供水，低区由中区消防泵与减压阀联合供水；中区与低区水泵结合器直接设置，受消防车供水高度影响，高区水泵结合器需要在第2避难层设置手抬泵接口。中区设计工作压力约为1.55 MPa，系统工作压力2.0 MPa；高区设计工作压力约为2.0 MPa，系统工作压力按照1.2倍设计压力考虑，约为2.4 MPa，为极限压力。建筑高层超过140 m时无法采用此系统；高区、中区管材采用内外壁热浸镀锌无缝钢管，阀门等级为2.5 MPa，低区管材采用内外壁热浸镀锌钢管，阀门等级为1.2 MPa。

2)串联给水(见图2)，系统共分成3区，低区-2F～17F，中区18F～34F，高区35F～47F，屋面设置消防水泵房，内设72 t转输水箱及高区消防泵，该转输水箱容积为10 min高区水箱容积；地下车库设置消防水池与消防泵房，消防泵房内分别设置消防转输泵与中区消防泵。火灾初期高区由屋面水箱转输直接供水，中低区由水箱减压供水，各自出水管分别设置量开关，火灾时，高区由高区流量开关或压力开关联动启动高区消防泵供水，后启动地下泵房内的转输泵向转输水箱供水；中区与低区由中区流量开关或压力开关联动启动消防泵供水，其中中区由中区消防泵直接供水，低区由中区消防泵与减压阀联合供水；中区与低区水泵结合器直接设置，高区水泵结合器需要在第2避难层转输供水干管处设置手抬泵接口。高区消防泵供水管需要走2根立管，下沿至地下车库向其余单体高区供水，此给水形式中区系统工作压力同并联给水，高区消防泵扬程约为0.45 MPa，管道最低处设计压力约为1.87 MPa，系统工作压力约为1.94 MPa～2.03 MPa，系统工作压力同并联相比系统工作压力明显降低，转输消防泵扬程约1.65 MPa。高区下沿供水立管、中区管材采用内外壁热浸镀锌无缝钢管，阀门等级为2.5 MPa，低区管材采用内外壁热浸镀锌钢管，阀门等级为1.2 MPa。

3)减压阀分区给水：与图1类似，系统共分成3区，低区-2F～17F，中区18F～34F，高区35F～47F，屋面设置36 t高位水箱，地下车库设置消防水池与消防泵房，泵房内只设置高区消防泵。火灾初期高区由屋面消防水箱直接供水，中低区由水箱减压供水，火灾时，皆由流量开关或压力开关启动高区消防泵，直接供水或减压阀减压供水。适用的建筑高度、水泵结合器的设置、管材、阀门等基本与并联给水形式相同。

4)减压水箱给水：与图2类似，采用此系统时，通常为常高区给水系统。屋面设置消防水泵房，内设高位消防水池及高区消防泵，高位消防水池容积为火灾延续时间内消防用水量之和；地下车库设置低位消防水池与消防泵房，消防泵房内只设置消防转输泵，中区由屋面重力水池直接供应，低区由屋面重力水池与避难层减压水箱联合供水，当然低区也可以采用屋面重力水池与减压阀联合供水。转输干管上设置水泵结合器，同时需要避难层处设置手抬泵接口。除高区下沿供水立管采用内外壁热浸镀锌无缝钢管外，其余采用加厚或内外壁热浸镀锌钢管即可。采用此系统时，火灾延续时间内消防用水量为270 m3，根据文献[1]第4.3.11条，高位消防水池容积最小为135 m3，由于高位消防水池重力供水压力不足之处，同样需要采用临时高压给水系统，高区下沿向其余单体供水立管最低处设计压力约为1.87 MPa，系统工作压力约为1.94 MPa～2.03 MPa，其余各区系统工作压力由高位水箱高度决定。

4 消防给水形式的讨论

超高层住宅建筑与公建相比，存在诸多的条件限制，文献[2]～[4]都有明确的规定，再加上得房率等避难层难以设置转输水箱与转输泵，通常将屋面加空处理，设置消防转输水箱与转输泵房。

1)并联给水与减压阀分区给水相比，都受系统工作压力的制约，建筑高度超过140 m这两种给水形式都无法应用，如果其余单体高度合适，在其余单体上单独增设一座低区高位水箱，不建议在避难层设置，火灾时由低区消防水泵供应，这样低区管材系统压力明显降低，在系统规模大时有明显的经济优势，减压阀的可靠性与低区无关，中高区管材系统工作压力两系统并无差异，设备同样都是集中布置，并联系统设备用房占地面积比减压阀分区要大，管道系统相对复杂，两者相对串联与减压水箱给水管道系统明显简单，减压阀分区系统减压阀设置较多，后期维护工作量增大。

2)串联给水与减压水箱减压给水：系统工作压力明显降低，以本项目为例，建筑高度不超过180 m都可以采用本系统，超过180 m时，系统工作压力大于2.4 MPa，二者都不能采用。建筑高度超过180 m时，只有在避难层设置消防转输水箱与转输泵房。当然建筑高度超过180 m的住宅并不多见，大都在150 m左右。二者相比，系统工作压力有所降低，但是由于需要在屋面设置消防泵房与水池，设备增多，结构负荷最增大，得房率降低，而且都不能集中布置，同时由于消防转输泵的存在，控制系统明显复杂。减压水箱减压给水同串联给水相比，水池容积增加有限，只有高区有压力开关，中低区只有流量开关而无压力开关，而且流量开关只起报警作用，转输水泵的启动由高位水池的水位控制，控制系统相对简单，地下泵房只有转输水泵，而且系统可靠性更高，管网供水压力较为均衡。

5 消防给水形式的总结

从系统经济性、安全性并结合住宅建筑的特点，可见当建筑高度大于180 m时，必须在避难层设置消防泵房，内设转输水箱及高区消防泵，采用串联给水；当建筑高度在140 m～180 m之间时，住宅建筑首选常高压给水系统，在屋面设置消防泵房，内设高位消防水池与高区消防泵；当建筑高度不超过140 m的情况下，住宅建筑首选减压阀分区给水系统，屋面只设置高位消防水箱，选用质量可靠的减压阀，可以满足文献[1]的要求；地下消防水池及消防泵房的设置这几种消防给水形式基本雷同，只是泵房内设备多少的差异。我院设计的本项目周边甲方共有4个地块，总建筑面积约110万m2，与本工程类似，为超高层住宅项目，消防给水皆按此方案实施。

6 结语

住宅项目业主及业主与物业之间纠纷多，针对项目差异，设计人员应本着安全、经济性及可实施性原则，通过对方案比较，得出适用于本项目的消防给水形式，以适应建筑行业的发展，满足人民群众对美好生活向往的新需求，是走上可持续发展之路的基础和保障。