高层建筑给排水消防设计主要技术探讨

胡燕

浙江绿建建筑设计有限公司杭州分公司 浙江 杭州 310000

随着城市化进程的有序推进，我国的城镇化率逐渐提高，越来越多的人口从农村涌向城市，首先需要解决的就是新增人口的住房问题，城市人口密度加大，导致建筑物的高度越建越高，在高层建筑给排水消防设计过程中，需要格外注意人民的生命财产安全，高层建筑楼层高，人员疏散时间长，火灾蔓延速度快，对于高层建筑给排水消防设计的合理性需要结合实际工程，保障消防给水系统的安全性、可靠性，在火灾发生时最大化的完成救火工作。

1 高层建筑中给排水消防设计的特点和设计原则

（1）特点。根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版）规定，建筑高度大于27米的住宅和建筑高度大于24米的非单层厂房、仓库和其他民用建筑称之为高层建筑，在做高层给排水消防设计时主要特点有：第一，消防给水系统系统形式多样，有常高压消防给水系统、临时高压消防给水系统、低压消防给水系统，一般常高压消防给水系统的安全性最高，但是要求屋顶设置高位消防水池的形式，建筑物荷载显著提高，除了个别地表性建筑，很少采用此类消防给水形式；低压消防给水系统一般用于室外，此类消防系统水压低，系统安全可靠，是消防人员到达现场扑救灭火的基本供给保障；临时高压给水系统在高层建筑消防给水系统中运用最为广泛，设计难度最为复杂，设计时消防水泵的扬程一般较高，消防给水系统的管网复杂；第二，分区供水，对于高层建筑消火栓栓口处静压大于1.0MPa；系统工作压力大于2.4MPa；自喷报警阀处的工作压力大于1.6MPa或喷头处的工作压力大于1.2MPa时需要分区供水；第三，高层建筑给排水消防系统多样，分为室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、泡沫灭火系统、固定消防炮灭火系统等。各个消防给水系统根据不同的设计要求和灭火职能，尽可能预防建筑物内火灾的发生，尽最大努力把火灾造成的影响降到最低，从而保障人们的生命财产安全。

（2）设计原则。在高层建筑消防给排水设计中考虑的主要两点，首先要设计自救设施，如灭火器、消防软管卷盘、消防水龙等，这些设施在发生火灾时老百姓可以有能力合理使用，进行自救的，尤其是楼层高的地方，确保初期火灾发生时居民能够快速控火、灭火。其次，合理设计非自救设施，在高层建筑给排水消防设计中，消防水泵的选型、消火栓、自动喷淋等的设计合理性，是整个消防系统安全可靠的基石，也是设计的关键点，这些设施除自喷给水系统以外，在使用消火栓时需要专业消防人员操作的，未受过专业培训的普通老百姓很难操作，主要是水枪的压力大导致可控性较差。

2 高层建筑给排水消防设计存在的问题

（1）消火栓系统及灭火器的设计不合理。高层建筑消防给水设计在静压超过100米需要分区，往往在设计过程中会忽视有稳压泵的情况，当采用稳压泵稳压的时候，需要核算稳压泵稳压后的系统静压，灭火器的布置仅仅满足距离要求是不够的，还要满足计算单元的最小灭火级别的要求，根据该建筑是否设有自喷和消火栓分别取系数进行计算。

（2）自动喷水灭火设计的误区。在自动喷水灭火系统设计过程中，自喷泵、压力开关、报警阀、水流指示器、信号阀及喷头的设计外，需要特别注意最不利点处晒水喷头的工作压力问题，不假思索的采用0.05MPa往往是不正确的，需要根据喷水强度和一个喷头的保护面积，反算出喷头流量，最后得出最不利点喷头所需要的工作压力。最不利点喷头的压力也会影响整个喷淋系统的工作压力，所以要格外重视。

（3）消防给水管各类压力混淆。在消防设计过程中有许许多多的压力，最重要的有设计压力、系统工作压力及试验压力。这三个压力之间有一定的关系，当我们根据建筑类型和高度、水头损失等等计算出设计压力以后，系统工作压力一般采用水泵零流量时的压力加消防水泵吸水口的最大静压之和与稳压泵维持系统的压力之间比较取大值，试验压力根据系统工作压力是否大于1.0MPa来相应取值，当采用镀锌钢管时，系统工作压力大于1.0MPa，试验压力等于系统工作压力加0.4MPa。当小于1.0MPa，试验压力等于系统工作压力的1.5倍，且不小于1.4MPa[1]。

3 高层建筑给排水消防设计的主要技术

（1）消防水泵房。消防水泵房是整个消防给水系统的核心，是决定整个消防系统正常运行的关键点。在前期的设计过程中，需要考虑的因素主要有：第一，消防泵房最好不要设在有防震或者安静要求房间的上一层、下一层和毗邻的位置，因为消防水泵每周都会自动启动巡检一次，每月会手动启动一次，会产生40dB的噪声[2]，从而影响人们的正常生活。最好避开这些区域，并且采用低噪声的消防水泵，水泵机组采用隔振装置，或则水泵房内采用隔音吸音的材质；第二，消防水泵房的出入口需要直通室外或安全出口，保证泵房以及到达泵房的通道尽量不会受到火灾的危险，主要目的是为了在发生火灾时消防人员能及时到达消防泵房，检查消防泵的开启情况。

（2）消防水源。消防水源是整个消防系统正常运行最基本的保障，当采用市政水作为消防水源时，确定室外是否有两路供水，室外供水管管径是否满足消防用水的要求，当只有一路供水时，除了建筑高度小于等于54米的住宅项目，或者室外消防用水量小于等于20L/S的建筑外，其余项目需要在地块内预留室外消防用水量，并设置消防车取用的消防取水口；当采用天然水源作为消防用水时，除了要做好防止冬季结冰的措施外，还要保证消防水量不被他用，满足任何时候消防车都能安全取用；另外需要注意雨水清水池、泳池等只能作为备用消防水源，不能作为正常设计时消防之用，备用消防水源是指在灭火时超出设计标准的补充水源，不能计算到消防水池的有效容积内。

（3）消防水泵接合器。消防水泵接合器在整个消防系统中是唯一连接室内外消防系统的桥梁，是消防员到达现场后，利用车载消防泵连接室外消火栓，然后通过消防水泵接合器供水到达室内各个用水点，从而满足室内给水系统需要的消防水量及水压。在设计消防水泵接合器时，除了满足周边5～40米范围内有室外消火栓外，在其附近的消防取水口也可以作为取水设施，当在高层建筑设计时，静压超过1.0MPa，进行分区供水时，也可只在高区消防给水管上设置水泵接合器，不需要高低区同时设置。

（4）自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统的设计，主要还是要注意喷头的选型，不同的场所选用不同类型的喷头，例如在裸顶的场所，支管布置在梁下时，要采用直立性喷头，当支管穿梁敷设时，喷头也可以采用下垂型喷头，只要满足喷头溅水盘与顶板的距离在75～150mm之间；选择边墙型喷头的场所也是有适用条件的，第一是顶板吊顶为水平面，第二危险等级为轻危险级和中危险级的住宅、酒店类、医疗病房及办公建筑[3]，二者缺一不可；考虑到人员的密集程度和火灾发生造成的危险程度，在设计公共娱乐场所、中庭环廊，医院、疗养院、地下商场等区域，需要采用快速响应洒水喷头，并且采用的系统为湿式系统，可以加快喷头的动作时间，有效控制火情的蔓延。

（5）消火栓系统。在消火栓系统设计时，消火栓的布置，是每个设计师占用最多时间去琢磨的，高层建筑（除每单元一部楼梯疏散的住宅以外）在布置室内消火栓时，需要满足同一平面有两只水枪保护，在设计时往往同一平面有不同的防火分区，当相邻的防火分区有防火门分割时，室内消火栓时可以跨区保护的，当采用防火卷帘分割时，火灾时防火卷帘会彻底落下，消火栓无法跨区域借用，消火栓布置优先在楼梯间及休息平台和前室、走道等明显易于取用，方便消防员发现的位置，消防员进入火灾现场最主要的通道就是楼梯间，有部分设计师认为楼梯间设置消火栓，消防水带通过楼梯间门会导致消防门关闭不严，烟气倒灌，由于有正压送风的作用下，在仅仅开启十厘米左右的缝隙，烟气是不会进入楼梯间的，在消防员到达时，人员疏散基本完成，水带也不会对人员疏散造成很大的危害。

消火栓设计过程中需注意的问题。①有些房间例如配电房、开闭所等不宜用水扑救的场所，消火栓是不能布置在这些房间内，但是需要保护到这些房间的任何角落，规范仅规定遇水能引起燃烧、爆炸的建筑可不设消火栓，例如储存钾、钠、电石等物质，并不包含配电房，当配电房设置自动灭火进行灭火失效的情况下，火灾供电系统已经损毁，消防水泵也不工作了，消防员到达现场时，发现还有余火可以用车载消防泵连接室外水泵接合器，用消火栓进行灭火。②在设备层无可燃也需要设置消火栓，主要由于工程的不确定性，后期物业堆放杂物的可能性比较大，设置消火栓对于整个建筑控火安全更有利。

4 结束语

综上所述，在高层建筑设计中，重点注意消防泵房和水源的选取，水泵接合器作为桥梁作用的设计，自动喷水灭火系统和消火栓系统在设计过程中需要把握的关键技术，从而提高给排水消防系统的安全性，为现代高层建筑的进一步发展提供安全保障。