高层建筑消防系统设计

何 健

(台州市城乡规划设计研究院有限公司，浙江 台州 318000)

随着社会的进步与科学发展，城市人口的迅猛增长，建筑物的规模越来越大，结构也越来越复杂，对安全的需求越来越高。高层建筑消防系统设计的实践与探讨，已经成为建筑设计的重要研究内容，这样的研究特点使得相关工作人员在高层建筑消防系统设计的过程中，需要对新型的消防设计方式和实践探讨模式进行探究和创新，方能增强高层建筑消防设计的整体水平。因此此次研究的内容和提出的策略，对丰富高层建筑消防系统设计的改革内容具有理论性意义，对指导当前高层建筑消防系统设计的改革方式具有现实意义。

1 高层建筑消防系统在设计过程中经常出现的问题

1.1 消防水池设计问题

在高层建筑实际建设过程中，经常会出现消防水池的有效容积比所需用水量偏小的问题。造成这一问题的主要原因是消防设计人员并未充分把握高层建筑的特性，对建筑火灾延续时间把握不准确。基于此类情况下，高层建筑的消防设计人员往往不能准确计算室内外消防用水量，从而导致消防水池有效容积出现偏差[1]。

除此之外，如消防水池有效容积出现偏小的问题，有可能是已有建筑进行改造造成的。如图1所示，如果高层建筑处于和其他工程建筑共同使用一个消防水池的状况下，根据新规范要求，原有建筑可能会增加自动喷水灭火系统，这将直接导致消防水池的有效容积无法满足新的消防系统所需的消防用水量。

图1 消防水池

1.2 消火栓设计问题

在出现火灾时，高层建筑室内设置的消火栓往往是消防员进行取水实施灭火操作的主要装置[2]。消火栓设置的数量和消火栓分布情况将会对消防员完成火灾的扑救操作和火势管控产生重要的影响。但在日常生活中，经常会发生消火栓的保护距离欠缺与消火栓阀门生锈等问题。在设计过程中，设计人员往往没有仔细复核消火栓对建筑末端的保护距离，当火灾发生时，导致保护距离不够，不能有效的扑救火灾，给人民群众的生命财产安全造成严重威胁。

消火栓在实际使用过程中，常常受到阀门生锈或消防水带损坏问题的困扰，如图2所示，使消防救援人员错过了灭火的最佳时机。此外，发生火灾后，消火栓主泵经常会出现不能及时启泵，出现此类问题是由于平时忽视对设备的维护检查，未能及时发现问题隐患，将会对火灾的及时扑救造成影响[3]。

1.3 给水压力设计问题

对于高层建筑消防给水系统的设计，消防给水系统经常出现超压现象以及泄压问题。消防给水出现超压现象，实际上是指消防系统的实际工作压力超过管网工作压力限值的现象，容易造成消防设备和系统管网出现漏损和消防给水系统出现供水不均的问题。造成该问题的原因有很多，比如说消防系统中的出水流量比较低、系统垂直分区出现不合理设计等，都会对消防系统的正常运转造成不利影响[4]。

图2 消火栓生锈、水带缺失

然而给水超压现象实质上是消防给水系统中经常出现的问题，因此消防系统的设计人员需要采用一些泄压措施来处理这个问题，设计中常常采用设置安全阀和泄压阀[5]。对于消防水泵低流量的工况，管网压力较大，消防水泵低流量空转过热，常采用设置超压泄压阀，将水回流至消防水池。对于采用减压阀减压分区供水的系统，在减压阀后设置安全阀，以保证在减压阀失效的情况下，安全阀能及时开启，保证系统不出现超压现象。因此在高层建筑消防给水系统的设计过程中，消防设计人员应该选择合理的泄压措施，以提升消防管网的安全性，保证消防系统的正常运行。

1.4 自动喷淋设计出现问题

在进行高层建筑的消防给水系统的设计时，自动喷水灭火系统的设计是高层建筑消防设计的主要内容，但依旧存在缺乏合理性的问题。根据规范要求，净空高度大于800mm的闷顶内，当闷顶内敷设的配电线路采用不燃材料套管或封闭金属线槽保护时，可不设置洒水喷头。设计人员往往没有与电气专业沟通协调，导致闷顶内没有设置喷头，而电气专业也未说明配电线路需要采用不燃材料保护，从而留下了消防安全隐患。另外，自动喷水灭火系统的管材防腐施工不到位，导致许多建筑的喷淋管道都出现了不同程度的腐蚀现象，严重影响了整个系统的安全运行。

2 高层建筑进行消防系统设计研究现况

2.1 总体规划布局设计

近些年，伴随着整个经济市场的高速发展，居民更加注重生活质量的提升。消费者在进行建筑物选购的过程中，不但会考虑高层建筑物本身所具有的功能，还会全面考虑建筑物周边环境的整体舒适度、建筑物的美观性。因此建筑企业在进行建筑设计的过程中，建筑设计人员需要注意建筑整体环境问题，尽可能将建筑的整体设计与高层建筑的社区设计、建筑街道设计结合在一起。绿色园林类景观设计在高层建筑工程的设计过程中已经被广泛使用，虽然这些景观可以使建筑工程演变为建筑群体工程，有效的提升高层建筑的整体美感，但是一些景观也会对高层建筑消防系统设计产生不利影响，比如说影响爬梯建设、消防通道比较狭窄等。

根据高层建筑各个区域的功能需求设计不同的灭火系统。一些含电器设备的房间用水系统灭火可能会对设备造成损伤，甚至会造成一定的危险，所以采用气体灭火系统，这样会减轻对该设备的损坏。如高层建筑商业区有较多的店铺，而店内多为可燃的物品，使用水喷淋系统便可以达到扑灭火灾的目的。同时在高层建筑应设置消火栓系统辅助其他灭火系统灭火，当火灾发生时，消防联动控制器会联动泵房控制柜启动泵，为水喷淋系统、消火栓系统提供消防水来灭火。火灾报警器发出逃生警报提醒；指示灯和应急广播切入应急状态开始工作。

为了有效的避免这些问题的出现，设计人员需要在图纸设计时，结合消防系统的设计内容进行优化设计，在一定程度上可以有效确保建筑设计的整体协调性。这就意味着消防设计人员需要在高层建筑社区内部提前设计消防通道，消防设计通道既需要满足高层建筑景观设计的实际需要，又需要合乎消防设计的实际需求。

2.2 地下室的排水设计

在进行高层建筑施工设计的过程中，柴油发电机房、变电站、消防水泵房基本上都设置于地下室。假如地下室的积水问题比较严重，高层建筑消防系统的正常运行将不可避免地受到一定的阻碍，所以消防设计人员注重完成地下室的消防排水是非常重要的。但是地下室排水出现问题的概率比较大，一是集水井体积小，有效容积不够；二是未设置备用排水泵。

为了解决这一问题，消防设计人员需要在进行地下室消防排水系统的设计过程中，严格按照标准规范确定消防排水集水坑容积，可以有效的满足地下室消防排水的实际需要。消防排水系统应该配备一个备用排水泵，在常用泵出现失效的情况下，消防系统可以自行进行备用泵的启动操作。备用泵通常是无堵塞型的潜水式排污泵。常用泵和备用泵使用的排水管道应尽量保持在相对独立的状态。消防设计人员需要格外注意在进行地下室消防排水设计的过程中，提供两路电源，在一定程度上可以避免出现断电后排水泵出现不能使用的不良状况。

2.3 给水方式的合理设计

在对高层建筑进行消防给水设计时,消防设计人员应该合理开展消防给水方式的合理化选择,从而保证消防系统设计的整体有效性和经济适用性。首先设计人员应该从消防系统的整体安全角度开展消防给水形式的选择,然后方可全面考虑消防系统设计过程中产生的成本。工作人员可以根据消防服务的范围,将高层建筑的消防给水系统直接划分成区域内集中的消防给水系统以及相对独立的消防给水系统[5]。

正常情况下高层建筑周边均会建立消防水池，在消防水池具有非常大的容量状况下,如果多个高层建筑可以共用一个消防水池，即可以有效节省很多社会类资源。但是在日常生活过程中，因为各个施工单位之间进行协调沟通相对比较困难,因此施工人员通常难以使用区域集中型消防给水系统,消防设计人员在进行设计的过程中,通常会开展一些比较独立的消防给水系统进行给水设计。

消防设计人员需要依照建筑物所具有的实际高度,将高层建筑的消防给水系统合理划分，将消防给水划分为分区供水以及不分区供水两种形式。正常情况下,消防设计人员会根据0.8MPa消火栓的栓口所具有的静水压力作为基准点，如果实际压力值大于基准压力值即会选择使用分区给水的形式进行消防给水,如果实际压力值小于基准压力值，消防设计人员会使用不分区给水的方式进行消防给水。

2.4 自动喷淋系统的给水设计

在进行自动喷淋系统的给水设计时,工作人员应该使用该系统中具有的火势跟踪以及迅速进入灭火状态的功能。因为自动喷淋系统会使用一些喷洒头进行喷水灭火操作，因此工作人员应该提前设计出足够多的喷头，从而尽可能快的实现对火灾火势的管控。

除此之外，工作人员还应该考虑到自动式喷淋系统在进行给水设计所具有的特殊性，对现场人员的密集程度以及电气线路等多个问题开展比较深入的分析，从而基本上实现高科技系统的设置功能。自喷系统的给水方式是多种多样的,例如工作人员可以运用水泵与重力水箱等方法进行给水。正常情况下，不高于100m的高层建筑往往会运用重力水箱进行给水，对于已经超过100m的高层建筑，在进行消防系统设计时往往会运用分区串联的给水方法。

3 结 语

综上所述，高层建筑消防系统设计关系到人民生命财产的安全，在整个建筑的设计中占有极其重要的地位，所以，高层建筑的设计人员必须要对其有着足够的重视。通过文章的分析和研究得知，高层建筑消防系统设计的改革是推动消防设计的重要方式，同时也是促进高层建筑消防事业全面发展的有效手段。本文研究中提出的几点建议，主要围绕高层建筑消防设计，注重高层建筑消防系统设计的实践与探讨，才能更好地提升消防设计的综合水平，这对高层建筑消防系统设计的改革和创新具有重要的意义。在我国建筑事业不断发展下，将会出现多样化的消防设计方法和更为有效的消防实践模式，作为高层建筑消防系统的设计人员，应重视自身设计能力的提升，进而为高层建筑提供优质的设计服务。