珠海某200m 超高层建筑的消防给水系统设计

蔡永立

（广州市设计院集团有限公司，广东广州 510620）

0 引言

在节能、低碳的大环境下。国家在2022 年7 月12日，发布了《国家发展改革委关于印发“十四五”新型城镇化实施方案的通知》，通知中明确指出严格限制新建超高层建筑，不得新建500m 以上建筑，严格限制新建250m 以上建筑[1]。限高令一出，今后的250m 及以上的巨型建筑将会越来越少，更多的将会是250m 以下的建筑，本文主要介绍200m 的超高层建筑的消防给水系统，为今后其他同类型的建筑提供一些参考及思路。

1 工程概况

该工程位于珠海市横琴区，总用地面积15213.42m2，总建筑面积157419.39m2。地上47 层（其中11、24、35、44 层为避难层），地下5 层，建筑高度207.9m。主要包括裙楼商业、复式公寓及酒店3 个部分。属于一类高层，耐火等级一级，抗震设防烈度Ⅶ。

2 消防水源

本项目所有消防用水均由市政给水管网供给，市政供水压力为0.25MPa，市政给水进入官共2 根，一根DN200，一根DN100，室外消防一部分利用周边市政消火栓供水，两个市政引入管后分别增设一个室外消火栓，室内消防用水贮存于地下一层消防水池内，经消防泵加压后供水，屋面设有100m3的高位消防水箱及增压稳压设备，并在25F 设置消防转输泵房。

3 消防用水量及贮水

地下一层设置消防泵房及消防水池，消防水池有效容积为720m3，分为容积大致相等的两格；25 层设置消防转输泵房，泵房内设有60m3的消防转输水箱，分为容积相等的两格；屋面设有100m3的消防水箱及增压稳压泵房[2]。消防用水量及贮水情况如表1 所示。

表1 消防用水量及贮水情况

4 消火栓系统

4.1 室外消火栓系统

周边规划道路的室外市政管网成环状（市政给水厂至少有两条输水干管向市政给水管网输水），管径DN400，市政给水管网水压按0.25MPa，从市政给水管网引入两根管，分别增设一个室外消火栓，室外消火栓沿道路布置的间距按不大于120m 控制，保护半径按不大于150m 控制，故本项目消防水池不再储存室外消防用水量。

4.2 室内消火栓系统

4.2.1 系统选型及竖向分区

室内消火栓系统采用临时高压消防给水系统。

消火栓系统竖向分为4 个区：-5 层~塔楼24 层为低区，由低区消火栓泵组供水，分为两个竖向分区，分别为1、2 区（6 层设备转换层及以下为1 区，7~24 层为2区），1 区由减压阀组减压后供水（减压阀组设于地下一层消防泵房内）。塔楼25 层~屋面为高区，由高区消火栓泵组供水，分为两个竖向分区：塔楼的25 层~第三避难层35 层为3 区，由减压阀组减压供水，减压阀组设于25 层消防转输泵房内，阀后压力为0.9MPa；塔楼的36层~屋面为4 区，由塔楼的高区消火栓泵组直接加压供水。

因珠海当地的消防车可以保护到100m，所以1 区、2 区的消火栓环网各自在室外设置3 套SQD150 消防水泵接合器，分别接入1 区、2 区的室内消火栓环网，供消防车直接向本区室内消火栓系统供水；高区的消火栓环网在室外设5 套SQD150 消防水泵接合器（与喷淋系统合用），与转输供水总管连通，供消防车向高区消火栓系统供水；在25 层消防转输水泵房内设置手抬泵接口（采用水泵接合器做法）供消防员使用。设置在室外的水泵接合器与室外消火栓距离控制在15~40m 范围内。地下室充电桩区域的消火栓输水干管上设置止回阀，并单独设置1 组SQD100 水泵接合器，另25F 消防转输泵房到屋面层高差为101m，仅在25F 设置4 区消火栓系统的手抬泵无法供水至屋面层，故在35F 避难层的消防主管上仍需增设手抬泵实现串联供水，又因为手抬泵接口后设置了止回阀，所以4 区的稳压管需接在止回阀前，而非传统的在屋面就近接入4 区消火栓环网，消火栓系统原理如图1 所示。

图1 消火栓系统原理（局部）

4.2.2 室内消火栓水泵和消防转输水泵控制

室内消火栓主泵由高位水箱出水管上的流量开关、水泵出水干管上的压力开关直接自动启动，稳压泵由稳压管上压力开关自动启停；高区消火栓主泵与转输泵的启泵顺序为：高区消火栓泵先启动，转输水泵后启动。除稳压泵外，所有水泵不得自动停泵，同时在泵房内应可以就地手动启停水泵，在消控中心可以远程手动控制水泵启停。所有消防水泵的运行及故障状况，均有信号反馈至消控中心显示。

5 自动灭火系统

5.1 设置范围

除开关站、变配电房、强弱电机房、消控中心、机房控制室、强弱电间等不宜用水灭火的地方外，其余场所均采用闭式自动喷水灭火系统（净空高度大于0.8m 的闷顶或技术夹层也应设置洒水喷头）[3]，净空高度大于18m 的采用大空间智能主动喷水灭火系统；充电桩车库采用泡沫-水喷淋灭火系统。

5.2 设计参数（除注明外，喷头工作压力不小于0.1MPa）

普通车库（非充电桩区域）按中危险级Ⅱ级设计[4]，喷水强度8L/（min·m2），作用面积160m2，喷头K=80。

充电桩车库按中危险级Ⅱ级设计，喷水强度为8L/（min·m2），作用面积465m2，喷头K=80[5]。

塔楼按中危险Ⅰ级设计，喷水强度6L/（min·m2），作用面积160m2，喷头K=80。

净高12~18m 区域，喷水强度15L/（min·m2），作用面积160m2，喷头K=161 非仓库型特殊应用喷头。

除非仓库型特殊应用喷头外，其余喷头均采用快速响应喷头，不同区域采用不同形式的喷头：①车库或不设吊顶的部位采用直立型喷头。②有吊顶的部位采用DN15 吊顶型喷头（K=80），不得采用隐蔽式喷头；净空高度大于0.8m 的吊顶，吊顶内设置DN15 直立型喷头（K=80）。③酒店客房、公寓无吊顶部分DN20 扩展覆盖水平边墙型喷头（K=115）。④机械车库车架采用DN15 标准型水平边墙型喷头（K=80）（需满足中危Ⅱ级要求）。

5.3 自动喷水灭火系统选型及竖向分区

自动喷淋系统采用临时高压消防给水系统。

喷淋系统竖向分为4 个区，-5 层~塔楼23 层为低区，由-1 层低区喷淋泵组供水，分为两个竖向分区，分别为1、2 区（10 层及以下为1 区，11~23 层为2 区），1区由减压阀组减压后供水（减压阀组设于地下一层消防泵房内，阀后压力0.9MPa）；2 区由-1 层的喷淋泵组直接加压供水。1 区报警阀设于地下室，2 区报警阀设于11 层避难层的报警阀间内。塔楼24 层~屋面为高区，由25 层转输泵房内的高区喷淋泵组供水，分为两个竖向分区：塔楼的24 层~第三避难层35 层为3 区，由减压阀组减压供水，减压阀组设于25 层消防转输泵房内，阀后压力为0.9MPa；塔楼的36 层~屋面为4 区，由塔楼的高区喷淋泵组直接加压供水。3 区报警阀设于25 层转输泵房内，4 区报警阀设于35 层避难层的报警阀间内。

每个分区工作压力不超过1.6MPa，喷头工作压力不超过1.2MPa，1 区、2 区分别有各区的喷淋水泵接合器直接向室内喷淋管网供水；3 区、4 区由消防水泵接合器（5 套，与消火栓系统合用）供水至25 层消防转输泵房后由高区喷淋泵或手抬泵向室内喷淋管网供水，水泵接合器与报警阀前管网连通，供消防车向系统供水，并且与室外消火栓的距离控制在15~40m，手抬泵的做法同消火栓系统。

5.4 大空间智能型主动喷水灭火系统

在空间净高超过18m 的大堂配置标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置，系统危险等级为中危险Ⅰ级，标准射水量5L/s，保护半径20m，灭火装置压力0.6MPa，安装高度6~20m，进水口径25mm。该系统与自动喷水系统合用一套消防泵，由设于地下一层的消防泵房内的喷淋泵组加压供水，同时由屋面消防稳压水箱维持平时管网压力。

该系统的工作流程如下。自动扫描射水装置首先通过复合探测器自动进行扫描，直至探测到着火点并锁定，自动控制灭火装置的水平和垂直方向旋转，使喷射水柱的抛物线底端正好对准火源。同时探测器发出报警，传输给控制主机，启动消防主泵和电磁阀，使灭火装置喷水灭火（系统在手动控制状态下，应人工确认火灾后，手动启动系统射流灭火）。当探测装置探测到无火后，主机结束报警，工作人员关闭消防泵和自动控制阀，停止灭火。系统自动重复巡视，确认无着火点后，自动复位，待机监视。若有火复燃，重复上述灭火过程直至火灾扑灭。探测报警区域内，任何一点出现报警/故障，集中控制主机应发出声光报警信号和相应的文字提示信息，值班人员通过文字提示信息和现场实时画面可以准确直观地了解报警/故障信息，并通过点击实时画面上的控制按钮，对灭火装置进行实时诊断和实时控制，提高系统的可靠性和工作效率。该灭火系统具有以下3 种控制方式。

5.4.1 自动控制

现场发生火情后，灭火系统自动启动对应着火区域就近灭火装置进行火灾位置扫描定位，锁定着火点，报警信号传给系统集中控制主机：主机接收报警指令打开自动控制阀，向着火点实施灭火，无喷射死角定位准确，火源完全熄灭后关闭。灭火系统操作台上设置手动切换按钮，可用于人工手动启停。

5.4.2 现场手动控制

当现场消防值班人员发现火情，可直接打开最近的灭火装置现场控制箱，操纵控制箱中的按钮，将喷水口对准火源，按下启动按钮启动水泵、打开警报装置，喷水灭火。火源熄灭，恢复初始状态。

5.4.3 消防控制室手动控制

当现场发生火情，用远程控制方式进行灭火时，消防值班人员在主机上强制切换系统为手动控制状态，通过现场的彩色监控画面，操纵灭火装置搜索锁定火源，按下启动按钮启动水泵、打开自动控制阀灭火装置进行喷水灭火。火源熄灭，手动复位。

现场手动控制和消防控制室手动控制相对于自动控制具有优先权[6]。

5.5 报警阀、水流指示器、喷头

湿式报警阀与管网间供水干管上设置由控制阀、检测供水压力、流量用的仪表及排水管组成的系统流量、压力检测装置（过水能力与系统流量一致），每组湿式报警阀控制的喷头数不多于800 个，最高最低的喷头高差不大于50m[7]。每个防火分区、每层均设有水流指示器及带开关显示的阀门（开关信号反馈至消控中心），并在每个报警阀组的最不利点洒水喷头处设置末端试水装置，其他分区、楼层设置DN25 的试水阀。

5.6 喷淋水泵和消防转输水泵控制

喷淋主泵由高位水箱出水管上的流量开关和湿式报警阀上的压力开关直接自动启动，稳压泵由稳压管上压力开关自动启停。喷淋主泵与转输泵的启动顺序同消火栓系统。除稳压泵外，所有水泵不得自动停泵，同时在泵房内应可以就地手动启停水泵，在消控中心可以远程手动控制水泵启停。所有消防水泵的运行及故障状况，均有信号反馈至消控中心显示。

6 结语

对于超高层来说，尤其是超出当地消防车最大保护高度的建筑而言，一旦有火灾发生，如果没有安全、可靠的消防系统，将造成巨大的社会损失。所以不管是设计还是施工质量的把控尤为重要，本文仅以对200m建筑的消防给水系统设计做一个汇报，可作为其他同类型建筑的一个参考和借鉴。