淺談高層消防給水設計

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淺談高層消防給水設計:高層民用建筑消防給水設計的若干問題探討

高層建筑投資規模大，建筑使用功能復雜，使得對設計的要求越來越高，特別是防火安全的設計。我國社會經濟還不發達，因此，我們在設計當中既要考慮到控火及滅火的安全性，又驃考慮到投資的合理性。下面就筆者在設計當中的幾點體會，愿與大家交流。

一、室外消火栓數量的確定

《高規》第7．3．6規定：“室外消火栓的數量應按本規范第7．2．2條規定的室外消火栓用水量經計算確定，每個消火栓的用水量應為10－15l/s“，但是《高規》的《條文說明》是這樣解釋：“室外消火栓的數量應保證供應建筑物需要的滅火用水量，其中包括室內、室外兩部分“，筆者認為《條文說明》的解釋超越了《高規》的規定。室外消火栓是室外消防用水取水口，理應按室外管網來考慮。可以想象得到，室外管網供水流量一旦確定，即使設置再多的室外消火栓，其室外消火栓所能取到的水量的總和也就是室外管供水總量。當設計把室消防用水儲存在室內消防水池時，室外管網一般就按室外消防用水量來確定，因此室外消火栓的數量應按室外消防用水量經計算來確定，但是《高規》第7．4．5．3規定“水泵接合器應設在室外便于消防車使用的地點，距室外消火栓或消防水池的距離宜為15－40米“。從這個規定可以看出，水泵接合器的15－40米范圍內在一般情況下要設置室外消火栓。因此，在工程設計中，在布置水泵接合器時，要考慮其相對集中，以利于與經計算的室外消火栓數量對應，一旦設計中有較多的室內消防系統需要較多水尖接合器，且分散布置時，則需要適當增設“額外“的室外消火栓。

二、水泵接合器數量的確定

眾所周知，水泵接合器的主要用途是當室內消防水泵發生故障或遇大火室內消防用水不足時，供消防車從室外消火栓取水，通過水泵接合器將水送到室內消防給水管網，供滅火使用。

《高規》7．4．5－1規定：“消防水泵接合器的數量應按室內消防用水量經計算確定，每個水泵接合器的流量應按10－15l/s計算：“這里指明水泵接合器的數量是按室內消防用水量經計算確定。筆者認為這一點不好照搬，我們從水泵接合器用途不難知道，水泵接合器是消防車從室外消火栓取水來增補室內消防用水不足的接口。如果室外消防用水量遠遠小于室內消防用水量時，那水泵接合器設那么多是沒有意義的，筆者最近做一個工程－－廈門國際會展中心，按一類高層建筑設計，室外消防用水量為30l/s。但其室內大水滴噴淋系統設計用水量為133l/s，室內水幕噴淋系統設計用水量為167l/s，室內消火栓系統設計用水量為30l/s，這些用水量按火災延續時間計算均儲存在地下水池中。按規范7．4．5－1規定，水泵接合器的數量應分別設10個，12個和2個。12個水泵接合器要12輛消防車從12個室外消火栓中取水供給，而室外的供水條件上遠遠達不到這個要求的，即使考慮到由消防車距離運水，那也不可保證大水滴淋系統和水幕噴淋系統的正常工作。因這兩個系統要正常工作時的用水量很大，不可能在短時間內有那么多消防車遠距離運水來達到同時供水，如時間過長，那這兩個系統也失去作用，最后時間一長就靠消火栓來滅火，因此筆者認為應對一些滅火系統可以適當減少水泵接合器的數量，可以分別設3－5個就足夠了；而對消火栓系統應重點保證，故水泵接合器的數量按室內消防用水量計算的同時應考慮室外供水能力綜合確定，達到既節省投資的目的，同時又保證消防的安全可靠性。

三、消防水池容積的確定

消防水池是儲存消防滅火用水的構筑物，容積的確定關系著滅火的安全性。《高規》7．3．2規定：“市政給水管道和進水管或天然水源不能滿足消防用水量；市政給水管道為枝狀或只有一條進水（二類居住建筑除外），只要符合上述條件之一時均應設置消防水池。“《高規》7．3．3對水池的容積作了規定：“當室外給水管網能保證室外消防用水量時，消防水池的有效容積應滿足在火災延續時間內室內消防用水量的要求；當室外給水管網不能保證室外消防用水時時，消防水池的有效容量應滿足火災延續時間以內消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。“一些地方針對這兩條規定，卻有不同的設計方法。

在福州地區，室內及室外消防用水量均儲存了消防水池中，原因是市自來水公司無法保證市政供水的安全性，這顯然會增大消防水池的容積。如每一幢高層建筑均要把室內及室外消防用水量儲存在消防水池，那將會造成很大的浪費，筆者認為是不可取的。

廈門地區是當室外給水管網能保證室外消防用水時，消防水池只滿足室內消防用水量。一般做法為：從市政引兩根進水管構成室外環狀供水，以保證室外供水的安全性，消防水池設在地下室，只考慮室內消防用水量，但不允許考慮火災時水池的補水量（規范沒有作明確規定）。故筆者認為這種做法不妥，這樣導致一幢高層公共建筑地下室一般都儲存了四、五百噸的消防用水，一般占地均有二百多平方米。像廈門國際會展中心，地下室儲存了2600噸的消防用水，水池占地890平方米，筆者認為這種做法很不經濟，僅工程造價就增上百萬元；同時又增大管理的難度，如要清洗，定期換水等，又造成水資源的浪費；如果消防用水和生活用水合建水池，那必然會造成生活二次供水的水質污染。所以筆者認為既要保證消防安全，又要降低工程造價及管理方便，首先要加強自來水公司的責任度，保證城市環狀供水的安全可靠性，然后適當加大高層建筑的進水管，使得進水管在保證高層建筑的室外消防用水量的同時能夠在火災時補充消防水池的水量。這樣經計算可以適當減少消防水池的容積，達到經濟合理。同時筆者建議鄰近高層建筑共用消防水池，對這一點希望有關市政部門能夠牽頭，對共用水池進行合理地管理，這也需要有關部門進行合理公正的規劃控制。

香港在這一點上值得我們學習，香港的建的消防水池就很小，相當于一個水泵吸水井，容量一般不超過50噸，他們只保證初期火災的用水量，中、后期火災的用水量直接靠市政管道的供給，大廈本身只提供提升設備及市政管道的接口，在高層建筑林立的香港就可節約了很多的建筑面積供各種用途使用，我們應向這一方面學習與借鑒。

四、消防給水系統的形式

對高層建筑消火栓給水系統形式的選擇，首先我們應保證系統的安全可靠性，其次我們應盡量選用經濟合理的供水形式。

按服務范圍分：獨立的消防給水系統和區域集中的消防給水系統筆者建議盡量采用區域集中的消防給水系統就如上述所講：鄰近高層建筑共用消防水池，但這往往得不到推廣。主要原因是各開發商不能協調好，這就要求有關部門能夠牽頭，共同解決管理及費用的問題，使幾方面都能夠接受。

按高度來分：分區水和不分共給水

當消火栓栓口的靜水壓力不大于0．80MPa時，采用不分區給水形式，當消火栓栓口的靜水壓力大于0．80MPa時，采用分區給水形式。分區供水方式又包括：并聯分區供水方式；串聯分區供水方式；減壓閥分區供水方式。

關聯分區供水方式：各個分區互不干擾，自成體系，對系統更加安全可靠，但造價高，維護管理較困難。

串聯分共供水方式：各區水泵壓力相近或相同，不需高壓泵，高壓管；但水泵分 散，管理困難，同樣造價高。

減壓閥供水方式：系統簡單，造價低，管理方便，筆者建議盡量采用此種供水方式。此種方式可以保證經濟，安全的要求，維護管理方便，但對減壓閥的要求較高，應采用可調式減壓閥，設定閥后壓力并保持恒定。只要一套水泵，一套水泵接合器，一座水箱，一套電控設備，造價大大降低。（圖略）

對上述幾點的分析我們可以知道：安人可靠是最重要的，但要在保證安全的同時達到經濟合理，盡量節省投資，使得維修管理方便，我們還要在設計當中認真考慮，細心比較，這樣才能把工程做的更完善。

淺談高層消防給水設計:小高層住宅小區給水及消防設計

1、前言

某商住樓由五棟10-15層的小高層建筑組成。其地下1層為車庫以及設備用房；1、2層為衛生院、會所、商場等；3層為管道轉換層；4層以上為標準層住宅。住宅每層面積650m2，六個單元，共計300戶。該小區總建筑面積為32000m2，建筑高度為48.50m.

2、給水設計

2.1 用水量及水源

該小區地下室及裙樓最高日用水量為60m3，塔樓（住宅）部分300m3，總計360m3.水源為自來水，即從小區南邊的市政自來水干管引入一根DN200mm給水管，接入地下1層的生活貯水池（100m3）和消防貯水池（367m3）作為本小區室內生活、消防給水水源。天面設置18m3的消防水箱一個，以保證消防初期的用水。

2.2 給水方式

小區公共生活、住宅及消防用水均分開設置，其中生活給水分兩個系統。低區給水系統供應地下1層至地上3層的公共用水，設水表單獨計量，由城市自來水管網直接供水，以便充分利用城市管網的水壓。四層及以上樓層給水采用變頻調速水泵給水系統。

考慮到四層及以上樓層給水系統無調節水箱，故加壓泵按用水秒流量選型。水泵運行時，在變頻調速的同時有多種流量組合以適應不同用水量的變化，選用三臺主泵、兩臺小泵配一小型氣壓罐。三臺主泵二用（其中一臺恒速，一臺變速）一備，變頻調速裝置可以在幾臺主泵之間互相切換。夜間小流量時啟動小泵與氣壓罐共同供應生活用水，以節省供水能耗。

為使住宅給水系統豎向分區的水壓分布均勻，在四層及以上樓層給水分區的四-六層水表前的橫支管上，設置新型的可調節式減壓閥，把給水壓力控制在設定的范圍內，避免部分樓層的超壓現象，保證給水系統的正常運行和使用。

3、 消防設計

本高層住宅區采用區域集中的室內臨時高壓消防給水系統，消防泵房（與生活泵房合用）設于地下一層，消防貯水池容積為367m3，儲存2h的室內消火栓用水量270m3和1h噴淋用水量97m3.在十五層塔樓屋頂設有初期（10min）消防用水量18m3.天面消防水池用水由生活水泵供給。

3.1 消火栓給水系統

室內消火栓用水量為10L/s，室外消火栓用水量為15L/s，火災延續時間按2.0h設計。系統基本流程為：消防專用貯水池消防泵總分配管和環狀干管各棟塔樓的消防環狀管網。

每棟建筑的消防給水系統消火栓栓口靜水壓不大于0.8 MPa.管道在負一層、三層設備層和天面均連成環狀。消防泵（一用一備）的輸水管在水泵房外形成環狀，分別與管網相連，其開啟由消防箱上的碎玻璃按鈕或消防中心控制，以此來保證在火警時能使任何一個消火栓有足夠的水壓和水量。當消火栓栓口出水壓力超過0.5MPa時，設置不銹鋼孔板減壓。

消火栓的布置應確保同層相鄰兩個消火栓水槍的水柱能同時到達室內任何部位。消火栓箱采用鋁合金箱，箱內配置：碎玻璃按鈕一個；警報器一個；指示燈一個； DN65mm消火栓一個；麻質襯膠水帶一條，L=25m；φ19mm×65mm直流鋁合金水槍一支；同時還配有供內部人員撲救初期火災的自救式小口徑（內徑φ19mm）膠管圈盤一套，噴嘴口徑為φ8 mm，膠管長25米。箱體尺寸（mm）L×W×H=1100×650×240.

在首層消防通道附近設有兩套消防水泵接合器，以便消防車利用室外消火栓取水直接救援。

3.2 自動噴水滅火系統

按照《自動噴水滅火系統設計規范》的規定，本工程火災危險等級屬于中危險級，噴淋系統的用水量為27L/s.在裙樓衛生院、商場、會所、地下車庫以及住宅層的走道、前室等均設自動噴水滅火設備。系統采用玻璃球噴頭，除廚房噴頭動作溫度為93℃外，其余部位噴頭動作溫度為68℃，每個噴頭保護面積不大于12.5m2.在裙樓自動扶梯周圍的防火卷簾處設加密閉式噴頭，其間距為2.0m.

根據建筑高度和每個報警閥控制的噴頭數不超過800個以及系統管網內的工作壓力不大于1.2 MPa的原則進行垂直和水平分區。地下車庫分為三個區：首層分為兩個區；二層分為兩個區。每區各設置一組報警閥。

系統設置兩臺噴淋主泵，一用一備，其開啟由濕式報警閥上的壓力開關控制或消防中心控制，1h后自動停泵。平時管網由全自動氣壓供水穩壓設備補壓，以保證系統最不利噴頭的水壓不小于0.10MPa.

3.3 滅火設備

地下一層發電機房采用全淹沒CO2滅火系統，滅火劑設計濃度為58%.地下車庫、發電機房、變配電房、商場、電梯機房等處設置移動式滅火設備，按中危險級A類火災設計。

4、小結

（1）小區采用變頻調速供水新工藝新設備，既節約能源又防止二次污染。生活給水系統取消了屋頂水箱，減少結構荷載，節省投資。

（2）“水表出戶”。每層設集中水表間，使檢修維護方便，抄表計費集中，節省時間，并減輕勞動強度，方便日后的物業管理。?

（3）采用新型給水管材。住宅廚房、衛生間冷熱水管使用鋁塑復合管，鋁塑復合管防腐蝕、耐高溫、運輸和施工方便，是替代傳統鍍鋅鋼管的良好給水管材。

（4）為使住宅給水系統豎向分區的水壓分布均勻，在給水分區的最低三層橫支管上設置新型的可調節式減壓閥，把水壓控制在設定的范圍內，避免部分樓層的超壓現象，保證系統的正常運行和使用。

（5）在消防給水系統中，消火栓系統在泵房形成環狀，保證了系統供水的安全性和可靠性。自動噴淋系統根據噴頭數量和功能分區，采用不同的報警閥控制，方便日后的物業管理。

淺談高層消防給水設計:高層建筑消防給水

一、水泵接合器數量的確定

眾所周知，水泵接合器的主要用途是當室內消防水泵發生故障或遇大火室內消防用水不足時，供消防車從室外消火栓取水，通過水泵接合器將水送到室內消防給水管網，供滅火使用。

《高規》7．4．5－1規定：“消防水泵接合器的數量應按室內消防用水量經計算確定，每個水泵接合器的流量應按10－15l/s計算：“這里指明水泵接合器的數量是按室內消防用水量經計算確定。筆者認為這一點不好照搬，我們從水泵接合器用途不難知道，水泵接合器是消防車從室外消火栓取水來增補室內消防用水不足的接口。如果室外消防用水量遠遠小于室內消防用水量時，那水泵接合器設那么多是沒有意義的，筆者最近做一個工程－－廈門國際會展中心，按一類高層建筑設計，室外消防用水量為30l/s。但其室內大水滴噴淋系統設計用水量為133l/s，室內水幕噴淋系統設計用水量為167l/s，室內消火栓系統設計用水量為30l/s，這些用水量按火災延續時間計算均儲存在地下水池中。按規范7．4．5－1規定，水泵接合器的數量應分別設10個，12個和2個。12個水泵接合器要12輛消防車從12個室外消火栓中取水供給，而室外的供水條件上遠遠達不到這個要求的，即使考慮到由消防車距離運水，那也不可保證大水滴淋系統和水幕噴淋系統的正常工作。因這兩個系統要正常工作時的用水量很大，不可能在短時間內有那么多消防車遠距離運水來達到同時供水，如時間過長，那這兩個系統也失去作用，最后時間一長就靠消火栓來滅火，因此筆者認為應對一些滅火系統可以適當減少水泵接合器的數量，可以分別設3－5個就足夠了；而對消火栓系統應重點保證，故水泵接合器的數量按室內消防用水量計算的同時應考慮室外供水能力綜合確定，達到既節省投資的目的，同時又保證消防的安全可靠性。

二、室外消火栓數量的確定

《高規》第7．3．6規定：“室外消火栓的數量應按本規范第7．2．2條規定的室外消火栓用水量經計算確定，每個消火栓的用水量應為10－15l/s“，但是《高規》的《條文說明》是這樣解釋：“室外消火栓的數量應保證供應建筑物需要的滅火用水量，其中包括室內、室外兩部分“，筆者認為《條文說明》的解釋超越了《高規》的規定。室外消火栓是室外消防用水取水口，理應按室外管網來考慮。可以想象得到，室外管網供水流量一旦確定，即使設置再多的室外消火栓，其室外消火栓所能取到的水量的總和也就是室外管供水總量。當設計把室消防用水儲存在室內消防水池時，室外管網一般就按室外消防用水量來確定，因此室外消火栓的數量應按室外消防用水量經計算來確定，但是《高規》第7．4．5．3規定“水泵接合器應設在室外便于消防車使用的地點，距室外消火栓或消防水池的距離宜為15－40米“。從這個規定可以看出，水泵接合器的15－40米范圍內在一般情況下要設置室外消火栓。因此，在工程設計中，在布置水泵接合器時，要考慮其相對集中，以利于與經計算的室外消火栓數量對應，一旦設計中有較多的室內消防系統需要較多水尖接合器，且分散布置時，則需要適當增設“額外“的室外消火栓。

三、消防水池容積的確定

消防水池是儲存消防滅火用水的構筑物，容積的確定關系著滅火的安全性。《高規》7．3．2規定：“市政給水管道和進水管或天然水源不能滿足消防用水量；市政給水管道為枝狀或只有一條進水（二類居住建筑除外），只要符合上述條件之一時均應設置消防水池。“《高規》7．3．3對水池的容積作了規定：“當室外給水管網能保證室外消防用水量時，消防水池的有效容積應滿足在火災延續時間內室內消防用水量的要求；當室外給水管網不能保證室外消防用水時時，消防水池的有效容量應滿足火災延續時間以內消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。“一些地方針對這兩條規定，卻有不同的設計方法。

在福州地區，室內及室外消防用水量均儲存了消防水池中，原因是市自來水公司無法保證市政供水的安全性，這顯然會增大消防水池的容積。如每一幢高層建筑均要把室內及室外消防用水量儲存在消防水池，那將會造成很大的浪費，筆者認為是不可取的。

廈門地區是當室外給水管網能保證室外消防用水時，消防水池只滿足室內消防用水量。一般做法為：從市政引兩根進水管構成室外環狀供水，以保證室外供水的安全性，消防水池設在地下室，只考慮室內消防用水量，但不允許考慮火災時水池的補水量（規范沒有作明確規定）。故筆者認為這種做法不妥，這樣導致一幢高層公共建筑地下室一般都儲存了四、五百噸的消防用水，一般占地均有二百多平方米。像廈門國際會展中心，地下室儲存了2600噸的消防用水，水池占地890平方米，筆者認為這種做法很不經濟，僅工程造價就增上百萬元；同時又增大管理的難度，如要清洗，定期換水等，又造成水資源的浪費；如果消防用水和生活用水合建水池，那必然會造成生活二次供水的水質污染。所以筆者認為既要保證消防安全，又要降低工程造價及管理方便，首先要加強自來水公司的責任度，保證城市環狀供水的安全可靠性，然后適當加大高層建筑的進水管，使得進水管在保證高層建筑的室外消防用水量的同時能夠在火災時補充消防水池的水量。這樣經計算可以適當減少消防水池的容積，達到經濟合理。同時筆者建議鄰近高層建筑共用消防水池，對這一點希望有關市政部門能夠牽頭，對共用水池進行合理地管理，這也需要有關部門進行合理公正的規劃控制。

香港在這一點上值得我們學習，香港的建的消防水池就很小，相當于一個水泵吸水井，容量一般不超過50噸，他們只保證初期火災的用水量，中、后期火災的用水量直接靠市政管道的供給，大廈本身只提供提升設備及市政管道的接口，在高層建筑林立的香港就可節約了很多的建筑面積供各種用途使用，我們應向這一方面學習與借鑒。

四、消防給水系統的形式

對高層建筑消火栓給水系統形式的選擇，首先我們應保證系統的安全可靠性，其次我們應盡量選用經濟合理的供水形式。

按服務范圍分：獨立的消防給水系統和區域集中的消防給水系統筆者建議盡量采用區域集中的消防給水系統就如上述所講：鄰近高層建筑共用消防水池，但這往往得不到推廣。主要原因是各開發商不能協調好，這就要求有關部門能夠牽頭，共同解決管理及費用的問題，使幾方面都能夠接受。

按高度來分：分區水和不分共給水

當消火栓栓口的靜水壓力不大于0．80MPa時，采用不分區給水形式，當消火栓栓口的靜水壓力大于0．80MPa時，采用分區給水形式。分區供水方式又包括：并聯分區供水方式；串聯分區供水方式；減壓閥分區供水方式。

關聯分區供水方式：各個分區互不干擾，自成體系，對系統更加安全可靠，但造價高，維護管理較困難。

串聯分共供水方式：各區水泵壓力相近或相同，不需高壓泵，高壓

管；但水泵分散，管理困難，同樣造價高。

減壓閥供水方式：系統簡單，造價低，管理方便，筆者建議盡量采用此種供水方式。此種方式可以保證經濟，安全的要求，維護管理方便，但對減壓閥的要求較高，應采用可調式減壓閥，設定閥后壓力并保持恒定。只要一套水泵，一套水泵接合器，一座水箱，一套電控設備，造價大大降低。（圖略）

對上述幾點的分析我們可以知道：安人可靠是最重要的，但要在保證安全的同時達到經濟合理，盡量節省投資，使得維修管理方便，我們還要在設計當中認真考慮，細心比較，這樣才能把工程做的更完善。

淺談高層消防給水設計:高層建筑消防給水系統設計

1消防給水系統的分類與分區

項目采用超限高層建筑中廣泛采用的中間水箱轉輸的水泵串聯臨時高壓供水系統，分1、2二個區。1區分低區和高區，1區供地下室至26層，其中低區供地下室至15層，高區供16~26層，低區和高區采用減壓閥進行減壓分區。1區消防水泵和2區轉輸水泵設于地下室一層水泵房內，從消防水池吸水。2區供27~49層，2區消防水泵和中間轉輸水箱設于31層泵房內，轉輸水箱同時起著2區消防水泵的吸水池和1區消防給水屋頂水箱的作用,其儲水有效容積按15~30min消防設計水量經計算確定,并不宜小于60m3。2區高位水箱設于48層，水箱有效容積為18m3。

2消防給水系統的設計

2.1室外消火栓給水系統

根據規范，室外消防用水設計秒流量為30L/s。分別從蔡嶺路和縱二路市政管網各引一條DN200供水管，在室外成環狀供水管網。在室外環狀消防水管網上設7個室外消火栓，每個消火栓設計水量為15L/s，滿足室外消防的需要。

2.2室內消火栓給水系統

2.2.1設計參數根據規范，室內每層均設消火栓保護。消火栓設置間距保證相鄰二個消火栓的水槍充實水柱同時到達室內任何部位。當建筑高度超過100m的高層建筑，水槍的充實水柱不小于13m。建筑高度大于50m的一類公共建筑的室內消火栓系統設計秒流量為40L/s，消火栓栓口處的出水壓力大于0.5MPa時，應采取減壓措施，減壓后壓力不小于0.35MPa。當消火栓口的靜水壓力大于1.00MPa時,應采取分區給水系統。本工程建筑高度為219.55m，故給水分區分1區（低區、高區）和2區二個區。

2.2.2水泵的選型消火栓給水系統的水泵有1區加壓泵、2區加壓泵和2區轉輸泵。其中1區消火栓加壓泵與2區消火栓轉輸泵設于地下一層消防水泵房內，從消防水池內吸水，2區消火栓加壓泵設于31層（避難層）泵房內，從轉輸水箱內吸水，水泵的型號及參數如下：1區加壓泵：XBD40-170-HY(Q＝40L/s，H＝170m，N＝110kW)，一用一備；2區加壓泵：XBD40-120-HY(Q＝40L/s，H＝20m，N＝90kW)，一用一備；2區轉輸泵：XBD40-160-HY(Q＝40L/s，H＝160m，N＝110kW)，一用一備。1區和2區分別設置3套DN150消火栓水泵接合器，水泵接合器設于室外地面。當1區發生火災時，1區加壓泵開始工作，為1區消火栓提供消防用水，同時消防車也可通過1區水泵接合器直接供水至1區消火栓系統。當2區發生火災時，轉輸泵及2區消火栓加壓泵同時工作，轉輸泵的作用是滿足2區消防時消火栓用水量的補給，消防車通過2區水泵接合器直接供水至31層轉輸水箱，補充2區消火栓用水。同時為確保2區最不利點消火栓靜水壓力不低于0.15MPa，在48層泵房內設置額定工作壓力為0.15MPa、氣壓罐的調節水容量為300L的消火栓系統增壓設施。

2.2.3系統的減壓1區低區和高區之間采用減壓閥進行分區，減壓閥設于15層頂板下，采用兩個可調式減壓閥串聯的形式，閥后壓力為0.35MPa。消防立管分別在低區和高區單獨成環。同時根據規范，當消火栓栓口處的出水壓力大于0.5MPa時，應采取減壓措施，所以本工程的1～10、16～24、27～44層消火栓采用減壓穩壓消火栓，消火栓栓口壓力為0.35MPa。室內消火栓系統原理圖。

2.3濕式自動噴水滅火系統

2.3.1設計參數根據規范，本項目自動噴淋系統設計秒流量為50L/s，地下室部分按中危險（Ⅱ）級設計，噴水強度8L/min?m，作用面積160m2。地上部分按中危險（Ⅰ）級設計，噴水強度6L/min?m，作用面積160m2。規范中關于自動噴水滅火系統采取分區給水的要求是報警閥處的工作壓力大于1.60MPa或噴頭處的工作壓力大于1.20MPa，大于消火栓給水系統分區要求的消火栓靜水壓力的1.00MPa，故本項目自動噴水滅火系統采用與消火栓給水系統相同的給水分區。

2.3.2水泵的選型噴淋給水系統的水泵有1區加壓泵、2區加壓泵和2區轉輸泵。其中1區淋加壓泵與2區噴淋轉輸泵設于地下一層消防水泵房內，從消防水池內吸水。2區噴淋加壓泵設于31層（避難層）泵房內，從轉輸水箱內吸水。水泵的型號及參數如下：1區加壓泵：XBD50-180-HY(Q=50L/s，H=180m，N=160kW)，一用一備；2區加壓泵：XBD50-140-HY(Q=50L/s，H=140m，N=132kW)，一用一備；2區轉輸泵：XBD50-160-HY(Q=50L/s，H=160m，N=160kW)，一用一備。1區和2區分別設置4套DN150噴淋水泵接合器，水泵接合器設于室外地面。當1區發生火災時，1區加壓泵開始工作，為1區噴淋系統提供消防用水，同時消防車也可通過1區水泵接合器直接供水至1區噴淋系統。當2區發生火災時，轉輸泵與2區噴淋加壓泵同時工作，轉輸泵的作用是滿足2區消防時噴淋用水量的補給，消防車通過2區水泵接合器直接供水至31層轉輸水箱，補充2區噴淋用水。同時為確保2區火災初期最不利點噴頭的供水壓力不低于0.1MPa，在48層泵房內設置噴淋氣壓罐增壓設施，氣壓罐的總有效調節水容量為150L。3.3.3濕式報警閥及減壓閥、減壓孔板的設置根據規范，每個濕式報警閥控制的噴頭數不超過800個。本工程共設17個濕式報警閥，1區低區設9個濕式報警閥，其中地下室6個，上部1~15層3個，報警閥設于地下一層消防泵房內。1區高區的3個濕式報警閥設于15層(避難層)的報警閥間內，從1區專用噴淋泵后引二根DN200的噴淋管進行供水。2區于31層（避難層）泵房內設置5個濕式報警閥。根據每個報警閥所控制的樓層的高度不同在報警閥前設置不同減壓效果的減壓閥或減壓孔板，同時根據規范，各防火分區水流指示器前壓力大于0.4MPa時用減壓孔板進行減壓。

2.4消防水池、水箱

消防水池設于地下一層消防泵房內。消防水池貯水量計算如下：室內消火栓40L/s，火災歷時3h，一次滅火用水量432m3；自動噴淋50L/s，火災歷時1h，一次滅火用水量180m3；合計消防水池貯水量612m3。根據規范，當采用消防水泵轉輸水箱串聯時，轉輸水箱的有效儲水容積不應小于60m3，一類公共建筑高位消防水箱的消防儲水量不應小于18m3；所以消防水池、轉輸水箱及高位消防水箱有效儲水容積分別為612m3、60m3、18m3．

3結語

采用中間水箱轉輸的水泵串聯臨時高壓供水系統，將消防水池及水泵房設于地下室，上部建筑僅設置轉輸水箱及2區加壓水泵，不僅能夠有效地利用建筑空間，減少結構荷載，同時串聯供水還能夠減少管道的數量、降低對管道壓力的要求，減少管道的維修，在一定程度上降低了整個工程的造價。雖然與常高壓供水系統相比需要在著火初期采取手動或自動的方式啟動加壓設備，但對于一個管理完善、且平時安全巡檢嚴格且加壓設備設有一用一備的水泵的超限高層建筑綜合體來說，是能夠做到安全可靠的。

作者：吳慧 單位：上海建筑設計研究院有限公司廈門分院

淺談高層消防給水設計:超高層建筑消防給水設計

1工程概況

海爾.青啤（東盟）聯合廣場項目位于南寧五象新區核心區11號路西側，規劃用地面積為32056.18平方米，總建筑面積370192平方米，地上267541平方米,地下102651平方米；整個項目由3幢級寫字樓、1幢五星級酒店及三層裙房及四層地下車庫組成。其中1#樓為5A級寫字樓，52層，建筑高度223.55m；2#樓為SOHU寫字樓，32層建筑高度120.30m；3#樓為商務寫字樓，36層，建筑高度146.55m；4#樓為5星級酒店，22層，建筑高度91.25m；1~3層裙房為商業及配套用房，地下一二層為商業用房、設備用房及地下車庫。地下三、四層為人防工程及地下車庫。

2設計參數

2.1火災次數

本工程依據南寧市審圖中心建議，公共建筑、連體建筑群公用一套消防給水系統時，其保護建筑總面積不應大于40萬平方米，本工程總建筑面積370192平方米，可以按照同一時間一次火災次數計算。

2.2消防用水量

依據《高層民用建筑防火設計規范》GB50045-95(2005版)及廣西省地方規定，本工程需設置室內外消火栓系統、自動噴水滅火系統、水噴霧滅火系統，氣體滅火等系統。各部分消防水量如下：（1）室外消火栓系統：設計流量30L/S，保護時間3h，用水量324m3室內消火栓系統：設計流量40L/S保護時間3h用水量432m3自動噴水滅火系統：設計流量30L/S保護時間1h用水量108m3其中：地下車庫、底商：噴水強度8L/min.m2作用面積160m2辦公、酒店：噴水強度6L/min.m2作用面積160m2大堂、中庭：噴水強度8L/min.m2作用面積260m2水噴霧滅火系統：設計流量45L/S保護時間1h用水量180m3用于燃油燃氣鍋爐房、自備發電機房噴水強度20L/min.m2作用面積120m2消防總用水量按同時開啟的系統計算，總用水量為741m3。

3消防給水系統設計

3.1消防給水方式的比較與選擇

常見的超高層建筑消防給水系統主要有以下三種形式：1）串聯加壓給水方式2)統一水泵加壓減壓閥分區給水方式3）高位水箱重力給水方式。統一水泵加壓減壓閥供水方式是在地下室消防泵房設置消防水池和加壓泵，消防泵的供水壓力滿足整個建筑的供水要求。此方式消防泵楊程高，對水泵、管材及閥門承壓要求高，且按《高層民用建筑防火設計規范》GB50045-95(2005版)要求，系統水泵出口壓力不應大于2.5mpa。本項目若采用此方式，水泵出口壓力達3.3mpa，不適合本項目采用。高位水箱重力供水方式是在屋頂設置高位消防水池，重力供應消防用水，優點是安全穩定性好，國內多有工程采用，缺點是屋頂水箱過大過重，對建筑結構不利，另外本工程單體較多，建設工期不同，物業及管理等不便。亦不適合本項目采用。串聯加壓給水方式是將個建筑按水壓要求進行豎向分區，每個區由消防水泵或串聯消防水泵分級向上供水，串聯水泵設置在避難層。串聯加壓供水方式其安全性介于前兩種消防給水系統之間，適合本工程建筑要求，決定采用串聯加壓的消防給水方式。

3.2串聯給水系統方式分析與選擇

超高層消防給水串聯給水方式包括水泵直接串聯和轉輸水箱串聯方式兩種，次兩種方式各有利弊，設計中結合工程特點對次兩種方式進行了對比分析，以選擇更為經濟合理的給水系統。水泵直接串聯方式是指低區消防水泵與高區消防水泵直接串聯的供水方式，此方式優點是節省空間，相對與轉輸水箱方式容積小，設備用房面積小。缺點是對電氣控制要求高，安全性差。轉輸水箱方式是指低區消防泵供水至轉輸水箱再由高區消防水泵加壓供高區。此方式要求轉輸水箱容積不小于60m3，相對水箱容積大，設備用房面積大，但安全性好于直接串聯方式，電氣控制要求相對簡單。此兩種方式為臨時高壓給水系統，不論何種串聯方式，消防分區是一致的，按照消火栓栓口靜水壓力不應大于1.0mpa的要求，本工程豎向總體可分為低、中、高三個區，其中1號樓包含全部需三個壓力區，2，3號樓包需設低、中兩個區，4號樓、裙房及地下車庫可只設低區一個區。由于三個超高層各自高度不同，避難層設置位置也各不相同，除低區統一設置外，中、高區加壓泵需依據各單體避難層設置情況分別設置。綜合考慮轉輸水箱方式和直接串聯方式的特點，本工程更適合采用轉輸水箱方式，在各單體相應避難層設置消防泵房，內設消防轉輸水箱及加壓泵。同時各區加壓泵可兼作下一區屋頂水箱使用。

3.3轉輸泵組的設置

消防給水除低區各單體采用統一的消防加壓泵供水外，至各單體中、高區轉輸泵可考慮統一設置或者獨立設置兩種方式，獨立設置即采用一組消防轉輸泵各單體共用，優點是設備多，占用泵房面積大，但管理簡單，但系統控制簡單，安全性好。統一設置正好相反，結合本工程特點，各單體相對獨立，施工建設周期等不可預見性大，同時考慮物業管理方便，設計中選擇獨立設置方式。超高層建筑中間轉輸水箱包括消防轉輸水箱和生活轉輸水箱兩部分。消防的中間轉輸水箱在《全國民用建筑工程設計技術措施給水排水》（2003年）中規定：“采用水泵轉輸串聯時，中間轉輸水箱同時起著上區輸水泵的吸水池和本區消防給水屋頂水箱的作用，其儲水容積按15~30min的消防設計水量經計算確定，并不宜小于60m3。”假如超高層建筑消火栓用水量為40L/s，自動噴水用水量為30L/s，則中間轉輸水箱的容積=（40+30）*10*60+（40+30）*5*60=63000（L），其中10min水量為本區屋頂消防水箱的水量，5min為上區水泵吸水池的水量，如還有其他水消防系統則把有可能在火災時同時啟動的消防系統的水量疊加計算，作為中間轉輸水箱容積。

3.4水泵接合器與移動泵的設置

《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045-95，2005年版）條規定，消防給水為豎向分區供水時，在消防車供水壓力范圍內的分區，應分別設置水泵接合器。其條文說明明確提出：只有采用串聯給水方式時，上區用水由下區水箱抽水供給，可僅在下區設水泵接合器，供全樓使用。《自動噴水滅火系統設計規范》（GB50084-2001，2005）當水泵接合器的供水能力不能滿足最不利點處作用面積的流量和壓力要求時，應采取增壓措施。即在當地消防車供水能力接近極限的部位，設置接力設施。經征詢當地消防部門意見認為系統各分區均應考慮設置消防水泵接合器，因此設計中按各區分別加設消防水泵接合器考慮。對于超高層建筑的消防系統，為節省投資，在消防車供水范圍內的消防分區的消防加壓泵采用電力泵作為備用，在消防車供水范圍之外的消防加壓泵設置柴油泵作為備用泵。在超高層建筑消防車供水范圍之外的火災發生且室內用水量不足時，首先由消防車在室外消火栓取水加壓送水至中間轉輸水箱，再由消防加壓泵加壓供水滅火，如此電力泵發生故障，則柴油泵即可投入滅火工作。以上措施可解決高區水泵接合器的設置問題，保證消防安全。同時中區、高區消防水泵采用1用1備或2用1備，備用泵為電力泵，一般2臺水泵同時發生機械故障的概率較小，只有電力故障情況下2臺水泵均不會投入工作，因此設置移動柴油泵作為消防系統的備用泵，以避免在電力故障時消防加壓泵不能工作。

4結語

超高層建筑消防給水設計的安全性和合理性是方案階段首要考慮的問題，海爾.青啤（東盟）聯合廣場項目消防給水系統采用轉輸水箱串聯供水方式，轉輸水泵獨立設置，在立足安全的情況下，更好的考慮了工程造價，建設進度，管理維護的要求。達到安全行、經濟性兼顧的效果。

作者：楊正軍 單位：北京中聯環建文建筑設計有限公司