王大奎

【摘要】隨著我國(guó)城市文明建設(shè)水平的提升，高層建筑的數(shù)量和品質(zhì)都在增加。由于高層建筑功能多元化、內(nèi)部設(shè)施設(shè)備復(fù)雜化，對(duì)于消防安全的要求相對(duì)較高，建筑的消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)尤為重要。本文分別從高層建筑的消防水池設(shè)置、消防加壓水泵設(shè)置、高位消防水箱及增壓穩(wěn)壓設(shè)施設(shè)置、室內(nèi)消火栓設(shè)置、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)流量計(jì)算等對(duì)其展開具體分析。

【關(guān)鍵詞】高層建筑;消防給水系統(tǒng);設(shè)計(jì);分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.203

隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展，高層建筑的體量越來(lái)越大、綜合性新越來(lái)越高，給建筑的消防設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在進(jìn)行高層建筑的消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等同消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行全盤考慮、綜合分析、系統(tǒng)設(shè)置，以確保其消防安全。

1、高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及火災(zāi)分析

比起單、多層建筑，高層建筑高度較高，氣勢(shì)宏偉，但往往內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能繁多，且裝修標(biāo)準(zhǔn)高，火災(zāi)危險(xiǎn)性較大，容易引發(fā)火災(zāi);另外，高層建筑由于體量較大，高度較高，一旦發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)蔓延速度較快，室外救援難度較大，往往要立足于自救，因此建筑消防設(shè)施的配套及消防給水系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。

2、高層建筑消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容及問(wèn)題分析

高層建筑消防設(shè)施的配套及消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容與建筑本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功能性質(zhì)、建筑的面積、體積、建筑高度等息息相關(guān)，下面將以案例的形式針對(duì)高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行梳理和分析，提出合理化建議，以供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行參考。

某高層建筑由上部住宅與下部商業(yè)組合而成，綜合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014（后稱《建規(guī)》）、《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974-2014（后稱《消水規(guī)》）和《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084-2017（后稱《噴規(guī)》），本建筑室內(nèi)、外消火栓系統(tǒng)用水量均采用40L/S，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為3小時(shí);同時(shí)，商業(yè)部分設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，系統(tǒng)的危險(xiǎn)等級(jí)為中危險(xiǎn)II級(jí)，設(shè)計(jì)噴水強(qiáng)度為8L/min.m2，系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量為30L/S，持續(xù)噴水時(shí)間1小時(shí)。

考慮市政管網(wǎng)為枝狀，水壓較低（0.20MPa），本工程室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)及噴淋系統(tǒng)均采用臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：消防水池的設(shè)置、消防加壓水泵的設(shè)置、高位消防水箱及增壓穩(wěn)壓設(shè)施的設(shè)置、室內(nèi)消火栓的設(shè)置、噴淋系統(tǒng)流量的計(jì)算。

2.1消防水池的設(shè)置

消防水池的設(shè)置尤為重要，如果消防水池設(shè)置不合理，將直接影響火災(zāi)的撲救效果。消防水池的設(shè)置內(nèi)容包括：水池有效容積的計(jì)算、設(shè)置位置的選擇、進(jìn)出水管及其配套設(shè)施的設(shè)置等。

根據(jù)《消水規(guī)》第4.3.2條要求，消防水池的有效容積應(yīng)滿足火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)的室內(nèi)、外消防用水總量的要求，本工程消防水池有效容積為：（40+40）×3.6×3+30×3.6×1=972m3。此處需注意的是消防水池的有效容積是指水池最高有效水位與最低有效水位之間的那部分容積，許多設(shè)計(jì)人員不注意這一點(diǎn)，往往造成水池有效容積不足，給火災(zāi)的撲救埋下很大隱患。消防水池占地較大，其設(shè)置位置應(yīng)綜合考慮滅火的需要，還要考慮盡量不占建筑的核心功能位置，同時(shí)本工程水池儲(chǔ)存有室外消火栓系統(tǒng)的用水，按《消水規(guī)》第4.3.7條要求，水池應(yīng)設(shè)置供消防車取水的取水口，而取水口的吸水高度不應(yīng)大于6米，綜合上述要求，本工程消防水池設(shè)于地下一層，與水泵房合并建設(shè)，方便消防水泵的吸水。消防水池的設(shè)置除滿足上述要求，還應(yīng)設(shè)置必要的配管及附屬設(shè)施，例如水池應(yīng)設(shè)置進(jìn)水管、溢流管、泄水管、通氣管及水位計(jì)、水位控制器等，為防止自來(lái)水受到污染，進(jìn)水管底部距溢流水位的空氣間隙不應(yīng)小于150mm，水位計(jì)應(yīng)能就地顯示水池的各個(gè)水位，同時(shí)各個(gè)水位還應(yīng)傳到消防控制中心，讓消防管理人員隨時(shí)都能夠監(jiān)控到水池的儲(chǔ)水情況。

2.2消防加壓水泵的設(shè)置

火災(zāi)發(fā)生時(shí)，所有消防給水系統(tǒng)滅火用的水量都由消防水泵加壓供給，因此消防水泵的選擇和設(shè)置尤為重要，消防水泵應(yīng)設(shè)在水泵房?jī)?nèi)，并靠近消防水池設(shè)置，方便水泵吸水和協(xié)同管理，同時(shí)還應(yīng)符合《建規(guī)》及《消水規(guī)》的有關(guān)要求，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.單獨(dú)建造的消防水泵房，其耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí);2.附設(shè)在建筑內(nèi)的消防水泵房，不應(yīng)設(shè)置在地下三層及以下或室內(nèi)地面與室外出入口地坪高差大于10m的地下樓層;3. 疏散門應(yīng)直通室外或安全出口;4.消防水泵房應(yīng)采取防水淹的技術(shù)措施。結(jié)合本建筑，消防水泵房應(yīng)設(shè)在地下一層，并與消防水池合建，水泵房的門口處應(yīng)設(shè)置門檻，防止室外雨水進(jìn)入地下室后淹沒泵房，泵房?jī)?nèi)還應(yīng)設(shè)置排水溝和集水坑，及時(shí)排走地面積水。

消防水泵的選用及設(shè)置應(yīng)遵循下列要求：1.消防水泵的性能應(yīng)滿足消防給水系統(tǒng)所需流量和壓力的要求;2.消防水泵所配驅(qū)動(dòng)器的功率應(yīng)滿足所選水泵流量揚(yáng)程性能曲線上任何一點(diǎn)運(yùn)行所需功率的要求;3.當(dāng)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的消防水泵時(shí)，應(yīng)選擇電動(dòng)機(jī)干式安裝的消防水泵;4.消防水泵應(yīng)采取自灌式吸水;5.消防水泵的吸水管在水池內(nèi)應(yīng)設(shè)置吸水喇叭口或旋流防止器;6. 一組消防水泵的吸水管不應(yīng)小于兩條，當(dāng)其中一條損壞和檢修時(shí)，其余吸水管應(yīng)仍能通過(guò)全部消防給水設(shè)計(jì)流量;7. 一組消防水泵應(yīng)設(shè)不少于兩條的輸水干管與消防給水環(huán)狀管網(wǎng)連接，當(dāng)其中一條輸水管檢修時(shí)，其余輸水管應(yīng)仍能供應(yīng)全部消防給水設(shè)計(jì)流量;8. 消防水泵吸水管布置應(yīng)避免形成氣囊。消防水泵的設(shè)置要求還很多，但上述幾點(diǎn)是最起碼的要求，必須要做到。

2.3高位消防水箱及增壓穩(wěn)壓設(shè)施的設(shè)置

在高層建筑消防給水系統(tǒng)中，高位消防水箱的設(shè)置必不可少，針對(duì)本工程，消防水箱的設(shè)置應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：1. 消防水箱的容積確定;2. 消防水箱的設(shè)置高度及曾壓穩(wěn)壓設(shè)施的設(shè)置;3. 消防水箱的配管及附屬設(shè)施的設(shè)置。

2.4室內(nèi)消火栓的布置

室內(nèi)消火栓是供消防人員直接使用的水滅火設(shè)施，因此消火栓的設(shè)置也很重要，設(shè)置室內(nèi)消火栓的建筑，應(yīng)每層設(shè)置消火栓，對(duì)于本工程，消火栓的布置應(yīng)滿足同層有兩支水槍的充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)室內(nèi)任一部位的要求，同時(shí)消火栓應(yīng)設(shè)置在走道、樓梯間、電梯前室等明顯及易于取用的部位，汽車庫(kù)內(nèi)消火栓的設(shè)置不應(yīng)影響汽車的通行及車位的使用。對(duì)于“明顯”及“易于取用”兩個(gè)概念，往往被部分設(shè)計(jì)人員及甲方忽視，比如在商業(yè)走道上設(shè)置消火栓，部分甲方認(rèn)為影響美觀，可以移到商鋪內(nèi)設(shè)置，只要商鋪與走道之間采用玻璃分隔即可，但他們忽視了商鋪在關(guān)門和戶內(nèi)消火栓被遮擋時(shí)是很難找到并取用消火栓的。

2.5自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)流量的合理計(jì)算

按《噴規(guī)》第5.0.1條和第9.1.3條都可以計(jì)算自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，

但有很多設(shè)計(jì)人員往往會(huì)忽略了9.1.3條的存在，而按5.0.1條簡(jiǎn)單的把系統(tǒng)的作用面積與噴水強(qiáng)度相乘所得的流量作為設(shè)計(jì)流量，實(shí)際上這是不合理的，因?yàn)樽畈焕c(diǎn)作用面積是固定的，但隨建筑內(nèi)房間分隔布局的不同，作用面積內(nèi)噴頭的布置方式和噴頭的數(shù)量就有可能不同，一旦噴頭數(shù)量有變化，噴淋系統(tǒng)的流量就有變化，因此在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，噴淋系統(tǒng)的流量應(yīng)嚴(yán)格按照《噴規(guī)》第9.1.3條要求，即按系統(tǒng)最不利點(diǎn)作用面積內(nèi)的所有噴頭同時(shí)開啟的總流量確定。

結(jié)語(yǔ)：

水消防系統(tǒng)是高層民用建筑最有效同時(shí)也是最經(jīng)濟(jì)的滅火系統(tǒng)，因此只有設(shè)計(jì)好水消防系統(tǒng)，才能有效避免火災(zāi)對(duì)高層建筑造成更大的侵害，而要設(shè)計(jì)好水消防系統(tǒng)，不僅要掌握消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、內(nèi)容及規(guī)范要求，還要了解建筑的組成結(jié)構(gòu)及功能性質(zhì)，同時(shí)要在實(shí)踐中不斷摸索、不斷總結(jié)，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性、合理性與經(jīng)濟(jì)性提供更大的保障。