超高层建筑室内水消防系统供水设计方案探讨与应用

摘 要：消火栓系统正越来越多地应用到超高层建筑中，超高层建筑的安全，尤其是消防安全成为了大众关注的焦点。笔者开始介绍了消火栓系统竖向分区的方式及其优点，然后分析得出了各竖向分区消火栓系统的适用范围。最后强调了消火栓系统在超高层建筑消防设计中要注意的一些地方。

关键词：超高层建筑；并联供水；减压供水；串联供水；重力供水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.083

《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）第3.1.2条明确规定：超高层建筑是指建筑高度超过100米的民用建筑。超高层建筑以其自身特点，一旦在几百米高度上发生火灾，外部救援措施很难发挥作用，只能通过自救来防火控火，因此室内消火栓系统供水设计显得尤为重要。

1 室内水消防系统供水方式

在超高层建筑中，如果消火栓系统供水不进行分区，室内消火栓系统最不利点的静水压力会超过1.00Mpa。此时由于消火栓栓口静水压力偏大，则出现水流从水枪射出流速偏大，会造成水枪对消防员的反作用力偏大，使消防员操作水枪不灵便，影响消防员扑灭火灾；另一个后果是，如果消火栓系统供水不进行分区，消火栓系统低区工作压力会超过2.4Mpa，该压力值已然超过了系统管材和阀门所能承受的最大压力，必将影响管材和阀门的使用寿命。防止消火栓系统出现上述不利后果，设计师必须对消防系统供水进行合理的分区，在工程中常见的水消防系统供水方式有并联分区的给水方式、减压分区的给水方式、串联分区给水方式及重力供水方式。

1.1 并联分区的给水方式

（1）系统原理。并联分区的给水方式又称为并联消防泵给水系统。即在整个消火栓系统中，通过低区消防泵直接向低区消火栓管网供水，高区消防泵直接向高区消火栓管网供水的一种水消防系统的供水方式。（2）系统优点。1）该系统低区、高区消防水泵集中设置在水泵房内，方便检修，统一管理；2）该系统低区、高区消防水泵独立运行，互不影响，供水可靠性极高。（3）适用范围。因每个分区均需要设置消防水泵，造成初期投资大，浪费严重，经济性低。故该方式在实际工程中较少采用，本文将不对该种设计方案的应用进行探讨。

1.2 减压分区的给水方式

（1）系统原理。即在整个消火栓系统中，将其划分为低区、中区、高区共三个相互独立分区。通过消防加压泵组加压后直接向高区供水，并经同一消防加压泵组加压后并分别经各自减压阀组减压后向中区、低区供水的一种水消防供水方式。（2）系统优点。1）该系统简洁明了，各分区管网共用一组消防水泵，初期投资少，经济性高；2）该系统低区、中区的消防管网供水是经减压阀组减压后直接供给，系统简洁可靠，管理方便；3）该系统中每一处消火栓均有两路供水管供水可以到达，系统供水可靠性高。（3）适用范围。较适合用于建筑高度在150米以下的超高层建筑的消火栓系统设计中。

1.3 串联分区的给水方式

（1）系统原理。串联分区的给水方式又称为串联消防泵给水系统。在整个消火栓系统中，将其分为低区、高区管网，消防水泵分开设置，低区消防水泵设在地下室水泵房，高区消防水泵设在中间层设备间。低区消防水泵直接从水池抽水供给低区，高区消防水泵间接从水池抽水供给高区消防管网，这样一种消防供水方式。（2）系统优点。1）该系统管网工作压力不高且可控；2）该系统消防水泵扬程低，运行费用低，也便于水泵选型安装。3）适用范围。适用于建筑高度在150米-200米之间的超高层建筑的消火栓系统设计中。

1.4 重力供水方式

（1）系统原理。重力供水方式又称为高位消防水池给水系统。首先，通过一级消防泵组将水从水泵房消防水池输送到中间设备层中间转输水箱，然后通过二级消防泵组将水从中间轉输水箱输送到屋顶消防水池。最后通过屋顶消防水池，依靠自身重力作用向各分区直接供水的一种消防供水方式。（2）系统优点。1）该系统用于火灾持续时间内的消防用水量全部储存在屋顶消防水池中，发生火灾时直接依靠重力作用向各分区供水，在停水停电极端情况下，仍可以正常工作，安全可靠性高；2）该系统在屋顶消防水池附近设高压消防给水泵组，可以确保消防水池因重力供水无法满足最不利点消火栓工作压力的情况，可为其增大压力，满足灭火要求。（3）适用范围。适用于建筑建筑高度在200米以上的超高层建筑的消火栓系统设计中。

2 超高层建筑消防设计应注意的地方

2.1 减压分区供水方式

（1）该系统减压阀组应设在两路供水横干管与各分区消防管网的连接管处，必须水平安装；（2）该系统应设自动排气阀，在各分区管网的竖管顶部分别设自动排气阀，将管道内多余空气排出，必须垂直安装；（3）该系统宜采用可调式减压阀。

2.2 串联供水方式

（1）均应设中间水箱，当采用多台消防泵直接串联时，中间水箱的有效容积不应小于18m?；当采用设中间转输水箱时，水箱有效容积不应小于60m?。（2）只在低区设有水泵结合器；（3）当采用多台消防泵直接串联的方式时，上下级消防泵的启动顺序是，应先启动下部消防泵，再启动上部消防泵，且启动的时间间隔不应大于20秒。

2.3 重力供水方式

（1）该系统中每个分区配置消防水池的个数不应少于两个，且每个的有效容积不应小于100m?；（2）当屋顶消防水池有效容积不能满足火灾持续时间内消防用水量时，应设中间消防转输泵和转输水箱。其中消防转输泵不应少于两台，为屋顶消防水池补水的转输供水管不应少于两条。

3 结语

通过以上探讨，笔者得出以下结论：减压分区供水方式和串联分区供水方式都受到建筑高度增加的影响，使用范围受到限制，只适用于超高层建筑中的“小学生”。随着施工技术完善，新建筑材料的出现，新施工设备的制造，未来超高层建筑肯定会越来越多，越来越高，重力式供水方式势必会受到设计师和甲方的青睐。

参考文献：

[1]DGJ08-94-2007，民用建筑水灭火系统设计规程[S].上海：华东建筑设计研究院有限公司，2007.

[2]袁长标，张昭杰，瞿瑞华.超高层建筑给排水设计中几个问题的思考[J].给水排水，2009，35（09）：91-93.

[3]陈宇，易彪.浅谈超高层建筑给排水设计[J].给水排水，2011，37（10）：77-80.

作者简介：苏旭（1987-），男，湖北荆州人，学士，助教，主要从事建筑给排水设计研究。endprint