論消防給排水設計在高層民用建筑中的應用

唐芬芬

摘 要：本文根據近年來高層民用建筑的消防給排水設計經驗，進行分析和總結，為同行提供一定的理論參考和經驗借鑒。

關鍵詞：消防給排水；給排水設計；高層民用建筑

前 言

我國高層民用建筑火災事故不斷，給人們的生命財產都造成巨大的損失。消防給排水是保證消防工作是否能夠順利展開的關鍵因素，是火災施救的重要保障。隨著《高層民用建筑設計防火規范》完善和實施，我國消防給排水設計的地位和影響力顯著提高。在以后的高層民用建筑發展中將會把消防給排水系統作用發揮得淋漓盡致。

1 消防給排水設計在高層民用建筑中的應用

1.1 消火栓設計

1.1.1 消火栓的數量

《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”。室內消防用水量大于室外消防用水量就出現了室外消火栓數量少于水泵接合器的情況，當火災發生室內消防供水系統出現故障的時候，水泵接合器完成從室外消防水池或者室外消火栓轉輸全部室內消防用水量任務。所以室內消防用水由室外管網提供時，室外消防栓的數量要考慮水泵接合器的數量。比如當室外消防用水量為30L/s，室內消防用水量為30L/s，自噴用水量為30L/s，考慮到水泵接合器的水量，最好設置4個室外消火栓。

1.1.2 消防栓水槍充實水柱長度計算

消防栓水槍充實水柱長度要根據水力計算確定。建筑高度<100m的高層建筑，設計中可以根據水槍最小流量5L/s，水槍噴嘴口徑19mm，得出水槍充實度水柱長度為11.3m；建筑高度>100m的高層建筑，可以調整水槍流量達到規定所需水槍充實水柱長度。

通常消火栓水槍的充實水柱及消火栓保護半徑計算公式多以水槍上傾角為45°來考慮，這種做法有一定的局限性，不能充分發揮消火栓充實水柱的作用。

水槍充實水柱長度的確定：

Sk=（H1-H2））/sinα

式中：Sk——水槍充實水柱長度（m）；

H1——室內最高點離地面高度（m）；在這里取層高4.2m；

H2——水槍的上傾角。一般可采用45°，但是計算出來的Sk達不到規范要求。若有特殊困難時，可稍大些，考慮到消防隊員的安全和撲救效果，最大不應大于60°。

當層高4.2m，充實水柱取11.3m，水槍上傾角為14.87°。

1.1.3 電梯前室消火栓

《高規》在“高層建筑消防電梯前前室必須設置消火栓”中明確規定：消防電梯前室消火栓是為了便于消防隊員使用消火栓并開辟通路，不能計入總消火栓數內。作用在設計的過程中通常將其視為消防電梯間前室專用，而不保護其余部位。

1.2 水泵接合器設計

水泵接合器主要是在室內消防水泵發生故障或者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。《高層建筑設計防火規范》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”。

水泵接合器的數量分別是6個、8個、2個。8個水泵接合器要8輛消防車從8個室外消火栓中取水供給。但是室外供水條件根本就達不到這個要求。針對這種情況，可以減少水泵接合器數量，設置3～5個，對消火栓系統重點保證，既節省投資，又保證了消防的安全性。

水泵接合器宜采用地上式，而且還應有明顯標志，同時應該標明分區和系統。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，要設置在室外便于消防車使用的地點，距離室外消防栓或者消防水池15～40m為宜。

工程設計中布置水泵接合器，要相對集中，有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則需要較多的水泵結合者。

高層民用建筑分區多、系統大，底層設置的水泵接合器數量也多。在設置水泵接合器的過程中藥對不同分區、不同系統的接合器進行標明，確保火災時消防人員不會把消防用水加到其他非著火分區的消防給水管中。

水泵接合器在與室內環網連接時，應盡量遠離固定消防水泵出水管與室內管網的接點，而且不能把幾個水泵接合器并聯地連接在消防給水管網的某一接點處。

消防系統豎向分區，可以把各個分區水泵接合器合并設置，不僅能夠滿足各個分區的消防需求，還節省資源、資金。

1.3 消防水池容積的確定

消防水池是用來儲存消防滅火用水水源的，容積的確定和滅火的安全性息息相關。在高層建筑中，市政供水不能滿足消防用水量要求或者市政為單路進水時，需要設置消防水池。不管室外水管網能否保證消防用水量，消防水池容積都要保證水池有效容量保證室內外消防水量的充足。

要想確定消防用水量，要將火災延續時間室內室外各消防用水之和減去市政進水管的補水量，補水時間可以按最長火災延續時間計算。設置生活、消防共用水池時，禁止采用建筑自身結構作為設計消防水池的池壁，以免水質惡化而造成污染。

有些地區自來水公司無法保證市政供水的安全性，消防池水儲量包括室內外消防用水儲存總量，增大了消防水池的容易，造成資金資源浪費；有些室外給水管能夠滿足室外消防用水，從而從市政引進兩個進水管構成室外環狀供水。但是這種方式導致高層建筑地下室消防水儲存量太大、占地面積也大，不僅需要大量的資金投入用于工程建設，還需要大量的人力、物力進行管理維護。如果要保證消防用水安全，又要降低工程造價、方便管理，可以適當加大高層建筑的進水管，進水管在保證高層建筑室外消防使用的同時能夠在發生火災的時候及時補充消防池中的水量。

1.4 消防給水系統的形式

高層建筑消火栓給水形式一定要保證系統安全性，還要有一定的經濟性。超高層建筑室內消火栓供水系統豎向分區方式較多，但結合大量工程實例和工作經驗，筆者認為并聯供水、串聯供水和重力供水這三種分區方式最為常見。分區水泵并聯、串聯方式要根據小區的供水壓力和消防系統綜合考慮。

減壓閥供水結合局部采用減壓設施并聯分區供水方式是150m以下高層建筑常用的給水方式。其有系統簡單，經濟安全，管理便捷、維護方便等優點，采用可調式減壓閥，水泵、離合器、水箱、電控設備各一套不僅能夠保證給水系統的安全正常運行，還能降低造價，節約成本。

2 結 語

高層民用建筑在我國發展迅速，在控火和滅火安全性方面有很高的要求，所以消防給排水系統還是有一定的滯后性。本文針對消防給排水設計在高層民用建筑中的作用探討了一系列問題。在實際工作中，高層建筑的消防設計條件不同，要具體問題具體分析，選擇合理、經濟、安全的消防供水系統。

參考文獻

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