論高層建筑消防供水問題

樓 珊 珊

(浙江省金華市消防支隊，浙江 金華 321000)

論高層建筑消防供水問題

樓 珊 珊

(浙江省金華市消防支隊，浙江 金華 321000)

結合多年工作經驗，對高位消防水池供水、專用泵供水、消防氣壓罐供水和消防合用供水等四種供水設備進行了分析，論述了各個設備的優缺點，并對現有消防供水方式及其適用場所作了分析，以期能夠為實際的高層建筑消防供水問題提供科學合理的解決方案。

高層建筑，消防，供水，設備

隨著社會經濟的飛速發展，高層建筑越來越多。伴隨而來的高層建筑消防問題是消防部門普遍關注的課題，如何應對高層建筑火災蔓延速度快、撲救難度大等特點進行有效的消防供水，是消防部門亟需優化解決的問題。本文首先從消防供水工作中遇到的問題，然后從高位消防水池供水、專用泵供水、消防氣壓罐供水和消防合用供水等方面論述了高層建筑消防供水系統的選擇[1，2]。

1 高層建筑消防供水工作中容易遇到的問題

2010年上海余姚路膠州路一棟高層公寓發生的火災就是一起極為嚴重的高層建筑火災，究其原因，既有高空電焊作業違章操作的直接原因，也暴露了我國高層建筑消防設計中存在的短板。據調查，該高層的消防系統沒有發揮作用，而針對高層建筑需要配備的專用供水系統也沒有，這也是導致火災事故的重要原因。現就高層建筑火災救援中易發的問題總結如下：

1)內部自救消防系統失靈。據調查，現在很多高層建筑的消防系統設計存在不合理現象，有的甚至直接缺失了消防設計。或者說有的高層建筑雖然配備了消防系統，但是卻只是一個擺設，常年不用導致系統失效，供水管道腐朽或者阻塞問題并不少見。這導致高層建筑的消防主要靠消防車救援滅火，同時對于供水系統的選擇提出了更高的要求。

2)火災消防水運輸困難。高層建筑的火災有其獨特特點，蔓延快、樓層結構復雜都導致了對于水的需求量大，而運水距離遠、高度大，要在很短的時間內集中運輸大量的水無疑是一件很難的工作，再加上建筑內結構復雜，消防人員很難直接進入樓層滅火，這也對消防給水提出新的挑戰。

3)樓層過高影響供水。高層建筑的火災因其樓層過高而導致供水困難。垂直距離過大對于水壓力也是一種挑戰，如果水壓力到達了極限，那么水管就容易破裂。目前我國的消防設備最高可以到達150 m左右，但是高層建筑的垂直高度普遍超過這個距離，很顯然這會影響消防救火。

4)火災救援路線、供水系統設計存在漏洞。高層建筑飛快發展，但是消防技術卻沒有緊隨其發展趨勢。普通樓層的火災救援中，供水路線一般沿著樓梯或者沿著外墻，而在高層建筑的火災救援中，只能沿著外墻垂直鋪設供水帶，這可以避免沿樓梯鋪設可能造成的水頭損失，盡可能縮短救援時間。但是沿外墻垂直鋪設的話，對于水壓的要求太大，容易造成供水過程中水管破裂。另外對于高層建筑來說，其供水系統不能只從低到高的方向上延伸，而應該考慮樓層高度對于供水路線提出的新要求。

2 高層建筑消防供水設備

2.1 高位消防水池供水

在高層建筑的頂部設置一個蓄水池以供消防使用，平時注意將水池蓄滿水，如果高層建筑發生火災，可以直接將高位消防水池中的水供給消防供水系統和噴水滅火系統使用，如果消防水池的高度不夠高，可以額外增加一個消防增壓泵，以增加供水的初始壓力，以便讓水順利供到高處進行消防滅火。

在分層供水的高層建筑消防設計中，高位消防水池供水可供選擇。其對于增壓水泵和消防系統的電纜線路設置要求不高具有明顯的優勢[3]。只需要在不同高度上設置分層的消防水池就可以滿足基本的消防供水，這種供水方式可以隨時使用，不受人為因素的制約，在消防供水系統無法使用的時候也有較高的可靠性，并且對電纜電路和電源適配要求不高，操作簡單，非常便于組織設計和使用。

需要看到的是，高位消防水池因為占據了一定的空間體積，在高層建筑設計過程中會影響其整體結構設計，而且蓄滿水的水池也會因為較大的自重壓力而對建筑物構成影響。所以在很多高層建筑設計中，對于這種高位消防水池并不多采用，只有一些占地面積廣的建筑才會應用。還有就是倘若將分區串聯加壓供水方式應用到高位消防水池設計中，雖然可以減少管道滲漏和維修，但是對于系統的完整性也有了一個極高的要求，當下一區的消防水泵出現問題之后，之后的消防供水也會因此而失去效用。

基于以上分析，可以看到高位消防水池供水的主要特點有：1)對于專用水泵的依賴性大。用于消防滅火的水都是由專用水泵來提供的，所以對水泵的維修和管理就顯得尤為重要；2)高位消防水池對建筑物的結構設計會產生比較大的影響；3)高位消防水池對于電纜電路和供給電源的要求不高，便于設計和使用；4)分區串聯加壓供水模式下，高位消防水池供水對于連接泵的要求較高，管路較為復雜，前期投入較大，但是后期使用中相比較于其他供水方式有一定的經濟優勢。

2.2 高層消防專用水泵——屋頂高位水箱供水

高位水箱供水和高位水池供水最明顯的區別就是蓄水量的不同，其是在高層建筑的頂部設置一個小容量的水箱，利用外部的泵壓力進行運水消防[4]。高位水箱中的水只能用于初期的消防滅火，通常來說只能供使用10 min之內。高位水箱供水一般有加壓供水、分區并聯加壓供水和分區串聯加壓供水三種。

具體案例設計：高度在50 m以下，不采用分區供水的高層建筑可以采用一次加壓供水，分區并聯加壓供水和分區串聯加壓供水一般適用于高度在50 m以上，并且需要采用分區供水的高層建筑消防滅火供水中。

分區并聯供水的優點是每一個區域內的供水不會相互影響，所有的水泵都在一個泵房之內，供水箱較小，可靠性較高，但是在對高層建筑頂部供水的時候，往往出現壓力不夠的情況，基于此可以使用小氣壓罐泵進行增壓，具備較好的科學性和經濟性。

2.3 消防氣壓罐供水

它是一個由專用水泵、氣壓水罐和電氣自動化控制儀組成的供水滅火系統[5]。在平時該系統保持平衡，氣壓罐內的壓力保持在供水最高壓力，而當火災發生的時候，消防設備會自動開始供水，由于氣壓罐內的水不斷減少，壓力也減少，當壓力降低到消防氣壓罐最低壓力線下的時候，電接點壓力表就會觸動專用水泵，從而完成自動注水功能，確保用于消防滅火水的足夠性。

具體消防設計時，因消防氣壓罐供水對于電纜電路的要求比較高，而且存在水資源浪費，所以不是首選方案。

2.4 消防合用供水設備

隨著科技的進步，近些年來一種新型、節能的供水設備逐漸被廣泛推廣開來，這是一種依托全自動交流變頻調速技術的設備，通過泵對管道的壓力進行控制和監測，通過調節水泵的轉速來控制管網內的水壓。全自動雙恒壓變頻調速泵是一種可以同時用于生活、消防的設備，可以有效避免消防泵因為失修而產生的安全問題，恒壓流量也可以避免水壓過多而實現設備出現超負荷現象。但是需要注意到的是該合用設備用于供水的時候需要增加高位水箱，來保證至少10 min的消防用水量，和高位水箱、水池一樣都需要配備專門的消防水泵。

3 現有高層建筑消防供水方式及其適用場所分析

從現有高層建筑的消防供水的鋪設水帶數量和位置來看，可以將其供水方式分為室內鋪設水帶供水、固定消防設施供水和室外鋪設水帶供水三種方式。

3.1 固定消防設施供水

固定消防設施供水又可分為利用室內消防栓系統供水、利用水泵接合器供水、利用最底層室內消火栓供水三種形式。

利用室內消火栓系統進行供水在高層建筑火災撲救中屬于最常用也是最實用的一種供水方式，其適用范圍廣，操作簡單，小區保安及受過培訓的居民都可以適用，且出水極快，能迅速控制火勢。其缺點在于維護要求較高，必須保持消防網絡一直處于有水壓的狀態，且多數高層建筑的室內消防栓最大滅火用水量僅為40 L/s，只適合小面積的滅火需求。

利用水泵接合器的消防供水方式主要運用于水泵損壞或者單靠室內消防供水系統已經不能滿足滅火需求的時候，從消防車上利用水泵接合器抽取消防用水。優點在于壓力可控，節省消防熱暖體力。缺點在于對高層建筑消防管網的設計要求比較高，需時常有水。

利用最底層的室內消防栓供水是自水泵接合器不能正常使用，直接在火災所在樓層或者下一層通過豎管向火災所在樓層供水。此種方式優點在于操作簡單，不用更換或破損水帶。但缺點在于現代高層建筑越來越高，對超過30 m的高層建筑需要設置減壓裝置，以50 m為界限，上為高區供水，下為低區供水，設計兩套管道。

3.2 室內鋪設水帶供水

室內鋪設水帶供水分為沿樓梯鋪設水帶供水、室內利用樓梯井垂直鋪設水帶供水兩種。

沿樓梯鋪設水帶供水指的是消防員自身攜帶水帶，利用建筑疏散通道將水帶帶到著火樓層。其優點在于能保證供水，易于操作，相對安全。但此方式的水帶鋪設較長，是實際供水高度的兩倍，會大量消耗消防人員體力，且線路太長會使得壓力增大，水帶容易破裂。

利用樓梯井垂直鋪設水帶供水具有安全系數高、不容易受外界因素干擾的特點。但其問題在于現代高層建筑樓梯井狹小，很難正常鋪設水帶，且延緩程度較高。

3.3 室外鋪設水帶供水

室外鋪設水帶供水分為沿建筑外墻垂直鋪設水帶供水和利用登高裝置供水兩種方式。第一種是指從建筑外墻的窗戶、陽臺等場所進入，按照一次性吊升法或施放法進行供水。優點是速度快、減少壓力損失。缺點是對水帶要求高，不能更換，且會受到建筑結構和高空風力的影響。室外利用登高裝置供水則是常見的登高車供水，節省水帶鋪設的距離，可防止水帶爆裂。其缺點在于此種方式主要用于撲滅外墻火災或抑制室內火勢發展時使用，使用面較為局限。

4 結語

高層建筑因為自身樓層高、結構復雜，其消防供水存在很多特殊性，在實際的消防供水設計中，相關單位應該根據實際情況、因地制宜，根據高層建筑物的結構特點、用途、電力配備等因素，本著經濟性、合理性等理念，選擇合適的消防供水系統，做好高層建筑的消防供水工作，保證人民生命財產安全。

[1] 郭大剛,文德明,馬莉莉,等.地標性超高層建筑消防問題探討[J].消防科學與技術,2013,32(4):388-390.

[2] 劉忠軍.高層建筑消防供水設計分析[J].城市建設理論研究(電子版),2013(10)：56-58.

[3] 彭連臣.對于高層建筑消防供水設計的分析[J].城市建設理論研究(電子版),2012(8)：97-99.

[4] 常高超.高層建筑消防供水設計的研究[J].城市建設理論研究(電子版),2011(23)：121-123.

[5] 錢 玲.高層建筑的消防給水系統設計[J].泰州職業技術學院學報,2013,13(2):72-75.

[6] 梁 光，文李敏.高層建筑給水系統探析[J].山西建筑，2014，40(17)：150-151.

Discussion on fire-fighting water supply problems of high-rise building

Lou Shanshan

(ZhejiangJinhuaFireFightingBranchOffice,Jinhua321000,China)

Combining with many years’ working experience, the paper analyzes four kinds of water-supply equipment including high-place fire-fighting pond water supply, special pumping water supply, fire-fighting air pressure can water supply and fire-fighting joint water supply, discusses their merits and defects, and analyzes current fire-fighting water supply methods and their application scope, with a view to provide scientific and rational scheme for solving high-rise building fire-fighting water supply problem.

high-rise building, fire-fighting, water supply, equipment

2015-01-18

樓珊珊(1980- )，女，助理工程師

1009-6825(2015)10-0135-02

TU976.5

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