淺談建筑消防給水設計

摘 要：隨著我國改革開放，經濟建設和科學技術的快速發展，越來越多的高層建筑矗立于現代都市之中，高層建筑火災形勢也越來越嚴重。高層建筑火災立足于自救，高層建筑消防給水系統的可靠性將直接影響到火災的撲救效果。然而消防給水方式的正確選擇是系統設計中的一個關鍵問題。

關鍵詞：消防給水；分壓；高層建筑

改革開放以來，國內高層建筑日益增多，消防給水技術也日臻成熟。給水方式的選擇是高層建筑消防給水系統設計中一個非常重要的環節，往往決定著系統的成功與失敗。高層建筑的防火問題是我們共同面臨的難關，本文淺談如何設計建筑消防給水系統的幾個重要步驟。

一、高層建筑消防給水管網的合理分區

高層建筑消防給水系統分區應考慮的主要原則：

（一）符合《高層民用建筑設計防火規范》規定室內消火栓處靜壓不應超過0.8MPa，及《自動噴灑給水滅火系統設計規范》規定自動噴灑滅火系統壓力不超過1.2MPa。

（二）結合建筑物的功能分區，使其有利于使用和管理。

（三）與其它專業協調，盡量共同設置設備層。

（四）盡量使高區消防管網的靜壓達到規范的規定，低層盡量使用市政給水管網直接供水，以減少靜水壓。

高層建筑消防水量是按同時開放的消火栓數量及出水流率計算，與立管所供樓層的多少無直接關系。當建筑方案確定后，高區消防水泵的流量、揚程、配電機等是一定的，應充分擴大高區供水范圍，以充分發揮消防水泵作用，相應減少低區的消防供水壓力，達到節能和節省設備投資的目的。因此，高層建筑消防給水分區時，盡量加大高區的供水高度，相對減少低區的供水高度，這是一項合理、有效、節能、節約投資的技術措施。

二、高層建筑消防給水的方式

（一）高位水箱加消防泵供水方式

此供水方式特點是：消火栓和噴頭工作初期可由消防水箱直接供水，消防泵啟動后則由消防泵單獨供水，這是目前設計中常用而有效的供水形式。但在建筑方案制定時，往往難以滿足消防對水箱架設高度的要求，使水箱的靜水高度不能滿足最高層消火栓和自動噴灑的水壓要求（“高規”修改稿要求：高位水箱設置高度應保證頂層消火栓處靜水壓不低于0.07MPa），這就限制了這一給水方式的合理應用。但從技術、經濟性出發，高位水箱供水方案仍應優先考慮，當確受建筑條件制約而達不到消防要求的水箱架設高度時，應另尋輔助措施解決，如采用在高位水箱出水管上加設管道泵或加設氣壓罐等辦法，但應注意保證管網的常壓同時，亦應保證火災初起時的消防水流量及壓力。

高位水箱消防給水方式的主要缺點是，火災初期消防管網易出現超壓，會造成消防工作困難和消防設備損壞。因此，工程中常采用加設泄壓閥或選用變頻泵等措施。

（二）氣壓罐給水方式

氣壓罐給水方式是近幾年發展起來的，其特點是氣壓罐的設置位置不受建筑條件的制約，可根據設計要求分別設于建筑物的頂層、中間層、地下室以及室外等處。但是，按現已報批的“高規”修改稿的要求，氣壓罐供水時若沒有10min消防水量的調節容積，也應設置高位水箱，這時的高位水箱架設高度不一定必須達到前述的標準高度。一般情況下，要使氣壓罐貯存10min的消防水量會因投資激增而難以做到。所以，實際工程中氣壓罐供水并不能代替高位水箱，而只是一個補充措施，這是選用本方案時特別應注意的問題。

（三）變頻調速水泵加氣壓罐聯合供水方式

變頻調速水泵是通過水泵轉速的改變達到流量調節的目的。在實際工程設計選用時，需要確定消防管道系統阻力特性曲線，即

H=H st 十S·Q 2 （1）

從圖1看式中H st ——消防管網需保持的常壓，MPa

H y ——最不利消火栓栓口與水泵水池水面幾何高差，MPa

H c ——最不利消火栓栓口所需最小壓力，MPa

從式（1）可看出：當流量Q=0時，H=H st ，即流量Q自零至最大變化時，均可使水泵的揚程等于或高于消防管網所需要的正常壓力，而消防管網最不利點處的壓力保持不變，這就解決了火災初期采用定水量水泵易出現超壓的問題。同時，由于變速泵高效區范圍增大，從而為恒壓變流量水泵在消防給水方面的應用創造了條件，但是為了維持消防管網的常壓需有一臺水泵做長期的、流量幾乎等于零的恒壓運行。由于水泵葉輪與水的摩擦使水的溫度升高，嚴重時可能會導致泵殼折裂和變形，為此工程中常采用恒壓變量水泵加小泵加氣壓罐的聯合供水方式。采用此種方式供水時，該區下部各層應設減壓節流設備，以防止無為的流量增加，同時也是防止水泵超加速運行。

三、高層建筑消防給水分區的劃分

在消防水泵房、屋頂高位水箱及各區中間消防水箱的位置確定后，就可以在它們之間進行進一步的分區。

對于室內消火栓給水系統，為了便于消防隊員操作以及防止消防儲水在短時間內被耗盡、達到均衡配水的目的，消火栓栓口處的靜水壓力不應大于0.8mPa，亦即當消防水箱最高水位與最低消火栓之間的垂直距離大于80m時，應采用分區供水的給水方式，當消火栓栓口處的出水壓力大于0.50mPa時，在消火栓處應設減壓裝置，如減壓孔板、減壓閥等，也可以直接采用減壓式消火栓。

自動噴水滅火系統的豎向分區宜與室內消火栓給水系統相近。為保證供水的均勻性，將每個豎向分區再劃分成若干個小分區，每個小分區由獨立的報警閥控制，小分區的最高噴頭與最低噴頭之間的垂直高差控制在50m以內，并在入口壓力大于0.42mPa的入口管上設減壓孔板或減壓閥。另外報警的工作壓力應控制在1.20mPa以下。

室內消火栓給水系統和自動噴水滅火系統的平面分區宜與防火分區一致，盡量做到區界內不出現兩個以上的系統的交叉。自動噴水滅火系統每套濕式報警閥組所控制的噴頭數不應超過800個；干式報警閥不應超過500個，管網容積不應超過3000L。

四、結語

從上述的分析我們可以知道：安全可靠是最重要的，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，這樣才能把工程做得更完善。

本文所提及的，有些屬于對實際工程總結，有些則屬于理論上的探討，可能有許多不當之處，敬請各位專家指證。

參考文獻：

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