高層建筑增設獨立式滅火救援消防供水豎管系統必要性研究

摘要：近年來，隨著社會經濟的不斷發展，全國、全省各地高層建筑與日俱增，高層建筑在滿足人們日益增長的物質需求的同時，隨之而來的是高層建筑火災也呈逐年增多的趨勢。在高層建筑火災中，由于消防主體責任不明確、物業人員失控漏管、部分消防設施老舊和功能故障等原因，經常造成高層建筑室內消火栓、自動噴水滅火系統、水泵接合器等消防設施不能正常發揮作用，發生火災后，只能由消防官兵依靠沿建筑外墻或室內疏散樓梯鋪設水帶進行滅火，由于現在高層建筑外墻越來越多地采用玻璃幕墻，沿建筑外墻基本無法鋪設水帶，沿疏散樓梯間鋪設水帶又和人員疏散方向相沖突，延誤最佳逃生時間和滅火時間，造成火災范圍擴大，人員傷亡增多，經濟損失增大等嚴重后果，因此，筆者設想在高層建筑中，增設獨立式滅火救援消防專用供水豎管及配套水泵接合器系統，已達到使消防官兵快速到達起火層，利用消防豎管（不用鋪設水帶）進行滅火、減少損失的目的。

關鍵詞：高層建筑;滅火救援;供水豎管

一、貴陽市高層建筑情況

據不完全統計，貴陽市有高層建筑4548棟（在建1063棟），已建成投入使用的高層建筑中，商住樓1019棟，公共建筑1358棟，住宅建筑1108棟，主要分布在南明區、云巖區、觀山湖區。在消防部門的日常監督檢查中，發現相當一部分高層建筑消防室內消火栓和自動噴水滅火系統未保持完好有效。

二、高層建筑火災案例

（一）貴陽市萬科玲瓏灣“2.25”火災

2017年2月25日8時46分，貴陽市云巖區萬科玲瓏灣一高層居民樓發生火災。9時01分，轄區中隊到場后發現起火點為該建筑的電井電纜起火，煙霧較大，溫度較高，且7至20層都已完全沖煙。但由于室內消火栓無法正常供水，官兵只能鋪設水帶滅火，影響滅火救援效率，所幸該起火災未造成人員傷亡。

（二）貴陽市未來方舟F4組團 “2.19”火災

2017年2月19日9時55分，貴陽市云巖區未來方舟F4組團19樓一民房發生火災。10時05分，轄區中隊到達現場，發現起火點為該建筑19樓一居民家中陽臺的堆放的物品起火，由于室內消火栓壓力不足且水泵不能正常啟動，官兵只能通過沿樓梯鋪設水帶設置水槍整地，造成火勢不能在第一時間得到有效控制，貽誤戰機，錯過最佳滅火時機。

（三）其它地區高層建筑火災事故

2017年3月19日中午12點左右，黑龍江省牡丹江市愛民區曙光新城11層一居民家突發大火，消防員到場后發現室內消火栓沒有水，官兵只能將水帶通過樓梯鋪設到11層。

通過互聯網搜索引擎進行檢索“消火栓”、“ 沒有水”、“無水”等關鍵詞，有近13000條新聞，高層建筑內部滅火設施不能使用已經成為高層建筑火災造成嚴重損失的重要原因。

三、現有高層建筑滅火設施及其常見問題

由于現行《建筑設計防火規范》（GB50016—2014）、《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）、《火災自動報警系統設計規范》（GB50116—2013）等規范是在2014年至2015年間相繼出臺實施。目前，高層建筑中，絕大多數按照1995版《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045-95）和1998版《火災自動報警系統設計規范》等技術規范執行. 上述規范中，對高層建筑內部滅火設施有如下主要規定：

（一）室內消火栓系統

一般采用設置消防水池和高位消防水箱的臨時高壓系統，對高度在50米以下的建筑，設計流量在10至30升/秒，對高度在50米以上的建筑，設計流量在20至40升/秒。重要建筑消火栓用水量按照火災持續時間3小時計算，一般高層建筑按照2小時計算。消火栓的設置應保證同層任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達。應設置水泵接合器，每個水泵接合器的流量應按10至15升/秒計算。消火栓的水槍充實水柱應通過水力計算確定，且建筑高度不超過100米的高層建筑不應小于10米;建筑高度超過100米的高層建筑不應小于13米。臨時高壓系統應設置互為主備泵的消防水泵2臺，通過手動啟動按鈕、消防聯動控制器和控制柜啟動消防泵。

（二） 自動噴水滅火系統

高層建筑普遍采用濕式自動噴滅火系統，消防水源均為建筑內部消防水池和高位消防水箱。在《自動噴水滅火系統設計規范》中，高層建筑屬于中危險級類建筑，消防用水流量一般在20至30升/秒，火災持續時間按照1小時計算;噴頭間距一般不大于3.5米，最不利點工作壓力不小于0.05MPa。系統一般設置互為主備泵的消防水泵2臺，通過壓力開關直接連鎖啟泵，或通過消防聯動控制器和控制柜啟動消防泵。

室內消火栓系統和自動噴水滅火系統均應設置水泵接合器，每個水泵接合器流量為10至15升/秒。

上述規定雖然明確具體，但是在我們滅火救援和監督檢查中，時常發現下列問題，造成發生火災后消防設施不能使用：

1.單位未嚴格落實消防安全責任，消防控制室的值班人員不懂得操作消防設施，造成應處于自動狀態的消防設施被設置為手動狀態或停止狀態。

2.不正確操作和使用消防設施，不定期對消防設施進行維護保養，導致消防設施未保持完好有效或不能正常使用;部分建筑的管理單位或物業服務企業甚至存在故意停用消防設施的行為。

3.將消防水池、消防水箱內的水另作他用，造成消防用水量不足，發生火災時系統無水可用。

4.關閉不應該關閉的閥門，導致自動噴水滅火系統和室內消火栓系統管道堵塞、鎖閉;特別是高層建筑內滅火系統的管道復雜，閥門眾多，關閉閥門后消防隊員往往難以在短時間排查和開啟閥門。

5.消防水泵接合器設置位置和設置形式不合理，或被埋壓、占用、損壞，閥門被關閉等，導致消防車不能向滅火系統管道內供水，使消防員失去了深入建筑內部戰斗，阻止火勢擴大蔓延的最后一道防線。

（三）消防給水系統通病

《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）將給水技術措施從傳統建筑規范中分離出來進行細化。然而傳統老舊建筑水施部分基本屬于閑置。由于水施部分屬于隱蔽工程。管網無水、接口損壞、分區不明、標識不清、閥門失效等現象頻發。

上述問題在火災發生時，必然造成建筑內部滅火設施癱瘓，必然貽誤最佳滅火時機，造成大量人員受傷和經濟損失。

四、高層建筑增設干式消防豎管的必要性和緊迫性

目前，消防部門裝備的登高消防車和高噴消防車從建筑外部救援和滅火的高度最高僅為101米，以貴陽為例，目前超過100米的超高層建筑236棟，消防裝備與城市發展嚴重不足，特種舉高消防車輛由于超高、超長、超重，對道路寬度、坡度及轉彎半徑要求極為苛刻。同時，由于舉高類消防車輛在火災發生時，僅能在外部作業，作業時間長，無法直擊火點，對建筑內部火勢望塵莫及。

從日常消防監督檢查來看，在全市已排查的高層建筑中，消防設施存在故障的、消防控制室不能規范值班和運行的，室內消防供水管網無水的，比比皆是。為確保在高層建筑火災中可以迅速展開內部救援和內攻滅火，最快速度阻止火勢蔓延，最大限度降低財產損失，保護人員生命安全，迫切需要一種操作簡單、有效實用、出水快速、可與消防車輛耦合聯用的滅火設施。經總結多次消防部門高層建筑火災撲救戰例，所以提議在高層建筑內增設干式消防豎管滅火系統。

五、干式消防豎管系統

（一） 干式消防豎管定義

干式消防豎管指提前安裝在建筑立面，并在建筑各樓層預留水帶接口的垂直管網，火災發生時能夠通過移動消防裝備向管網內直接輸送滅火藥劑的的獨立消防專用豎管。

（二） 技術要求及設計參數

干式消防豎管系統應滿足下列條件：

1.干式消防豎管系統應由專用水泵接合器接口、止回閥、供水管道、室內消火栓接口和自動排氣閥等組成。

2.與原有的室內消火栓系統和自動噴水滅火系統分開設置，在原有系統未保持完好有效時，干式消防豎管仍具備使用功能。

3.干式消防豎管可以沿建筑外墻設置，也可以設置在建筑內部消防電梯旁，見圖1沿建筑外墻供水干管設置示意圖、圖2依托于室內垂直通道供水干管示意圖;在每層防煙樓梯間前室或封閉樓梯間平臺上設置水帶連接接口，不需要設置消防箱和配備水帶水槍;同時設置在建筑外部暴露面的干管應做防銹、抗氧化處理。

4.干式消防豎管的水泵接合器接口應設在室外便于消防車停靠和使用的地點，距離建筑外墻不應小于5米，且距室外消火栓或消防水池的距離不宜小于15米，并不宜大于40米;接口處應有明顯標識標記，標明額定壓力，以便和自動噴水滅火系統和室內消火栓系統接口進行區分。

5.干式消防豎管設計流量不應低于15升/秒，且豎管直徑不應低于100毫米。

6.干式消防豎管平時可以無水，火災發生后由消防車通過專用水泵接合器向室內干式消防豎管供水，消防隊員自行攜帶消防水帶到達起火層，連接豎管上的出水口投入火災撲救。

7.對于同一建筑群內的多棟高層建筑，干式消防豎管水泵接合器接口應分別布置，不應合并使用;豎管閥門應采用明桿閘閥，且設置在便于檢查、便于操作的位置。

8.應根據設置建筑考慮供水干管及安全閥的承壓能力，其中250米以上的超高層建筑，經性能化設計確定干管承壓能力;100至250米的超高層建筑干管承壓能力不低于3.5MPA;一類高層建筑不低于1.5MPA，并在注水口標注壓力范圍。

（三）設置優勢

1.施工相對簡單，工程相對量較小。由于干式消防豎管不需要與自動消防設施聯動，不需要將管道設置為環狀供水，重點滿足高層建筑的滅火戰斗需求，一般不需要在地下室內鋪設，因此所需要鋪設的管道相比自動噴水滅火和室內消火栓系統大大減少。

2.減少消防員到場鋪設水帶的環節，消防隊員可攜帶滅火器材來消防電梯直接到著火樓層連接消防豎管出水滅火。

3.簡單易用，有利于初戰快速出水，快速滅火。根據消防部門現有作戰要則，高層建筑火災至少需要出動2個消防中隊，4輛以上水罐消防車投入戰斗，只要有1輛消防車連接干式消防豎管水泵接合器接口，就可以立即向著火建筑供水。根據我州高層建筑供水實地測試，當建筑高度在128米，消防車水泵出口壓力在1.8MPa時，最快可以在1分15秒內出1支水槍，1分37秒出3支水槍;經多次測試，出3支水槍的平均速度約為2分鐘;滅火速度大大高于使用建筑室內消火栓的速度。在自動噴水滅火系統和室內消火栓系統因為各種原因不能使用的情況下，干式消防豎管仍可以直接向建筑內供水滅火，最大限度保障滅火作戰。

4.維護保養成本低，保養工序簡單。干式消防豎管不接入自動消防系統，日常的維護保養主要在于保證管道暢通，不堵塞，閥門不關閉，普通工作人員經過簡單培訓即可開展日常維護保養和檢查。

各地可以根據高層建筑危險性、建筑主體、建筑結構及建筑分布進行分類實施，在高層建筑分類方面可考慮超高層、一類高層、二類高層的順序進行分布建設。在建筑使用類型上，應按照公用、商住、住宅的順序分布建設。

參考文獻：

GB50016-2014.建筑設計防火規范[S].北京：中國計劃出版社，2006.

GB50084-2001.自動噴水滅火系統設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2006.

GB 50974-2014.消防給水及消火栓系統技術規范[S].北京：中國計劃出版社，2014.

作者簡介：

劉彥海，男，學士，貴陽市消防救援支隊參謀長，技術七級工程師，主要從事滅火救援指揮工作。