高層建筑消防給水系統(tǒng)給水方式的選擇

李勇進(jìn)

摘 ? 要：在我國經(jīng)濟飛速發(fā)展、人口急劇增長國情下，高層和超高層建筑如雨后春筍般拔地而起。現(xiàn)如今高層建筑保有量巨大，且大多的高層建筑功能較為復(fù)雜，這給如今的消防給水系統(tǒng)帶來了一定的難度。而消防給水系統(tǒng)決定著消防系統(tǒng)是否能夠正常運行，它與人們的生命安全和財產(chǎn)安全息息相關(guān)，因此給水的方式也越來越被重視，同時也有了更多的選擇空間。本文闡述了高層建筑消防給水系統(tǒng)方式的選擇的重要性，進(jìn)而分析了在高層超高層建筑日益增多的情況下選擇消防系統(tǒng)給水方式的一些些問題，最后對如何科學(xué)選擇高層建筑的給水方式做出了闡述[1]。

關(guān)鍵詞：高層建筑;消防系統(tǒng);給水方式

1 ?高層消防給水系統(tǒng)類型現(xiàn)狀概述

1.1 ?自動噴水滅火系統(tǒng)概述

自動噴水滅火系統(tǒng)為全球公認(rèn)控制、撲救初期建筑火災(zāi)最有效滅火方式之一，根據(jù)設(shè)置場所的建筑特征、環(huán)境條件和火災(zāi)特點選擇噴頭開啟形式閉式系統(tǒng)、開式系統(tǒng)二種，閉式系統(tǒng)包括濕式、干式、預(yù)作用、自動噴水-泡沫聯(lián)用自噴系統(tǒng);開式系統(tǒng)分為雨淋、水幕、噴霧系統(tǒng)。濕式系統(tǒng)優(yōu)點及時滅火、管理維護(hù)方便、運行速度快。缺點設(shè)置建筑環(huán)境溫度需在4℃～70℃間，否則會出現(xiàn)管道內(nèi)水受凍無法出水，或者高溫導(dǎo)致管道組件受損破壞，無法正常工作。干式系統(tǒng)優(yōu)點可設(shè)置于4～70℃建筑環(huán)境，彌補濕式系統(tǒng)缺點;干式系統(tǒng)缺點火災(zāi)時，需通過空壓機排氣沖水，會出現(xiàn)滯后噴水現(xiàn)象，不能及時滅火。自動噴水滅火系統(tǒng)滅火劑根據(jù)建筑環(huán)境選擇水、惰性氣體、化學(xué)物品。

1.2 ?室內(nèi)消防栓給水系統(tǒng)概況

消火栓滅火系統(tǒng)是我國最基本的滅火系統(tǒng)，嚴(yán)格要求每層設(shè)置，根據(jù)建筑類別、高度、防火分區(qū)決定消火栓數(shù)量，根據(jù)消火栓水帶長度25m，在合理距離內(nèi)敷設(shè)消火栓;根據(jù)建筑高度、市政壓力、建筑供水方式，選擇消火栓供水分區(qū)、消防水池、屋頂消防水箱。根據(jù)現(xiàn)在的相關(guān)設(shè)計規(guī)范的要求，消火栓水槍充實水柱不小于13m，栓口動壓均不小于0.35MPa，且栓口出水壓力不大于0.5MPa，選擇消防水泵及設(shè)置減壓穩(wěn)壓消火栓。

2 ?目前的消防給水方式

2.1 ?高位消防水池給水

高位供水方式是通過將計算后所得消防水池設(shè)置在高于其所服務(wù)的水滅火設(shè)施（一般位于建筑屋頂），并在火災(zāi)前用加壓水泵將發(fā)生火災(zāi)時所需要的水一次性全部輸送到樓頂?shù)南浪刂袃Υ妗０l(fā)生火災(zāi)時，依靠該水池的容量和通過重力供水的方式為火場供水滅火。此類消防供水方式優(yōu)點：及時供水滅火系統(tǒng)，及時滅火;缺點：需要樓頂有較大的空間建設(shè)消防水池，無法保證消防水池及時補水。適用于樓頂有較大空間的普通高層。

2.2 ?低位水池聯(lián)合專用的消防水泵組給水

消防泵是整個消防系統(tǒng)核心，占有非常重要的地位，通過控制箱為消防泵配電及消防信號傳至消防控制室，可自動控制消防泵開啟及故障檢測等。采用增壓、穩(wěn)壓方式，利用屋頂消防水箱+穩(wěn)壓泵+增壓泵結(jié)合，有效解決最不利噴頭和消火栓水壓問題。發(fā)生火災(zāi)，屋頂消防水箱提供建筑初期消防用水量，同時開啟地下消防水泵房增壓泵，將消防水池消防水輸送消防管道滅火。其優(yōu)點保證最不利點消火栓或噴頭水壓要求，缺點穩(wěn)壓泵與增壓泵同時開啟，水箱不能有效調(diào)節(jié)自身容積，頻繁啟閉穩(wěn)壓泵會導(dǎo)致其受損破壞，適用于大部分高層建筑。

2.3 ?用消防氣壓罐給水

氣壓罐+穩(wěn)（增）壓泵+消防水箱方式，該方式有效解決消防水箱+穩(wěn)壓泵+增壓泵缺點，提高消防系統(tǒng)增壓、穩(wěn)壓穩(wěn)定性及可靠性，并由于穩(wěn)壓泵直接從高位消防水箱吸水，大幅度降低穩(wěn)壓泵參數(shù)，因此，建議高層建筑設(shè)計采用此方式增壓、穩(wěn)壓。

2.4 ?自動調(diào)速變頻恒壓給水

自動調(diào)速變頻恒壓給水方式在消防設(shè)計中是一種能效較高的節(jié)能的消防給水方式。其理論設(shè)計思路為利用自動調(diào)速變頻恒壓技術(shù)，精確而嚴(yán)格的檢測管網(wǎng)的壓力，是相對水泵轉(zhuǎn)速的實時科學(xué)調(diào)控，保持管網(wǎng)的恒壓。特點還在于要設(shè)計一用一備的消防主泵，同時配套一臺全自動的調(diào)頻泵。這樣可以在水壓出現(xiàn)較小波動時可以啟動調(diào)頻泵，當(dāng)變化較大時再啟動主泵。同時為了保障消防系統(tǒng)的可靠性穩(wěn)定性都要配備用電源或者發(fā)電機。這種方式提高了消防安全的可靠性，避免了專用消防水泵供水方式中的長時間閑置所導(dǎo)致的銹蝕現(xiàn)象。該方案的缺點在于調(diào)頻設(shè)備的價格較為高昂。

3 ?高層建筑消防給水系統(tǒng)的給水方式選擇

3.1 ?分區(qū)原則

（1）系統(tǒng)工作壓力大于2.40MPa;（2）消火栓栓口處靜壓大于1.0MPa;（3）自動噴水滅火系統(tǒng)報警閥處工作壓力大于1.6MPa或噴頭處的工作壓力大于1.20MPa。一般情況，高層建筑項目設(shè)計消防給水分區(qū)在45m～55m范圍中，保證供水壓力及供水效果，利于消防員現(xiàn)場撲救。

3.2 ?不分區(qū)的給水方式

一個水源，消防水池及消防水泵設(shè)置于地下，消防泵揚程在50m到100m之間，建筑高度大于50m，受消防泵揚程的限制可能對火災(zāi)撲滅的可靠性造成影響。建筑高度不大于50m，消防給水系統(tǒng)相對簡單，但對設(shè)備、管材的耐壓性有較高的要求，因此通常將50m做為分界點。

3.3 ?分區(qū)給水方式

分區(qū)給水方式分為減壓閥給水、并聯(lián)給水和串聯(lián)給水。減壓閥給水方式，減壓閥設(shè)置于消防立管或水平干管上，其主要由消防水池+消防水泵+屋頂水箱組成，水泵揚程在100m～170m之間，適用高度為70m～130m建筑物，減壓閥給水方式優(yōu)點，相對于其他給水方式水泵數(shù)量減少，泵房面積減少，設(shè)計和施工較為簡單，造價低，其缺點有國產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量不可靠安全，需要國外進(jìn)口，造成建筑費用增加。并聯(lián)給水方式，高、低區(qū)分別設(shè)置高位水箱+消防泵，每個高位水箱獨立供水，對水質(zhì)要求低，消防泵設(shè)于地下消防水泵房，但不能超過三個分區(qū)。并聯(lián)給水方式優(yōu)點，由于高、低區(qū)供水互不影響，因此供水較安全可靠;缺點相對于減壓閥給水方式占用面積較多，造價相對較高，同樣適用于70m～130m建筑高度。串聯(lián)給水方式，消防水箱設(shè)于建筑中間某層，高區(qū)火災(zāi)時，聯(lián)動低區(qū)消防泵為高區(qū)環(huán)網(wǎng)供水，主要防止水泵揚程過高，通常需要將消防供水系統(tǒng)分為三個豎向分區(qū)，此方式優(yōu)點選擇水泵揚程較低，不需選擇耐高壓管材管件，造價降低;缺點消防水箱占用建筑面積較大，且需要做好防震和隔音，且供水安全性較差，適用于130m～200m超高層建筑。

4 ?結(jié)論

通過分析、研究優(yōu)化設(shè)計高層建筑消防系統(tǒng)給水方式，通常4℃～70℃建筑環(huán)境選擇濕式自動噴水滅火系統(tǒng)，除此之外選擇干式自動噴水滅火系統(tǒng)。根據(jù)建筑高度、類別、消火栓水帶長度敷設(shè)消火栓。消防給水方式選擇消防水池+變頻機組+屋頂水箱+氣壓罐+穩(wěn)壓泵，獨立消防給水，即可達(dá)到增壓又可穩(wěn)壓，系統(tǒng)安全可靠。消防系統(tǒng)給水方式選擇，建筑高度不高于50m，不分區(qū)，消防系統(tǒng)相對簡單;50m～130m選擇并聯(lián)給水方式，消防集中設(shè)于消防水泵房，方便管理;130m～200m選擇串聯(lián)給水方式，水泵要求較低，造價相對較低。

5 ?展望

在社會經(jīng)濟飛速發(fā)展下，人們對城市發(fā)展要求越來越高，城市化進(jìn)程向前推進(jìn)越來越快，城市土地越來匱乏稀缺，是推進(jìn)建筑向高層或超高層發(fā)展的主要動力，高層建筑火災(zāi)預(yù)防與行之有效滅火系統(tǒng)設(shè)計關(guān)乎人民生命安全和財產(chǎn)安全，顯得尤為重要。本文通過分析高層建筑消防系統(tǒng)給水方式優(yōu)缺點及存在差異，加強相關(guān)設(shè)計人員對消防系統(tǒng)給水方式理解，因地制宜選擇合理消防給水方式。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李茜.高層建筑消防給水系統(tǒng)給水方式的選擇研究[J].規(guī)劃設(shè)計，2018（8）：64.

[2] 錢玲.高層建筑的消防給水系統(tǒng)設(shè)計[J].泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013（2）：72～75.