高層居住建筑中消火栓系統設計安全性探析

吳媛媛

南通職業大學

1 高層建筑室內消火栓系統

1.1 室內消火栓給水系統是高層建筑最基本的滅火設施

室內消火栓系統由室內消火栓、消防給水管網以及加壓給水設施等組成。消防水泵控制柜準工作狀態時處于自動啟泵狀態，當發生火災時，屋頂水箱出水管上的流量開關、消防水泵出水干管上的壓力開關、報警閥上的壓力開關這三者任意一個響應就可以自動啟動消防水泵；也可將泵房水泵調成手動狀態，由消防控制室控制屏或控制盤連接的專用線路手動啟動水泵，并向消防中心報警。消防水泵控制柜還應具備機械應急啟動功能，發生火災時值班人員直接去泵房內手動啟泵；消防中心也可以直接啟動消防水泵。消防水泵啟動滅火后應手動停泵。高位水箱的有效容積應滿足初期火災消防用水量的要求。

1.2 高層建筑室內消火栓供水方式

高層建筑室內消火栓系統采用臨時高壓系統，臨時高壓消防給水系統有以下幾種供水方式。

1.2.1 不分區供水

消火栓栓口靜壓小于等于1.0MPa 時，消火栓給水系統只設一個區即可，由屋頂消防水箱、消防水池、水泵房聯合供水。該方式是高層建筑消防給水系統中最簡單、最基本、也是最常見的一種。其優點是設備少，系統簡單，便于施工?！断澜o水及消火栓系統技術規范》（GB 50974—2014）規定高層建筑栓口動壓不應小于0.35MPa，當栓口動壓大于0.50MPa時，需減壓。

1.2.2 分區供水

消防給水系統最高壓力大于2.40MPa 或消火栓栓口處的靜壓大于1.0MPa時，消防給水系統應分區供水：

工程應用中分區供水最常見有三種形式：消防水泵并行或串聯、減壓閥減壓、減壓水箱減壓。系統工作壓力大于2.40MPa時，只可以采用消防水泵串聯或減壓水箱減壓這兩種形式。

（1）消防水泵并行供水圖示如圖1。（2）消防水泵串聯供水圖示如圖2。

消防水泵與轉輸水箱串聯時，轉輸水箱可作為屋頂高位消防水箱用，轉輸水箱的有效儲水容積不得小于60m3；轉輸水箱的溢流排水管需要回流接至消防水池，且應保證消防水泵啟動之后轉輸水泵才啟動。當直接串聯消防水泵時，消防水泵啟動的順序應從低區到高區依次進行，且水泵出水管上應設置減壓型倒流防止器。

（3）減壓閥減壓分區供水圖示如圖3。

采用減壓閥減壓分區供水時，一般每個供水分區設置兩組減壓閥組，每個減壓閥組中都設有備用減壓閥，減壓閥應設置在單向流供水管段上，當減壓閥輸出壓力超過1.2MPa時，宜采用先導式減壓閥。

（4）采用減壓水箱減壓分區供水時，減壓水箱的有效容積不得小于18m3，且宜分為兩格，減壓水箱的進水管和出水管都應設兩條，且每條進、出水管均應能夠滿足消防給水系統所需消防用水量的流量和壓力要求。

圖1

圖2

圖3

圖4

1.2.3 高位消防水池供水方式

高位消防水池進水管應至少為兩條，規范允許可采用一路消防供水的建筑除外。對高位消防水池的最低有效水位要提出要求，應使消防系統中最不利點的水滅火設施所需的壓力得到滿足，其有效儲水容積應滿足火災延續時間內系統所需消防用水總量。

當高層建筑采用高位消防水池供水的高壓消防給水系統時，高位消防水池可能會存在有效容積達不到全部室內消防系統所需用水量的情況，此時，只要其有效容積達到室內消防用水總量的50%及以上，也是符合要求的，前提是發生火災時能可靠補水。當高位消防水池總有效容積大于200m3時，宜設獨立使用的兩格，且兩格有效容積相等；當建筑高度大于100m時，應設獨立使用的兩座。每格或每座水池均應有獨立的水泵出水管。當高位消防水池無法滿足上部部分樓層消防設施所需的壓力和流量要求時，這部分上部樓層應采用臨時高壓消防給水系統，該系統高位消防水箱的有效容積應遵循《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB 50974—2014）第5.2.1 條的規定。

圖5

2 消火栓系統安全問題

2.1 消火栓滅火系統

2.1.1 室外消火栓系統

當生產、生活用水量達到最大時，若市政給水管網引入管不能滿足室外消防用水的水量和水壓要求，則室外消防給水系統由水泵加壓供水。室外消防供水系統，最不利點室外消火栓壓力不小于0.1MPa。室外消火栓應沿路邊設置，間距不超過120m，距路邊不應大于2.0m，且不宜小于0.5m，距建筑外墻不宜小于5.0m。

2.1.2 室內消火栓系統

（1）消火栓系統分區：消火栓系統的分區原則上應保證消火栓栓口的靜水壓力不大于1.0MPa，且栓口動壓不小于0.35MPa。各分區室內消火栓給水系統供水方式見前文高層建筑室內消火栓供水方式。

（2）《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB 50974—2014）規定高層建筑應設置消防水泵接合器，且消火栓系統高、低區應分別設消防水泵接合器。水泵接合器距室外消火栓或者消防水池的距離不宜小于15m，且不宜大于40m。

（3）需要設置室內消火栓的建筑，其單體內每一層均應設置室內消火栓（包括設備層），以下情況除外：①建筑高度小于等于24m 且體積小于等于5000m3的多層倉庫；②建筑高度小于等于54m且每單元設置一部疏散樓梯的住宅；③《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB 50974—2014）中規定的可采用1支水槍的建筑。室內消火栓栓口動壓不應大于0.50MPa，但當大于0.70MPa時應設置減壓裝置。高層建筑、廠房、庫房和室內凈空高度超過8m的民用建筑等場所，消火栓栓口動壓不應小于0.35MPa，其他場所，栓口動壓不應小于0.25MPa。

2.2 滅火救援問題

高層建筑火災的撲救主要依靠消防車上的伸縮式云梯，也叫作消防云梯，它自帶滅火設施，升降臺可以靈活轉動角度以便更加準確地實施滅火，是一種快速有效地高層建筑滅火救援設備，但是它的最大有效高度僅達到101m，當滅火對象為超高層建筑時，消防人員的高空滅火作業難度和危險性均會增加。

當超高層建筑超過消防云梯的極限高度時，消防設施很難從外部直接撲救100m以上的火災部位。此外，傳統的滅火救援設施受到嚴峻挑戰，這是由于超高層建筑高度偏高，消防人員配備的防護設施及消防救援人員的體能有限，連消防救援人員的自身安全也有可能無法保障，消防救援變得越來越難。

2.3 豎向防火分隔有效性

高層建筑均設有各種豎向井道，如：強弱電井、管道井、排煙井等，當發生火災時，這些豎井將會為火勢提供快速蔓延的通道。因此，豎向管道井應采取一些措施來降低這種危險性，具體措施如下：（1）所有豎井井壁均應采用耐火極限不低于1.00h 的不燃燒體，豎井門應為甲級防火門，每層樓板處采用不燃燒體或不燃防火封堵材料進行嚴密封堵，且封堵材料的耐火極限不得低于樓板本身的耐火極限。（2）強電井的電纜橋架部位增設感溫火災探測器，并接入電氣火災報警系統。

2.4 消防系統可靠性

為了提高高層建筑消防系統的可靠性，光有完善的室內消火栓給水系統支持是遠遠不夠的，同時還應設置自動噴水滅火系統、火災自動報警系統、防排煙系統等消防設施，發生火災時，所有的消防設施協同運作才能確保系統本身能夠可靠地為人員疏散贏得黃金時間。

3 對高層居住建筑內消火栓設置的幾點建議

本著兩股水柱同時到達的理論進行設計，可采用的技術措施如下：（1）設置可靠的室內消火栓給水系統，確保室內消火栓給水系統的可靠性：消防水泵吸水管不少于兩條，消防管網采用環狀管網。（2）合理設置室內消火栓以便于消防人員進入火場后及時找到并使用到消火栓。消防電梯前室應設置消防專用消火栓，其他消火栓應設置在易于取用的位置，且不得影響疏散寬度，消火栓箱應保證開啟后不影響疏散。

4 結束語

通過上述分析，在居住建筑中設置能滿足兩股水柱同時到達被保護范圍內任何部位的消火栓困難并不大，但是要確保發生火災時幾乎不發生重大人員傷亡，這對滅火救援提出了更高的要求，也是今后我們要努力攻克的難題。