高層建筑消防給水系統給水方式的選擇

王小波

（山西省城鄉規劃設計研究院工程設計中心，山西太原 030001）

0 前言

近年來受到一線地區經濟飛速增長的影響，其他城市流入一線城市的人口日益增加，人口密度變大，高層辦公、高層住宅也得到了迅猛的發展。然而由于高層建筑人員密集性大、建筑功能復雜，建筑裝飾等可燃物多，一旦發生火災，便會伴有人員疏散困難、火勢蔓延迅速、救援工作較復雜等情形，常常會令高層住戶陷入巨大的人員傷亡與財產損失的痛苦境遇中。故而做好高層建筑的消防給水系統，是最有益于高層消防的措施，而如何增強高層消防給水系統的滅火效果，則在高層建筑設計中較具研究意義。

1 高層建筑消防給水系統的特點

高層建筑在火災發生時具有火勢發展迅猛、救援難度高等特點，所以其消防給水系統應具有一定的安全性與穩定性，以確保火災發生時能夠直接被拿來使用，而不會因安全性與穩定性的不佳耽誤了火災救援的最佳時機。而給水系統的安全性應來自于對水壓的控制，但如水壓不能達到一定標準，則水的噴射距離和范圍都會受到一定程度的影響，因而高層建筑的消防給水系統還要求系統對水壓有著精確的控制，保證靜水壓在不傷害救援人員的同時能夠對火勢有著良好的抑制。高層消防給水對于靜水壓力要求高，同時也對出水管道的強度有著相應的要求。由于一般消防出水管道較長，如果管道內水壓飆高，則意味著水管的強度也必然要強，否則水壓會沖破水管，輕則發生滲水漏水情況，重則會直接損壞水管，使其無法應用于救援當中。因此，高層建筑消防給水系統的設計者應保證出水管道的機械強度、給水系統的靜水壓力調控和整個系統的穩定，如不能滿足這些需求，則高層的消防救援便會面臨滅火效果差等問題，從而為救援工作帶來阻礙。

2 消防安全視角下高層建筑給排水系統設計思路

2.1 適用性

適用性是指在消防安全視角下，確保高層建筑給排水系統設計與建筑需求高度吻合，設計上科學且可行。如我國規定高層建筑的高度通常在27m 以上，面對這一情況，如果選擇常規的非離心消防供水設備就很難滿足建設需要，在實際應用中也難以發揮其消防功能，難以起到良好的滅火效果。

2.2 簡單性

簡單性是指在開展高層建筑消防給水設計中，在保證給水功能的前提下，盡量使其內部結構簡單化，提高其易操控性，更好地適應消防作業用水需求，避免因水流沖擊過大或水壓過低而影響消防順利開展。此外，簡單性除了功能簡單外，也要求設計簡單，不要出現過多直角、弧面從而降低水流效果，出現水流不暢的情況，特別是高層建筑由于建筑特殊性，對消防水系統可靠性要求較高，只有簡化消防給水設施，提高其可行性，才能更好地滿足高層消防給水需要。

2.3 可靠性

高層建筑消防給水系設計工作是一項特別復雜的工程，需要專業的人員具備專業理論知識才能展開合理的設計工作，這樣才能建設標準的建筑消防給水系統。此外，在開展高層建筑設計的過程中還要結合氣候環境因素等進行合理設計，明確消防給水系統指標及使用功能，這樣才能進一步提高建筑消防給水系統可靠性分配，延長設備使用壽命。

3 在建高層建筑消防給水的主要方式

3.1 按服務范圍進行劃分的在建高層消防給水方式

區域集中型的消防給水系統是在區域內統一進行消防給水的一種類型，能夠良好的應對區域中發生的高層建筑火災，同時因為是多個高層建筑共用同一個消防水池，能夠降低資源的消耗和成本投入，提高資源的利用率。但是這種方式的缺點就是，應對多個高層建筑同時起火，或者火勢向其他方向蔓延時，可能會導致供水壓力不足，消防給水不能達到較高的高度，起不到消防滅火的效果，另外區域高層建筑的物業管理部門還有可能與城建部門的建設方案和意見不能達成共識，導致共用消防水池的消防給水系統不能有效的建設，影響在建高層建筑消防給水系統的效果。

3.2 按高度劃分的在建高層消防給水方式

按高度劃分的在建高層消防給水方式主要分為分區給水和不分區給水兩種類型。不分區給水主要用于建筑的高度不大于70m，這時所需要的消防給水壓力較小，消防水泵的揚程在50～100m 之間，能夠發揮良好的消防給水效果。分區給水主要有串聯、并聯和減壓等給水方式，減壓給水和并聯給水適用于建筑高度在70～130m 之間的建筑，減壓給水只使用一組消防泵，占地較小，設計簡單，但是需要消耗的電力較大，但是由于實際中使用消防系統的次數較少，電能消耗的影響不大；并聯給水是通過在低處和高處分別設置消防水泵，兩個區域進行獨立供水的方式，對于電能的消耗減少，消防水泵承受的壓力不大，安全性較高，因此使用并聯方式進行供水給水也比較合理；使用串聯的方式進行消防給水一般用于建筑高度為130～200m 的高層建筑，這種方式是通過在肩高位置建立消防水箱，消防給水從高層水箱進行給水來完成消防滅火的，由于高度太高，需要的消防水泵壓力要大，水管要長，會存在較大安全風險，因此使用串聯的方式進行消防給水會比較安全，但是這種方式會使高層的給水受到低區的影響，對消防給水系統造成阻礙，影響使用的效果和消防滅火的作用。

4 高層建筑消防給水系統的技術問題與補救措施

4.1 消防水源的問題及其補救措施

高層消防給水系統需要在出水量足夠的情況下才能滿足相應的水壓要求，而高位消防水箱作為高層建筑消防儲水環節的重要水源供應，其儲水容積分為12m3和18m3，雖然可以補充消防水池與消防水泵應用以外的消防用水問題，在近年來的幾場大型火災中發揮重要作用，卻在水源的存儲與應用方面缺少了一些靈活性，對此，《消防給水及消火栓系統技術規范》提出了增設6m3的水箱的規定，并對不同高層建筑的水箱配備制定了詳細的參考數據，如對于高度在100m 的建筑而言，高位消防水箱的總配備量不得少于36m3，高于100m 的建筑不得配備少于50m3的高位消防水箱，而對于150m 以上的建筑則需配備不少于100m3的高位消防水箱；在配備水箱尺寸方面，高于100m 的建筑一律以18m3的容積為標準，其他高層建筑則可根據自身的需要而做以配備水箱容積的選擇。這樣不僅可以及時補充高層給水水源，保證水壓的穩定，增強消防用水的可靠性，還可以節省一定的水源供應成本，對給水成本進行控制。

4.2 水泵接合器的應用不足及其補救策略

水泵接合器通常作為一個水滅火系統的重要零部件，被廣泛運用到多種水滅火消防系統的設計與應用中，但是由于高層建筑消防工作的開展無法使用水泵，故而傳統的水滅火系統也常常無法發揮出作用，即便消防水池可以被用作建筑滅火的水源，水滅火系統也無法對其展開應用，從而對高層建筑失火地帶施展營救。對此，《消防給水及消火栓系統技術規范》特別將普通水滅火消防系統中的水泵接合器單獨拿出做以消防的第三供水水源，通過對其的靈活應用實現了高層建筑旁現場取水加壓的救援，讓傳統水滅火系統打破了技術的壁壘，實現了取水的便捷，增強了高層建筑火災救援的效果，從而為高層消防給水設計提供了更多思路。此外，《消防給水及消火栓系統技術規范》也特別明確了室外消防水池的相應設計，以為水泵接合器的使用提供便利條件，如此，火災撲救時間也能得到大大的縮短，為人員營救提供了寶貴的機會。

4.3 室內消火栓的應用問題及其補救對策

高層建筑的消防給水不僅僅依靠屋頂高位水箱蓄水裝置和室外的臨時取水裝置，很多處于萌芽中的火災也完全可以通過對室內消火栓系統的應用來得到較早的控制，以避免火勢的擴大和蔓延。然而傳統的室內滅火系統多為手動滅火系統，通過在火災來臨時將消火栓箱的啟動按鈕按下，被困人員或趕來的滅火戰士可達到滅火水帶即開即有水，但這一過程需要人力調節的事項較多，如果沒有受過專業訓練較難達到自救，即便滅火戰士趕來營救，布置水帶也需要一定的時間。因而當前的高層建筑應轉變室內消防給水系統為自動啟泵系統，即通過壓力開關和高位水箱流量起到水泵的自動控制，既可以第一時間完成消防水泵的自動開啟，又減少了電壓啟動水泵所帶來的一系列觸電安全問題與后續的維修問題，是室內消火栓的較優改良措施。

5 結束語

綜上所述，當前的高層建筑消防給水設計仍存在許多問題，如若不加以分析改善，得過且過、放任不管，將會為高層住戶帶來嚴重的火災安全隱患。因此，高層建筑施工中負責消防給水系統的設計人員應根據當前的具體問題做出設計上的調整，敢于否定現實中不適用的設計要求，通過優化設計方案達到對當前高層消防給水系統的補救，以實現對高層住戶生命安全的保障。