高層建筑消防系統設計

何 健

(臺州市城鄉規劃設計研究院有限公司，浙江 臺州 318000)

隨著社會的進步與科學發展，城市人口的迅猛增長，建筑物的規模越來越大，結構也越來越復雜，對安全的需求越來越高。高層建筑消防系統設計的實踐與探討，已經成為建筑設計的重要研究內容，這樣的研究特點使得相關工作人員在高層建筑消防系統設計的過程中，需要對新型的消防設計方式和實踐探討模式進行探究和創新，方能增強高層建筑消防設計的整體水平。因此此次研究的內容和提出的策略，對豐富高層建筑消防系統設計的改革內容具有理論性意義，對指導當前高層建筑消防系統設計的改革方式具有現實意義。

1 高層建筑消防系統在設計過程中經常出現的問題

1.1 消防水池設計問題

在高層建筑實際建設過程中，經常會出現消防水池的有效容積比所需用水量偏小的問題。造成這一問題的主要原因是消防設計人員并未充分把握高層建筑的特性，對建筑火災延續時間把握不準確。基于此類情況下，高層建筑的消防設計人員往往不能準確計算室內外消防用水量，從而導致消防水池有效容積出現偏差[1]。

除此之外，如消防水池有效容積出現偏小的問題，有可能是已有建筑進行改造造成的。如圖1所示，如果高層建筑處于和其他工程建筑共同使用一個消防水池的狀況下，根據新規范要求，原有建筑可能會增加自動噴水滅火系統，這將直接導致消防水池的有效容積無法滿足新的消防系統所需的消防用水量。

圖1 消防水池

1.2 消火栓設計問題

在出現火災時，高層建筑室內設置的消火栓往往是消防員進行取水實施滅火操作的主要裝置[2]。消火栓設置的數量和消火栓分布情況將會對消防員完成火災的撲救操作和火勢管控產生重要的影響。但在日常生活中，經常會發生消火栓的保護距離欠缺與消火栓閥門生銹等問題。在設計過程中，設計人員往往沒有仔細復核消火栓對建筑末端的保護距離，當火災發生時，導致保護距離不夠，不能有效的撲救火災，給人民群眾的生命財產安全造成嚴重威脅。

消火栓在實際使用過程中，常常受到閥門生銹或消防水帶損壞問題的困擾，如圖2所示，使消防救援人員錯過了滅火的最佳時機。此外，發生火災后，消火栓主泵經常會出現不能及時啟泵，出現此類問題是由于平時忽視對設備的維護檢查，未能及時發現問題隱患，將會對火災的及時撲救造成影響[3]。

1.3 給水壓力設計問題

對于高層建筑消防給水系統的設計，消防給水系統經常出現超壓現象以及泄壓問題。消防給水出現超壓現象，實際上是指消防系統的實際工作壓力超過管網工作壓力限值的現象，容易造成消防設備和系統管網出現漏損和消防給水系統出現供水不均的問題。造成該問題的原因有很多，比如說消防系統中的出水流量比較低、系統垂直分區出現不合理設計等，都會對消防系統的正常運轉造成不利影響[4]。

圖2 消火栓生銹、水帶缺失

然而給水超壓現象實質上是消防給水系統中經常出現的問題，因此消防系統的設計人員需要采用一些泄壓措施來處理這個問題，設計中常常采用設置安全閥和泄壓閥[5]。對于消防水泵低流量的工況，管網壓力較大，消防水泵低流量空轉過熱，常采用設置超壓泄壓閥，將水回流至消防水池。對于采用減壓閥減壓分區供水的系統，在減壓閥后設置安全閥，以保證在減壓閥失效的情況下，安全閥能及時開啟，保證系統不出現超壓現象。因此在高層建筑消防給水系統的設計過程中，消防設計人員應該選擇合理的泄壓措施，以提升消防管網的安全性，保證消防系統的正常運行。

1.4 自動噴淋設計出現問題

在進行高層建筑的消防給水系統的設計時，自動噴水滅火系統的設計是高層建筑消防設計的主要內容，但依舊存在缺乏合理性的問題。根據規范要求，凈空高度大于800mm的悶頂內，當悶頂內敷設的配電線路采用不燃材料套管或封閉金屬線槽保護時，可不設置灑水噴頭。設計人員往往沒有與電氣專業溝通協調，導致悶頂內沒有設置噴頭，而電氣專業也未說明配電線路需要采用不燃材料保護，從而留下了消防安全隱患。另外，自動噴水滅火系統的管材防腐施工不到位，導致許多建筑的噴淋管道都出現了不同程度的腐蝕現象，嚴重影響了整個系統的安全運行。

2 高層建筑進行消防系統設計研究現況

2.1 總體規劃布局設計

近些年，伴隨著整個經濟市場的高速發展，居民更加注重生活質量的提升。消費者在進行建筑物選購的過程中，不但會考慮高層建筑物本身所具有的功能，還會全面考慮建筑物周邊環境的整體舒適度、建筑物的美觀性。因此建筑企業在進行建筑設計的過程中，建筑設計人員需要注意建筑整體環境問題，盡可能將建筑的整體設計與高層建筑的社區設計、建筑街道設計結合在一起。綠色園林類景觀設計在高層建筑工程的設計過程中已經被廣泛使用，雖然這些景觀可以使建筑工程演變為建筑群體工程，有效的提升高層建筑的整體美感，但是一些景觀也會對高層建筑消防系統設計產生不利影響，比如說影響爬梯建設、消防通道比較狹窄等。

根據高層建筑各個區域的功能需求設計不同的滅火系統。一些含電器設備的房間用水系統滅火可能會對設備造成損傷，甚至會造成一定的危險，所以采用氣體滅火系統，這樣會減輕對該設備的損壞。如高層建筑商業區有較多的店鋪，而店內多為可燃的物品，使用水噴淋系統便可以達到撲滅火災的目的。同時在高層建筑應設置消火栓系統輔助其他滅火系統滅火，當火災發生時，消防聯動控制器會聯動泵房控制柜啟動泵，為水噴淋系統、消火栓系統提供消防水來滅火。火災報警器發出逃生警報提醒；指示燈和應急廣播切入應急狀態開始工作。

為了有效的避免這些問題的出現，設計人員需要在圖紙設計時，結合消防系統的設計內容進行優化設計，在一定程度上可以有效確保建筑設計的整體協調性。這就意味著消防設計人員需要在高層建筑社區內部提前設計消防通道，消防設計通道既需要滿足高層建筑景觀設計的實際需要，又需要合乎消防設計的實際需求。

2.2 地下室的排水設計

在進行高層建筑施工設計的過程中，柴油發電機房、變電站、消防水泵房基本上都設置于地下室。假如地下室的積水問題比較嚴重，高層建筑消防系統的正常運行將不可避免地受到一定的阻礙，所以消防設計人員注重完成地下室的消防排水是非常重要的。但是地下室排水出現問題的概率比較大，一是集水井體積小，有效容積不夠；二是未設置備用排水泵。

為了解決這一問題，消防設計人員需要在進行地下室消防排水系統的設計過程中，嚴格按照標準規范確定消防排水集水坑容積，可以有效的滿足地下室消防排水的實際需要。消防排水系統應該配備一個備用排水泵，在常用泵出現失效的情況下，消防系統可以自行進行備用泵的啟動操作。備用泵通常是無堵塞型的潛水式排污泵。常用泵和備用泵使用的排水管道應盡量保持在相對獨立的狀態。消防設計人員需要格外注意在進行地下室消防排水設計的過程中，提供兩路電源，在一定程度上可以避免出現斷電后排水泵出現不能使用的不良狀況。

2.3 給水方式的合理設計

在對高層建筑進行消防給水設計時,消防設計人員應該合理開展消防給水方式的合理化選擇,從而保證消防系統設計的整體有效性和經濟適用性。首先設計人員應該從消防系統的整體安全角度開展消防給水形式的選擇,然后方可全面考慮消防系統設計過程中產生的成本。工作人員可以根據消防服務的范圍,將高層建筑的消防給水系統直接劃分成區域內集中的消防給水系統以及相對獨立的消防給水系統[5]。

正常情況下高層建筑周邊均會建立消防水池，在消防水池具有非常大的容量狀況下,如果多個高層建筑可以共用一個消防水池，即可以有效節省很多社會類資源。但是在日常生活過程中，因為各個施工單位之間進行協調溝通相對比較困難,因此施工人員通常難以使用區域集中型消防給水系統,消防設計人員在進行設計的過程中,通常會開展一些比較獨立的消防給水系統進行給水設計。

消防設計人員需要依照建筑物所具有的實際高度,將高層建筑的消防給水系統合理劃分，將消防給水劃分為分區供水以及不分區供水兩種形式。正常情況下,消防設計人員會根據0.8MPa消火栓的栓口所具有的靜水壓力作為基準點，如果實際壓力值大于基準壓力值即會選擇使用分區給水的形式進行消防給水,如果實際壓力值小于基準壓力值，消防設計人員會使用不分區給水的方式進行消防給水。

2.4 自動噴淋系統的給水設計

在進行自動噴淋系統的給水設計時,工作人員應該使用該系統中具有的火勢跟蹤以及迅速進入滅火狀態的功能。因為自動噴淋系統會使用一些噴灑頭進行噴水滅火操作，因此工作人員應該提前設計出足夠多的噴頭，從而盡可能快的實現對火災火勢的管控。

除此之外，工作人員還應該考慮到自動式噴淋系統在進行給水設計所具有的特殊性，對現場人員的密集程度以及電氣線路等多個問題開展比較深入的分析，從而基本上實現高科技系統的設置功能。自噴系統的給水方式是多種多樣的,例如工作人員可以運用水泵與重力水箱等方法進行給水。正常情況下，不高于100m的高層建筑往往會運用重力水箱進行給水，對于已經超過100m的高層建筑，在進行消防系統設計時往往會運用分區串聯的給水方法。

3 結 語

綜上所述，高層建筑消防系統設計關系到人民生命財產的安全，在整個建筑的設計中占有極其重要的地位，所以，高層建筑的設計人員必須要對其有著足夠的重視。通過文章的分析和研究得知，高層建筑消防系統設計的改革是推動消防設計的重要方式，同時也是促進高層建筑消防事業全面發展的有效手段。本文研究中提出的幾點建議，主要圍繞高層建筑消防設計，注重高層建筑消防系統設計的實踐與探討，才能更好地提升消防設計的綜合水平，這對高層建筑消防系統設計的改革和創新具有重要的意義。在我國建筑事業不斷發展下，將會出現多樣化的消防設計方法和更為有效的消防實踐模式，作為高層建筑消防系統的設計人員，應重視自身設計能力的提升，進而為高層建筑提供優質的設計服務。