高層建筑消防自動噴淋滅火系統設計及施工研究

摘要：本文就高層建筑消防自動噴淋滅火系統的設計與施工開展探討，旨在探究高層建筑消防自動噴淋滅火系統的設計思路、施工要點，從而為相關企業提供設計、施工經驗。研究期間，在分析系統的重要性后，從系統規模、噴頭選型等多維度入手分析高層建筑項目的系統設計過程，并對施工要點進行整理。基于研究成果，為相關企業提供較為完善的系統設計、施工指導，為后續高層建筑消防體系的設計奠定良好技術基礎。

關鍵詞：高層建筑；消防設計；自動噴淋滅火系統；施工要點

引言

高層建筑設置消防自動噴淋滅火系統，對于現代高層建筑的安全性具有極為重要的意義。其重要性不僅體現在有效的火災控制，還在于保障建筑使用者的生命財產安全。因此，合理進行消防自動噴淋系統設計，并開展有效的施工管理工作，對于系統發揮作用，保障建筑物與群眾生命財產安全具有至關重要的作用。

一、高層建筑消防自動噴淋滅火系統重要性

（一）避免火勢蔓延，實現快速滅火

相比常規多層建筑，高層建筑具有結構復雜、人流密集的特征，一旦發生火災，救援工作與疏散工作面臨巨大挑戰。從消防技術角度分析，消防自動噴淋系統具有火災階段快速反應、高度自動化的優勢，能夠確保高層建筑出現火災期間自動實現火源探測，快速啟動噴淋系統，最大程度縮小火災危害范圍，避免火勢快速擴散。

（二）降低火災損失，保障使用者的生命財產安全

從安全管理的視角出發，高層建筑內的消防自動噴淋系統將顯著提升建筑物的防災水平。除了最大限度降低火災損失，還可以為疏散、救援工作提供空間。噴淋系統噴水工作期間，水霧將快速吸收火災產生的大量熱量，降低火災現場溫度，減緩火勢蔓延，為建筑物使用者撤離贏得寶貴時間。

（三）提升救援效率，降低救援壓力

從消防救援視角分析，合理設計、設置消防自動噴淋系統，將顯著降低高層建筑消防救援機構的搶險壓力。在火災初期，高層建筑可基于消防自動噴淋系統實現火源控制，提升救援效率和成功率。

（四）降低保險費率，提高信任水平

合理設計、設置高層建筑消防自動噴淋滅火系統，對于商業保險的考量也十分有利。一般情況，若高層建筑設置完善的消防系統，對于建筑本身而言可以獲取較低的保險費率。完善的消防自動噴淋系統，不僅是對建筑管理單位的經濟性激勵，還能提高保險機構對于建筑物安全性的信任水平^[1]。

二、高層建筑消防自動噴淋滅火系統設計要點

結合現代高層建筑特點，開展高層建筑消防自動噴淋滅火信息系統設計，需將要點集中于系統規模、噴頭選型、管網設置、報警閥設置、增壓穩壓泵等。為客觀掌握高層建筑消防自動噴淋系統設計要點，本文以某高層建筑為例，圍繞該建筑的自動噴淋滅火系統設計開展探討。

（一）項目概況

某高層建筑位于吉林省長春市，建筑物地上26層，地下2層，總高度9653m，建筑占地面積3650m2，總建筑面積3756275m2，采用鋼筋混凝土框架結構設計。其中，地上部分作為辦公區、住宅區商住一體混合用途，辦公區位于5層—15層，1層—4層為商業區域、16層—26層為住宅區域，地下2層包括停車場、設備用房。該高層建筑整體布局十分復雜，內部功能區劃分高度細致。一方面，該建筑物的垂直交通系統設計高度繁復，覆蓋了多部公共電梯、貨運電梯，分別向不同樓層提供服務。電梯井道、各樓層之間未設置完善的防火分隔，一旦發生火災極易出現“煙囪效應”，導致火勢迅速蔓延。另一方面，該高層建筑因電梯間、緊急疏散樓梯間設計距離較遠，可能在人員疏散期間出現阻塞。因此，設置科學、完善的自動噴淋滅火系統，對于建筑本身與使用者的生命財產安全至關重要。

（二）自動噴淋滅火系統規模設計

對自動噴淋滅火系統規模的設計，設計單位對建筑物功能分區進行詳細分析，建筑包括辦公區、商業區及地下停車場，每個區域的火災風險等級各異。根據《建筑設計防火規范》（GB50016-2014）的相關條款，辦公區域、商業場所屬于較高火災風險分類，地下停車場有大量車輛停放，存在一定燃油泄漏風險與火災后爆炸風險，屬于高火災風險區域。結合對建筑物評估結果，確認該建筑物需要配置完善、全面的火災自動噴淋滅火系統。其中，5層—26層每層建筑面積在1200m2左右，每層設置約130個噴頭，以實現滅火范圍的全覆蓋；1層—4層商業區域、地下1層及地下二層每層建筑面積在1300m2左右，分別設置約150個噴頭^[2]。

（三）噴頭選型

1.地下車庫和設備用房

該建筑地下車庫與設備用房區域存在車輛、設備燃料及電力火災風險，有較高的火災負荷。該項目對地下車庫、設備用房區域選擇高敏感度噴頭。在選型階段，選擇快速響應噴頭（Quick Response Sprinkler Heads），該噴頭RTI設計響應時間指數較低，能夠做到迅速響應火險。同時，噴頭選用K=115的型號，確保火災期間有足夠水量噴灑，形成有效火災抑制噴淋網。

2.商業區域（1層—4層）

商業區域人流密集，有較高火災發生概率。因此，設置快速響應噴頭，選擇K=115型號，以保證迅速響應初期火災并最大程度降低火勢擴散風險。

3.辦公區域（5層—15層）

辦公區域為中等火災區域，選擇標準響應噴頭。此外，考慮辦公家具及隔斷的存在，選用K=80型號的噴頭，在確保設計經濟性的同時，可以為5層—15層提供必要的滅火保護。

4.住宅區域（16層—26層）

住宅區域的防火設計主要對使用者的生命與財產進行保護，選用K=80標準響應噴頭。在設計階段，在考慮居住環境、隱蔽性與美觀性基礎上，選擇隱蔽式噴頭型號，確保噴淋系統兼顧響應速度與住宅環境的協調性。

（四）管網設計

對案例項目開展自動噴淋滅火系統管網設計期間，對不同樓層火災風險、具體用途進行模塊化設計。

1.地下車庫、設備用房

火災負荷較大，噴淋系統必須保證足夠水壓、流量。在設計期間，在地下2層采用環狀管網布局設計形式。其中，每層主干管選用直徑DN150的鍍鋅鋼管和減壓閥，支管選用DN25—100的鍍鋅鋼管，詳細管徑見表1。該管網材料具有耐高壓、耐腐蝕的特點，可以確保供水的穩定性。直徑等于或大于100mm的管道，采用法蘭或溝槽式連接件（卡箍）連接，直徑小于100mm的管道，采用絲扣連接。同時，地下2層車庫區域配置標準消防泵組、報警閥組及消防水池，確保在火災階段可以為系統提供充足的水源。

2.商業區域（1層—4層）

商業區域屬于人員密集場所。在設計階段，主干管采用DN150鍍鋅鋼管和減壓閥，支管選用DN25—100的鍍鋅鋼管，詳細管徑見表1。在考慮商業區域空間結構復雜性基礎上，1層—4層設計為網格式管網布局，保證各商鋪均可滿足消防噴水要求。

3.辦公區域（5層—15層）

辦公區域屬于火災風險區域。在設計階段，5層—12層主干管方面采用DN150的鍍鋅鋼管和減壓閥，13層—15層主干管方面采用DN150的鍍鋅鋼管，支管選用DN25—100的鍍鋅鋼管，詳細管徑見表1。每層劃分為一個防火分區，利用屋頂水箱及增壓穩壓泵組保持每層最不利點的壓力。

4.住宅區域（16層—26層）

在住宅區域，需設計靈活的管網來適應建筑使用者的居住環境。在項目設計階段，主干管方面采用DN150的鍍鋅鋼管，支管選用DN25—100的鍍鋅鋼管，詳細管徑見表1。每層劃分為一個防火分區，利用屋頂水箱及增壓穩壓泵組保持高層最不利點的壓力^[3]。

5.屋頂區域

為滿足最不利點自動噴淋系統的壓力，在屋頂部位設置36m3的消防水箱及增壓穩壓設備。

三、高層建筑消防自動噴淋滅火系統施工要點

（一）水泵與水箱施工要點

1.水泵安裝要點

安裝水泵期間，需特別關注其流量、揚程，以確保性能與設計要求相符。安裝操作期間，需嚴格按照設計圖紙施工，施工人員需高度關注水泵基礎的穩固性，同時應合理設置減震基座，最大化減少水泵運行的噪音、振動問題。在此基礎上，安裝水泵前必須進行設備性能檢測，確保其無異常情況發生。

2.水箱施工要點

在水箱的施工階段，施工單位需加強水箱的防腐處理、密封處理，避免后期使用期間因質量不佳或設備老化導致滲漏。在此基礎上，需要合理設置進出口管道與溢流管，避免后期使用期間出現水箱超壓問題。施工期間需一并安裝水位監測裝置，確保能夠實時監控水位變化，為后續運行提供保障^[4]。

（二）管網施工要點

對高層建筑自動噴淋滅火系統管網的施工，需要圍繞防腐、維護與檢測以及配套措施三個維度，施工中要進行全面的防腐處理。對于本次項目大量使用的鍍鋅鋼管，材料使用前需確認鍍鋅層質量。在此基礎上，可進一步施加防腐涂層，增強管線抗腐蝕性能。

（三）試壓試驗技術要點

1.準備工作

在試壓作業前，施工單位需確保管道系統安裝完畢，同時確認是否所有接頭連接都足夠牢固，并已經安排人員按設計要求進行管線的進行清洗、吹掃，確保管線內無雜物。同時，需安排專職人員檢查所有閥門、儀表是否已經安裝到位，確保各設備均處于正常運行狀態。

2.試壓方法

管線系統的試壓方法可分為水壓測試、氣壓測試兩種。對于消防噴淋系統可采用水壓測試形式。在試壓階段，務必選擇不含雜質的清潔水，注水期間應保證緩慢作業，避免因快速注水速度過快而導致水錘效應，以免對管道、設備造成損傷。

3.試壓步驟

步驟1：梯度升壓。逐步升壓到試驗壓力，通常試驗壓力應設置為壓力15倍。在升壓過程中，需要保證壓力得到均勻分布，不可出現突然升壓操作。步驟2：穩壓觀察。壓力達到試驗壓力后，保持30min時間，管網應無泄漏、無變形，若壓力出現明顯下降，應及時分析原因并進行修復。所有試壓數據都需要嚴格記錄，包括試驗壓力、時間、壓力降參數等。同時，試壓過程中需要對管道、接頭進行全面檢查，確保無漏水、滲水問題。步驟3，降壓安全。完成試壓測試后，需采取緩慢降壓，逐漸釋放管道內壓力。再次檢查管線全部接頭處是否處于完好狀態，待系統壓力恢復常態后，可結束試壓。

4.試壓注意事項

在試壓作業階段，必須安排專業人員全程進行操作監督，以保證試驗過程的安全性、真實性以及方法的有效性。作業期間，需特別注意防止出現超壓問題，同時防止因設備、操作失誤導致管道破裂、設備故障。此外，在試壓環境下，應保持良好的通風，以確保操作人員的高度安全^[5]。

結語

綜上所述，針對高層建筑的消防自動噴淋滅火系統，在設計階段需要綜合考慮技術優勢、安全管理需求以及系統的經濟性，從而提高建筑安全性、居民生活質量。本文針對案例高層建筑項目的消防自動噴淋滅火系統設計過程、施工要點開展研究。相關設計單位、建筑單位可借鑒本文提出的要點，以實現高質量、完善的系統部署，為建筑安全、使用者的生命財產安全構筑堅實的防線。

參考文獻

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[5]吳曉芳，赫潤圃.關于噴淋泄水閥和管網坡度坡向的幾點思考[J].建筑工程技術與設計，2021（09）：2199.

作者簡介：陳福力（1975— ），男，漢族，天津人，本科，研究方向：消防。