超高层建筑消防给水系统若干问题探讨

1、超高层建筑消防给水系统若干问题探讨摘要：对于当前投资规模大，建筑功能复杂的超高层建筑，本文对设计过程中 其消防给水系统的分区及联动控制、高位消防转输水箱有效容积的计算进行分析， 亦为同行的设计人员提供相应的参考。关键词：超高层建筑；消防给水设计；消防水池设计引言：随着现如今人口规模的扩大及城市化建设的快速发展，人们对自己居 住的建筑物的要求也越来越高，于是建筑工程的使用功能便向着多样化的方向发 展。这就给消防给排水工程设计提出了全新的挑战。如果因建筑的消防给水系统 设计不合理，将会对人们的生命及财产安全造成重大隐患，甚至会引发恶性火灾 事故。所以如何对建筑的消防给水系统进行合理设计是建筑行业需

2、要深入研究的 课题。2消防给水系统竖向分区及联动控制2.1消防系统竖向分区原则2.1.1消火栓系统由于超高层建筑的建筑高度较大，消防给水管道内的水压靠自重的压力在立 管底部已经超过了 1.0Mpa，特别是再加上地下室的落差以及高位消防水箱的安装 高度所产生的压力，在地下室最不利点的消火栓栓口压力就会超过1.0Mpa甚至 更多。所以在进行超高层建筑消防给水系统的设计时，首先要进行考虑的就是如 何合理的将建筑消防系统进行竖向分区。依据消防给水及消火栓系统技术规范 GB50974-2014的要求，当消防系统工作压力大于2.40MPa或消火栓栓口处静压 大于1.00MPa时，消火栓系统应进行分区供水。

3、此处所述的消防系统工作压力及静压均有其自身严格的定义。其中系统 工作压力是指消火栓栓口、报警阀、闸阀、蝶阀等消防设施在额定工作状态下的 承受压力，而非设施的承压能力。2.1.2喷淋系统自动喷水灭火系统具有其自身特有的性能，在火灾发生时能自动喷水灭火的 一种固定灭火系统，可使火灾在初期就能够及时得以控制，从而最大限度的减少 火灾损失。自动喷水灭火系统具有灭火效率高，安全可靠，工作性能稳定，适用 范围广，不污染环境等优点。但对于超高层建筑的喷淋系统，需考虑竖向分区， 否则喷淋系统管道及管件长期处于高压状态，对其寿命及系统安全性有较大影响， 且依据消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-2014

4、要求，当喷淋系统的工 作压力大于2.40MPa或自动喷水灭火系统报警阀处的工作压力大于1.60MPa，亦 或喷头处的工作压力大于1.20MPa时，喷淋系统应进行分区供水。2.2消防分区系统的联动控制2.2.1室内消火栓系统水泵启动方式1）由消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开 关的设置值进行自动启动。2）由消防控制室内的控制盘和消防水泵房内的消防控制柜上设置的专用线路 连接的手动直接启泵按钮进行手动启动。3）由消防水泵控制柜内设置的机械应急启泵功能进行机械应急启动。2.2.2喷淋系统水泵启动方式1）由高位水箱出水管上的流量开关、报警阀组压力开关、主泵出水管上设置 的压

5、力开关的设置值进行自动启动。2）由消防控制室内的控制盘和消防水泵房内的消防控制柜上设置的专用线路 连接的手动直接启泵按钮进行手动启动。3）由消防水泵控制柜内设置的机械应急启泵功能进行机械应急启动。2.3室内消防给水系统竖向分区1）由消防水泵并联进行分区的消防给水系统2）由消防水泵串联进行分区的消防给水系统，其又分为直接串联和转输串联 两种方式；3）由重力减压水箱进行分区的消防给水系统对于上述不同的分区形式，其消防主泵和转输泵之间的联动控制方式也不相 同。具体分析如下：采用消防水泵并联分区的消防给水系统在对应区域火灾发生以后，由此区的消防泵通过上述启动方式启动此分区的 消防泵来进行灭火。笔者认为

6、此种分区方式会在地下室的消防泵房内设置较多的 消防泵组，所需要的泵房面积也较大。也因为与高低区泵组连接的管道及管件都 设置在泵房内，故泵房内管道及设备安装较为复杂，对设备安装的质量及后期设 备的维护保养的要求均比较高。且由于高区是由并联设置的高区泵组加压供水， 故高区消防管网的压力较大，管网的安全可靠性就有所降低。2 ）采用消防水泵串联分区的消防给水系统当消防水泵直接串联时，在火灾发生以后，消防泵的启动顺序应该是转输泵 先启动，高区供水泵后启动。笔者认为这种启动水泵的顺序，可以保证高区消防 水泵不至于因转输泵未供水而导致的空转、过热及灭火的不及时。当采用转输串联时，在火灾发生以后，消防泵的启动

7、顺序应该是从转输水箱 吸水的高区供水泵先启动，转输泵后启动。笔者认为采用转输串联方式时，此方 式比较安全可靠，且有大量的工程实例验证，转输串联消防管材承压等级要求低， 消防泵扬程基本稳定，而且转输水箱还具有缓冲作用，其控制系统较简单有效， 可靠性比较强。3高位消防转输水箱容积的计算在采用设有消防转输水箱的分区系统时，水箱容积大小的确定也很重要。如 果水箱容积设置的过大，会增大建筑的结构荷载，加大水箱间所占面积，同时也 会使项目的造价增加；如果水箱容积设置的过小，在消防灭火时又达不到预期的 效果，也加大了系统的安全隐患。依据全国民用建筑工程设计技术措施给水排水（2009年）中规定：当 采用水泵转

8、输串联时，中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区消防给 水屋顶水箱的作用，其储水有效容积按1530min的消防设计水量经计算确定， 并不宜小于60m3。但在消防给水及消火栓系统技术规范第6.2.3条提示中 讲到转输水箱兼作高位消防水箱时，其容积可仍按60m3考虑。同时，依据 消防给水及消火栓系统技术规范第11.0.3条消防水泵应确保从接到启泵信 号到水泵正常运转的自动启动时间不应大于2min。第11.0.12条消防水泵控 制柜应设置机械应急启泵功能，并应保证在控制柜内的控制线路发生故障时由有 管理权限的人员在紧急时启动消防水泵。机械应急启动时，应确保消防水泵在报 警后5.0min内正常工

9、作。”综合以上资料内容所述，高位消防转输水箱有效容积的取值计算可参照如下示例：对于一栋超高层建筑，假如其室内消火栓用水量为40L/S,自动喷水用水 量为30L/S，本区屋顶消防水箱的蓄水量按初期火灾10min考虑，上区水泵吸水 池的蓄水量按5min考虑；则中间转输水箱的容积V=(40L/s+30L/s)x10minx60+ (40L/s+30L/s)x5minx60=63000(L)，如果还有其他水灭火消防系统且设有独立的消防泵组时，则应把有可能在火灾时同时启动的消防系统的水量进行叠加计 算，其计算值作为中间转输水箱的有效容积。4小结由于超高层建筑的规模及体量较大，其内部的消防系统的合理性及安全可靠 性关乎着众多人的生命及财产安全。这就需要我们设计人员在设计时需综合考虑 多方面的因素，在既保证建筑及使用者本身的消防安全性的同时，也兼顾到建筑 造价的部分。当个别地方二者难以兼顾时，最终还是要从消防的安全可靠性出发。参考文献：赵锂，陈怀德，姜