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超高层建筑消防给水系统设计刍议

发表时间：2020/11/9 来源：《基层建设》2020年第21期作者：梁上兴

[导读] 摘要：面对时代的发展，为了适应市场环境，就需要合理使用土地资源。

        广州市科城建筑设计有限公司广东省中山市 528400
        摘要：面对时代的发展，为了适应市场环境，就需要合理使用土地资源。当前市面上出现了很多的高层建筑。为了保障高层建筑的安全，就需要做好消防设施的设计。消防设施直接关系到建筑物的安全性。由于高层建筑本身有着较高的高度，所以发生火灾的时候很难扑灭，这会对人们的生命和财产安全造成很大的威胁。因此，本文就将简单阐述超高层建筑消防给水设计的特点与原则，并对超高层建筑给水系统的设计方案与思路进行重点探究。
        关键词：超高层建筑；消防给水系统；设计
        引言：与普通建筑相比，超高层民用建筑具有火势蔓延快、疏散困难、扑救难度大的特点。而建筑消防给水系统的供水能力和安全可靠性决定了消防灭火的效果。在超高层建筑发生火灾时，一旦其消防给水系统出现问题，那么就会严重影响火灾救援工作的顺利开展，从而就有可能造成更大的人员伤亡以及财产损失。因此，科学、合理设计超高层建筑消防给水系统对超高层火灾的防护具有重要作用。
        1、超高层建筑消防给水设计的特点
        当前，我国各地区超高层建筑快速发展，特大城市的超高层建筑越来越多，高度也不断增加，有的甚至超过600m。同时，超高层建筑周围的建筑物也较多，包含多层地下空间，建筑结构布置也存在差异，因此设计人员在具体设计过程中应注意超高层建筑周围环境和单体建筑设计之间的协调性。
        由于超高层建筑的内部设备和管线繁杂多样，结构布置复杂，其内部各种项目的施工设计难度也较大。因此，其消防给水设计重点和难点与普通建筑项目的消防给水设计也存在很多不同。一旦超高层建筑发生火灾，其火势蔓延会非常快，且火灾扑救和人员救援难度都非常大，所以超高层建筑的消防给水设计必须满足自救需求，通过利用超高层建筑内部的消防设施可以有效扑救火灾，所以设计可靠、安全、稳定的消防给水系统非常有必要。
        2、超高层建筑消防给水系统的设计原则
        2.1可靠性原则
        可靠性原则主要是针对超高层建筑给水系统的设备来说的，具体来说就是设计人员必须去报所采用的设备及所使用的材料达到质量标准，确保消防给水系统的所有功能运行正常。针对同一个起火点，必须确保有两处以上的消防栓能够对其进行喷水扑灭，当起火时，能够用最少的时间扑灭火源以预防火势的蔓延。在确保设备正常运行的同是，也需要将给水网的布控方式变得更加简单和便于使用，这样既可以减少施工材料的浪费，又可以促进经济效益的增长。
        2.2安全性原则
        设计人员在设计消防给水系统时，要遵循安全性原则。即要确保设定好的系统，与国家规定标准相符合，达到建筑内部消防相关要求。为此，设计人员在实施设计时，应做好布点与控点工作，确保建筑内部各个区域均有安全防火装置，避免出现消防给水留白区域出现。
        2.3经济性原则
        通常情况下，消防系统只有在发生火灾时才启动，所以很多设计人员往往忽视节能问题，而为了降低超高层建筑的电耗和能耗，必须注意消防给水设计的经济性，重点考虑消防系统的阀门附件、给水管道、喷头、消防泵等材料运行维护费、安装费和购置费等。此外，还要考虑消防给水系统的安装设计费用，并通过优化管理措施，改善管理手段，来全面提高消防给水系统的经济效益。
        3、超高层建筑消防给水系统设计方案及思路
        3.1并联分区给水系统设计
        并联分区给水系统需要通过安装一套消防加压泵来给整个消防给水管网进行给水，而后经过减压阀组实现纵向分区，每一个纵向分区给水系统都设有独立的消防水泵，用其给各个分区消防给水系统供水。在选择分区方式时，应从加压设备的型号以及超高层建筑的功能等方面进行考虑。
        第一，应确保系统内水压满足超高层建筑消防用水水压要求，所以在设计时应使给水系统的工作压力尽量保持在 2.0MPa，在这一压力范围之内，超高层建筑并联分区给水系统加压泵的选型范围较大，加压泵的购买和安装也更加方便。

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        第二，根据国家相关要求，超高层建筑一般不设避难楼层，但会设置避难间，而避难间的空间有限，所以在设计时不能安装过多的消防设施。
        3.2串联分区式消防给水系统
        串联分区式给水系统的特殊性比较强，主要体现在：第一，其供水方式需要竖向为主的方向；第二，其供水方式需要采用由下至上逐层增加的方法。这种方案是需要采用水箱为载体的，然后配合阀门、管材等消防类工具来完成给水系统的配置，但是通常情况下，超高层建筑在建筑内都会逐层设立水箱。
        一般来说，这种方案的设计对中间区域水箱的容量提出了容量不得少于60m3的要求。消防供水从地下室水泵传输到中间层的水箱，然后再由中间层的水箱来完成整个消防系统的给水供应。对比其他方案来讲，此种给水方式因为增加了水箱与水泵，所以此方案的消防给水设计相对复杂。并且因为有水箱的存在，所以在工作的时候还会产生噪音，所以采用此种设计方案的超高层建筑的相关单位需要做好降噪工作。
        3.3减压分区消防给水设计
        根据不同的减压工具分，减压分区式给水系统可分为两种类型：①采用减压阀为载体完成消防系统给水设计；②利用减压水箱实现消防系统给水设计。
        首先，减压阀的给水设计主要是采用加压阀完成消防给水系统的设计，通过对减压阀的控制，来完成建筑内部的消防给水。减压阀的设计方式主要用于建筑物的中低部区域，因为设计施工经济实惠，所以这种设计方式采用的也比较普遍，但其主要的缺点就是容易发生堵塞，所以，设计单位通常是在采用这种方式的时候多数会采用两组减压去的分区给水装置，如此可以大大的降低堵塞的发生几率。
        其次，水箱也同样主要用于建筑物的中低部区域，采用水箱供水的方式，一般情况下供水量为18m3以上，多数采用双向供应的供水方式。为了确保所有的消防给水系统能够有效顺利运行同时让建筑物内部的消防给水系统达到安全、可靠，就必须要注重后期的维修保养。
        3.4以常高压给水为主的多种组合形式设计
        当超高层建筑的建筑高度超过250m时，相关人员在设计此类超高层建筑消防给水系统的过程中，应综合评估建筑物供水的可靠性、工程投资大小、设备的布置合理性、各类消防水箱占用空间是否受限制、可能产生的噪声和二次污染、正常运行和日常维护管理是否方便以及室外管网供水能力等各种因素。现如今，越来越多的高度超过250m的建筑采用以常高压为主的消防给水形式，增大了超高层建筑消防给水的安全可靠性。
        常高压给水方式是指将火灾延续时间内的全部消防用水量设置于建筑屋顶的高位消防水箱内，通过水自身重力的作用为建筑物供水。这种依靠重力供水的方式简单稳定、维修方便，不仅缩减了消防给水系统加压设备的数量，而且还节省了空间，同时也有效地解决了消防车供水能力的限制。例如，在建筑高度为432m的广州珠江新城西塔就采用了常高压和稳高压相组合的消防给水方式。该工程选择了常高压与稳高压相结合、串联式重力供水的新型混合消防给水系统，大大缩减了消防加压设备数量，降低了工程投入，提高了消防给水系统的可靠性。
        结束语：
        总而言之，超高层建筑消防给水系统的合理以及科学设计对建筑火灾防范以及救援具有重要作用。在实际开展设计工作时，设计人员必须要根据建筑部本身的具体情况来，不能犯经验主义的错误。同时，还要对不同分区的消防给水系统进行合理设计，同时这样才能确保火灾发生之际，超高层建筑内的消防给水系统能够在火灾发生之际的第一时间就起到其应有的作用，以最终保障人们的人身安全。
        参考文献：
        [1]陈浩.超高层住宅建筑消防给水系统设计探讨[J].房地产导刊，2020.
        [2]武延合，温宇亮，陈洪伟，等.超高层民用建筑消防给水系统设置浅析[J].安装，2020.
        [3]杨凯.超高层建筑消防给水系统设计探析[J].建材与装饰，2018.
        [4]陈少林，王恺，王国明.深圳地区超高层住宅建筑消防给水系统设计探讨[J].中国给水排水，2018.