给水建筑消防给水系统设计

[摘要] 高层建筑结构复杂、容纳人员多，一旦发生火灾，容易引起较严重后果。因此，对高层建筑防火设计的要求越来越严格，而消防给水则是最重要的一个部分。对高层建筑消防给水安全技术、系统形式、室内外消火栓的设置等几个方面问题进行了分析。
[关键字] 高层建筑；消防给水；设计
高层建筑消防是现代城市管理一个难点，与之相关的高层建筑消防给水是建筑给排水设计的重要组成部分。为此，结合高层建筑消防给水特征，对高层建筑的消防给水设计展开分析。

一、几个关于高层建筑消防给水设计的注意方面

1．高位水箱是临时的高压消防给水系统中必不可少的组成部分。《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2005年版)（以下称《高规》）7.4.7.2条要求,建筑高度不超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa.现在的高层建筑一般会采用消防增压稳压设备去维持网管的压力，以此来达到《高规》的要求。经过多年数次实践证明，足够高度的高位水箱具有其他高位消防设施无可比拟的优势。
2．安全性能的优越性比较来说，设置足够高度的高位水箱来维持压力会比采用增压稳压设备维持消防管网维持压力更加能节能省电，安全可靠。采用增压稳压设备虽然会采用两路电源，但是电路系统发生故障的可能性则仍会存在。一旦其中电路出现故障，会造成急用之时无法工作的局面。因此，足够高度的高位水箱相对于其他高位消防给水系统是安全可靠的。
3．相对低廉的设备运行维护费用在消防系统中，增压稳压设备电机的功率要比消防加压泵小很多，但缺点是需要长时间并且不间断的保持管网的压力。这样计算，运转的电费用也相对昂贵。目前的住宅大都采用物业管理方式，用户将会为此部分费用写单，在无形中就增加不必要经济负担。因此，以住户的角度来考虑，设置足够高度的高位水箱还是比较符合长远利益的。

二、高层建筑消防给水系统形式和选择

对高层建筑消防给水系统形式的选择，首先我们应保证系统的安全可靠性，其次我们应尽量选用经济合理的供水形式。
（1）按消防给水系统的构成与功能可分为室外消火栓系统、室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统又分为闭式自动喷水灭火系统，开式自动喷水灭火系统与自动喷水泡沫联用灭火系统。
（2）按消防给水系统的怎么写作范围大小，可分为区域集中高压（或临时高压）消防给水系统和独立高压（或临时高压）消防给水系统。
（3）按消防给水的压力与流量是否满足系统要求，可分为常高压和临时高压消防给水系统。
（4）按消防给水方式的不同，可分为分区消防给水系统和不分区消防给水系统。
从上述几点分析我们可以看出，安全可靠是最重要的，同时要达到经济合理，维修管理方便，我们要在设计当中认真考虑消防给水系统的选择，必须依据建筑物的水源条件、火灾危险性、建筑物的重要性、火灾频率、灾后次生灾害和商业连续性等因素综合评估，并根据技术经济比较综合来确定消防给水系统。

三、室内和室外消火栓

1．室内消火栓
1．1设置室内消火栓所需的设施
在高层建筑的室内设置消火栓给水系统，一般需要很多的设备，比如：消火栓、水、管带、消防管道、消防水箱、消防水池、水泵结合器、增压水泵等。这些设备都是缺一不可的，而且质量的好坏关系到使用的效果，因此，在这些硬件设备上是一点都不可马虎和掉以轻心。
2．1 室内消火栓的给水系统
一般的建筑所使用的最大的工作压力为0.6 MPa，但是，高层建筑的工作压是大于这个数值的，因此，在高层建筑区需要使用单独的消火栓系统。高层建筑区，常见的消火栓给水方式有:不分区给水系统和分区给水系统，其中分区的给水系统又可分为：分区串联给水系统和分区并联给水系统。
2．室外消火栓
《高规》第7.3.6规定：“室外消火栓的数量应按本规范第7.2.2条规定的室外消火栓用水量经计算确定，每个消火栓的用水量应为10～15L/s”，但是《高规》规定，设计室外消火栓时必须区分不同的情况，当室内消防用水由室外管网提供时，室外消火栓的数量应考虑水泵接合器的数量。一个室外消火栓对应一个水泵接合器。例如某高层建筑，消火栓系统与自喷系统皆为一个分区，室外消防用水量为30L/s，室内消防用水量为30L/s，自动喷水系统用水量为30L/s。按计算，室外消火栓设2个就可以了，而实际应设6个，因为要考虑水泵接合器的数量，用于室内消火栓的水泵接合器有2个，用于喷淋的水泵接合器有2个，共计4个水泵接合器，加上保证室外消防用水量的2个,因此要求设6个室外消火栓。当把室内消防用水储存在室内消防水池时，室外消火栓一般就按室外消防用水量来确定。

四、分区给水和不分区给水

根据《高规》7.4.6.5条的规定可知:当消火栓栓口的静水压力大于1.00MPa 时, 应采用分区给水系统，以保证消火栓栓口处的出水压力不会过大。分区供水方式包括: 并联分区供水方式、串联分区供水方式和减压阀分区方式, 其特点分别如下：并联分区供水方式优点是自成体系,各个分区互不干扰，供水安全；缺点是水泵多，造价高, 占地面积大。串联分区供水方式优点是系统压力均衡，水锤影响少；缺点是水泵多，且分散，管理困难,供水不可靠，造价高。减压阀分区供水方式优点是系统简单,造价低,管理方便,此种供水方式被多数设计者采用。这种方式虽然可以保证经济、安全的要求,维护管理方便, 但它的缺点是对减压阀的要求较高,多数采用可调式减压阀,要求阀后压力为可设定并能保持恒定。

五、高层建筑消防给水系统超压和泄压问题分析

1) 给水超压的问题。超压是指系统内的水压超过其工作压力的限值, 造成设备的损坏,或造成给水的不均匀的现象。分析超压的原因主要有以下几种情况: 系统小流量出水。自动喷水灭火系统所需要的流量都很小。此时加压泵在小流量下工作,会造成加压泵扬程大幅度升高,使自动喷水灭火系统的管网超压；竖向分区不合理。在建筑物高度较高时,给水竖向分区的高区和低区共用水泵结合器,低区会出现超压；另一方面,当消防车的消防泵向室内消防给水管网供水时,有

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时会造成管网的超压。自动喷水灭火系统的给水管网中未设排气阀或排气阀的位置设置不当,可能发生压力波动造成超压。
2) 给水的减压和泄压方式。由于在自动喷水灭火系统中,普遍存在着超压的问题。通过对超压问题的分析,自动喷水灭火系统的给水减压可通过三方面来解决:首先,合理布置白动喷水灭火系统的给水管网,尽量将喷头均匀布置在配水管的两侧,可均衡各个配水管的水压。其次,在消防泵的选择上,可以采用流量一扬程曲线平缓的消防泵，提高整个消防给水系统的承压能力。还有就是采取相应的泄压和稳压措施,使超压对给水管网不致于造成损坏,如采用泄压阀、安全阀、稳压阀等。
六、结语
在建筑消防给水系统设计中,安全可靠最为重要,但在保证安全的同时也应达到经济合理,节省投资,维修管理方便等目的。因此,在设计当中应认真考虑,细心比较,使工程更加合理完善。
[文献]韩秀玲，高层建筑消防给水系统探讨[J].煤，2010年03期