关于给水高层建筑消防给水设计

【摘 要】对于现代建筑而言，尤其是高层建筑，存在人员疏散难、扑救难度大等特点，给消防工作带来了一定的难度。随着消防问题越来越受到重视，建筑给排水中的消防问题也日益成为施工中需要专注的课题之一。本文对此进行了探讨。
【关键词】高层建筑；给排水；消防
一、前言
随着消防问题越来越受到重视，建筑给排水中的消防问题也日益成为施工中需要专注的课题之一。特别是对于高层建筑而言，现代城市建筑日趋向高空发展，高层建筑的数量越来越多。髙层建筑的出现，在一定程度上既说明了现代科学技术的进步，又标志着城市的发展。然而，高层建筑的消防问题却是现代城市管理一个难点，高层建筑由于其高度、面积及功能等方面特征，施工中对其消防设计提出了很高的要求，特别是防火安全的设计。一旦高层建筑发生火灾，其危险性特别大。由于火灾的隐患多，在高层建筑中引发的火灾火势必然很猛，蔓延得也特别快，人员疏散也有一定的难度，2008年1月2日，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市发生了一起火灾，这是自新中国成立以来，经济损失最为严重的高层建筑火灾。发生火灾的是德汇国际广场，此次火灾导致3名消防队员和2名群众死亡，直接经济损失3亿元人民币。可见，高层建筑消防给水设计的重要性。目前开发商在消防给水方面投资不少，但是由于设计方面的欠缺，使得不少高层建筑在消防方面存在着诸多隐患，给在高层建筑里生产生活的人们的生命财产带来威胁。因此，掌握好消防给水设计思路与设计方法至关重要，在设计时尤其要注重以下几个问题。

二、高层建筑消防给水设计

本工程为大厦，总建筑面积为11000 m2，建筑高度为47 m。地下室为储藏室与设备用房，地上1-4层为办公楼，其余为普通住宅。本工程属于二类高层商住楼建筑，设有生活给水系统、生活污水系统、消火栓给水系统、自动喷水灭火系统。

1、消防水源

系统前期灭火用水由屋顶20 m3消防水箱保证。消防水池能够保证市政给水管网两路进水，室外消防用水量可不计入消防贮水量。

2、消防水池

由于城市用地比较紧张，大多数髙层建筑使用地下箱式基础作为储水池，这样既可以节约地面以上的用地，又充分使用了地下室可利用的面积。水池和水泵房设置在地下室还可以满足消防水泵自灌的要求，有利于消防水泵及时地动。消防水池用于无室外消防水源的情况下，贮存火灾延续时间内的室内消防用水量。在日常设计中，为了避免消防用水常年不用而变质，经常将消防水池设计为生活、消防用水合用水池；但对于功能复杂的高层建筑来说，水池内生活用水量与消防储水量相差悬殊，水质仍无法保障。总之，生活、消防用水是合用还是分设，还要综合考虑建筑物的用水量分配等多种因素，从中选择最佳方案。消防贮水池的消防贮存水量，可按下式计算-
Vf=

3.6（Qf-Ql）*Tx

式中符号表示意义为：Vf—消防水池贮存消防水量；Qf —室内消防用水量与室外给水管网不能保证的室外消防用水量之和，QL—市政管网可连续补充的水量；Tx —火灾延续时间。
本工程中由于存在自动喷水灭火系统，所以，在计算消防水池的有效容积时，要考虑到自动喷水灭火系统的用水量。室内消火栓系统的火灾延续时间取值为2小时，自动喷水灭火系统的火灾延续时间取值为1小时，代入公式计算，得到消防水池的有效容积为278 m3，其中自动喷水灭火系统1小时的用水量为134 m3。为安全起见，消防水池的设计容积为280 m3。

3、消防水箱

消防水箱对扑救初期火灾起着重要作用，为确保其自动供水的可靠性，应在建筑物的最高部位设置重力自流的消防水箱；消防用水与其他用水合并的水箱，应有消防用水不作他用的技术措施。消防水箱应储存10min的消防用水量。当室内消防用水量小于等于25 L/s，经计算消防水箱所需消防储水量大于12m3时，仍可采用12m3；当室内消防用水量大于25 L/S，经计算消防水箱所需消防储水量大于18 m3时，仍可釆用18立方米。消防水箱的消防贮水量，可按下式计算
Vx = 0.6Qx
式中符号表示意义为：Vx—消防水箱贮存消防水量；Qx—室内消防用水总量。根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，当采用临时高压给水系统时，应设高位消防水箱。因此，本工程中设有高位消防水箱，置于该楼的屋顶。消防水箱的贮水量按上述公式计算确定，计算得到消防水箱的有效容积为18 m3。为安全起见，消防水箱的设计容积为20m3。

4、室内消火栓系统设计

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、消防卷盘、消防水箱、消防水池、水泵结合器、增压水泵及远距离启动消防水泵等。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。消火栓给水系统所需水压为0.70 MPa。根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，消火栓口的静水压力大于1.00 MPa时，应采取分区给水系统。故本工程中消防给水系统不分区，整栋建筑采用同一消防给水系统供水。消火栓给水系统由高位水箱和消防泵联合供水。系统前期灭火用水由屋顶水箱提供，而后由地下室的消防泵组提供。根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定：室内消火栓水量q=20L/s；室外消火栓水量q=20 L/s；每支水最小流量5 L/s；每根竖管最小流量10L/s，火灾延续时间2 h。选择口径为65 mm的消火栓，喷嘴直径d=19 mm，水龙带长度25 m。水的充实水柱长度可按公式Sk=（H1-H2）sin α。式中符号表示意义为：Sk -水的充实水柱长度；H1-被保护建筑物的层高；H2 -消火栓安装高度，一般为1.1m；a—水上倾角，一般为45°，若有特殊困难，可适当加大，但考虑到消防人员的安全和扑救效果，水的最大上倾角不应大于60°在本工程中，被保护建筑物的层高H1=4.2m；消火栓安装高度H2=1.1 m；水上倾角a=45°。因此，计算得到：水的充实水柱长度为4.37。根据《高层民用建筑设计防火规范》规定，不小于10m，设计取12m。

5、自动喷水灭火系统设计

自动喷水灭火系统的设计可参考以下程序：确定设置场所的火灾危险等级；选择系统类型；确定设计技术参数；选择和布置喷头；进行管网布置并绘制管网平面布置图和轴测图；进行管网水力计算；校核设计作用面积内的平均喷水强度；选择减压装置；选择消防水泵；确定消防水箱（或水塔）的容积和设置高度；确定水泵接合器的型号和设置数量；确定消防水池容积。自喷系统按中危险I级进行设计，喷水强度为q=6.0 L/ （min * m2），作用面积S=160m2，自喷用水量为37L/s，火灾延续时间为一小时。计算原理参照《自动喷水灭火系统设计规范》.计算方法为：（1）喷头的出流量，根据公式，喷头的出流量为80 L/min。（2）流速。V =4Q/πDj2式中符号表示的意义为：V—管段流速，Q—管段流量； Dj—管道的计算内径。计算结果：所选作用面积：172.6平方米。总流量：37.08 L/s.平均喷水强度：12.89 L/（min*m2）。入口压力：31.03米水柱。计算得到自喷系统所需工作压力为0.58 MPa，由地下室喷淋泵加压供给。前期自喷用水量由屋顶消防水箱保证。
三、结语
总之，高层建筑住户数密集，消防隐患更大，更复杂多样，相较于一般建筑的消防给水设计，有着更高，更为

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特殊的技术要求。一旦发生火灾，将给国家财产人民生命带来巨大损失。为了确保建筑消防设施能有效的控制和扑灭火灾，作为建设设计人员，应该及时学习新规范， 对具体工程项目的消防给水系统进行设计，共同提高设计质量。
参考文献：
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