蘇蔚

摘要：本文介紹了超高層建筑的理論定義，我們重點(diǎn)介紹了超高層民用建筑消防給水分區(qū)方式：一是消防水泵并聯(lián)分區(qū)給水方式，二是消防水泵、水箱串聯(lián)分區(qū)給水方式，三是一次加壓減壓給水方式。

Abstract： This paper introduces the definition of high-rise building， and focuses on the fire-fighting water supply zoning method for ultra-high-rise civil buildings： first， the fire-fighting pumps are connected in parallel to partition water supply； second， fire-fighting pumps and water tanks are connected in series， and the third is a pressurized decompression water supply method.

關(guān)鍵詞：超高層；民用建筑；消防給水策略

Key words： super high rise；civil building；fire water supply strategy

中圖分類(lèi)號(hào)：TU976+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）17-0195-02

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，高樓大廈在城市中比比皆是。為此，建筑工藝的選擇需要注重于技術(shù)、藝術(shù)與創(chuàng)新的三者結(jié)合，來(lái)更好地推動(dòng)現(xiàn)代都市的發(fā)展顯得尤為必要，因此，這也就使得當(dāng)前的建筑物高度不斷提高。這在節(jié)省地表空間的同時(shí)也出現(xiàn)了新的挑戰(zhàn)，那就是進(jìn)行建筑消防滅火有了更大的難度，其中以超高層建筑最為明顯，投資金額巨大、建筑功能非常復(fù)雜、建筑物內(nèi)人數(shù)眾多，在這種情況下，消防供水至關(guān)重要，只有消防供水符合標(biāo)準(zhǔn)才能在火災(zāi)出現(xiàn)時(shí)保證火災(zāi)被撲滅。

1 超高層建筑的理論定義

對(duì)超高層建筑進(jìn)行消防設(shè)計(jì)研究，首要的事情就是要明確的知道超高層建筑的理論定義。

相關(guān)法律法規(guī)中規(guī)定超高層建筑定義：建筑高度超過(guò)100m時(shí)，不論住宅及公共建筑均為超高層建筑。

2 轉(zhuǎn)輸水箱和轉(zhuǎn)輸水泵的理論定義

在現(xiàn)有的理論定義中沒(méi)有轉(zhuǎn)輸水箱和轉(zhuǎn)輸水泵的概念。按字面意思，這二者一是為分區(qū)給水系統(tǒng)中設(shè)在避難層的中間水箱，另一個(gè)則是把水輸送到上區(qū)的加壓水泵。

3 超高層建筑消防系統(tǒng)的特點(diǎn)

①消防供水壓力的超壓是超高層建筑中一個(gè)常見(jiàn)的現(xiàn)象。為此，在認(rèn)識(shí)消防供水壓力的時(shí)候，需要從設(shè)計(jì)入手來(lái)進(jìn)行調(diào)整。由于建筑樓層很高，滅火時(shí)很容易出現(xiàn)壓力不穩(wěn)定問(wèn)題，尤其是在滅火初期，該問(wèn)題更為突出。故《消防給水及消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50974-2014之中對(duì)壓力作出了基本規(guī)定“5.1.6消防水泵性能應(yīng)滿(mǎn)足消防給水系統(tǒng)所需流量和壓力的要求；流量揚(yáng)程性能曲線(xiàn)應(yīng)無(wú)駝峰、無(wú)拐點(diǎn)的光滑曲線(xiàn)，零流量時(shí)的壓力不應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)壓力的140%，且不宜小于設(shè)計(jì)額定壓力的120%；”同時(shí)，“6.2分區(qū)供水，系統(tǒng)最高壓力大于2.40MPa時(shí)，消防給水系統(tǒng)應(yīng)分區(qū)供水”，如果消防泵零流量時(shí)的壓力比2.4MPa小或是相等，那基本能夠推算出設(shè)計(jì)壓力要小于等于2.4MPa/140%=1.71MPa。此時(shí)要估算到底需要多大靜高，就要進(jìn)行接力供水。如果消火栓口的壓力是0.35MPa，水頭損失是0.10MPa，地下室的層高是十米，這樣就能夠大致的估算出如果建筑高度大于一百一十六米（1.71-0.35-0.1-0.1=1.16）便需要進(jìn)行接力供水，通過(guò)分區(qū)結(jié)合減壓穩(wěn)壓裝置防止消火栓給水系統(tǒng)超壓。

②大量的消防用水。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014）出臺(tái)，消火栓系統(tǒng)決定了室內(nèi)消防系統(tǒng)用水量，且消防用水量隨著建筑高度不同也呈現(xiàn)一定變化。一般來(lái)說(shuō)，高層建筑室內(nèi)外消防用水量包括三部分：一是高級(jí)旅館等重要建筑：H<50m，60L/s；H≥50m，70L/s；二是醫(yī)院等公共建筑和高級(jí)住宅：H<50m，40L/s；H≥50m，50L/s；三是普通住宅：H<50m，25L/s；H≥50m，35L/s。若建筑高度大于一百米時(shí)，無(wú)論是室內(nèi)還是室外的消火栓用水量要實(shí)現(xiàn)大幅度提升?，F(xiàn)階段中國(guó)使用的大功率消防車(chē)是通過(guò)高強(qiáng)度水帶動(dòng)室內(nèi)的消防管網(wǎng)供水，大多數(shù)城市的消防車(chē)最大供水高度是五十米左右，使用大功率消防車(chē)時(shí)高度大約為80米，當(dāng)樓層高度超過(guò)80米的時(shí)候，消防車(chē)就難以通過(guò)水壓來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)供水，因此，當(dāng)消防水池內(nèi)的用水被使用完之后，超過(guò)80米的樓層消防用水就難以得到保障。雖然，有的消防車(chē)能夠?qū)⒐┧叨忍岣叩?00米以上，但是這樣的消防車(chē)數(shù)量較少。因此，超高層建筑的室外消火栓通常是用來(lái)?yè)錅缧∮诎耸捉ㄖ锘馂?zāi)的用水量。不僅如此，同普通建筑相比，超高層建筑會(huì)產(chǎn)生更多的消防用水量。

4 超高層民用建筑消防給水分區(qū)方式

會(huì)對(duì)超高層民用建筑消防用水產(chǎn)生影響的因素是多種多樣的。例如，建筑物本身的高度、實(shí)際使用情況、二次污染、維護(hù)管理等等方面。消防用水系統(tǒng)的壓力差異會(huì)被分為常高亞與臨時(shí)高壓系統(tǒng)這兩種。其中，依據(jù)供水設(shè)備的不同，可分為重力供水與壓力供水；依據(jù)給水方式的不同，分為聯(lián)供水與并聯(lián)供水。這些系統(tǒng)可獨(dú)立運(yùn)用，也可組合運(yùn)用，通過(guò)組合運(yùn)用的方式可將豐富整個(gè)供給系統(tǒng)類(lèi)型。本文將通過(guò)對(duì)不同工程項(xiàng)目的結(jié)合運(yùn)用，來(lái)對(duì)常見(jiàn)的四種消防給水方式進(jìn)行區(qū)分討論。

4.1 消防水泵與水箱串聯(lián)的分區(qū)運(yùn)用

選擇串聯(lián)加壓供水與并聯(lián)供水之間是存在差異之處的。串聯(lián)供水是將消防水池、低區(qū)消防泵與傳輸泵設(shè)置在地下室，利用轉(zhuǎn)輸水箱與高區(qū)設(shè)置的消防泵來(lái)進(jìn)行中間層段的處理，而消防水箱與增壓穩(wěn)壓的設(shè)施一般設(shè)置在房屋的樓頂。地下消防水池能夠供給消防火災(zāi)一次的供給用量。利用消防轉(zhuǎn)輸泵將水運(yùn)輸?shù)街虚g的傳輸水箱，其容積大于60立方米。轉(zhuǎn)輸水箱可以滿(mǎn)足低區(qū)的平時(shí)用水和消防用水，同時(shí)，也能為高層區(qū)消防用水產(chǎn)生幫助。屋頂水箱的供水與網(wǎng)管的壓力維持靠地屋頂?shù)乃?，低區(qū)樓層出現(xiàn)火災(zāi)的時(shí)候，可以利用地下室的消防泵滅火；高區(qū)樓層出現(xiàn)火災(zāi)的時(shí)候，可以利用高區(qū)的消防泵組結(jié)合高區(qū)管網(wǎng)來(lái)進(jìn)行供水。同時(shí)，整個(gè)地下的消防傳輸水泵也會(huì)為傳輸水箱提供供水。這樣的方式所帶有的優(yōu)點(diǎn)在于：每一個(gè)區(qū)域的供水壓力不高，因此可以選擇常規(guī)的閥門(mén)、管道與水泵，整個(gè)輸水系統(tǒng)較為穩(wěn)定，且能夠降低對(duì)運(yùn)水用電量的消耗。同時(shí)，這樣的方式能夠?qū)崿F(xiàn)高度地提升。但是，選擇這樣的供水，需要留出足夠的面積來(lái)配置大容積的傳輸水箱，且需要儲(chǔ)備足夠的用水，繼而需要更大的建筑空間，會(huì)讓整個(gè)建筑的造價(jià)提升，也會(huì)讓整個(gè)管路系統(tǒng)更為復(fù)雜，控制系統(tǒng)更為繁瑣。但是，因?yàn)檫@種供水系統(tǒng)能夠達(dá)到較高的高度，因此，超過(guò)200米的高層建筑往往選擇這一方式進(jìn)行供水。

4.2 消防水泵與水箱并聯(lián)分區(qū)供給

選擇這一方式進(jìn)行供水的特點(diǎn)在于，在每一個(gè)分區(qū)都有單獨(dú)的消防水箱與水泵，且每個(gè)水泵的儲(chǔ)水量都會(huì)超過(guò)18立方米，當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)的時(shí)候，通過(guò)不同分區(qū)的高壓水箱與管網(wǎng)壓力能夠?qū)ο阑馂?zāi)進(jìn)行初步控制與處理。為此，需要對(duì)備用水泵進(jìn)行配置，同時(shí)結(jié)合消防噴水自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行消防火災(zāi)的日常處理。選擇，這種方式，一般是將兩級(jí)并聯(lián)相集合，這個(gè)優(yōu)勢(shì)在于：供水穩(wěn)定性較高，且分區(qū)之間的影響較小，管道維護(hù)與管理工作更為方便，控制系統(tǒng)更為方便。這個(gè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于：消防設(shè)備數(shù)量大，占地面積大，且投資成本與日常用電負(fù)荷大。但是，這樣的系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性是值得認(rèn)可。例如，在某一建設(shè)項(xiàng)目中，其主樓選擇的是水泵并聯(lián)分區(qū)供給，這個(gè)建筑的地上樓層有四十一層、地下有兩層，建筑高度達(dá)一百八十八點(diǎn)五五米，共有六層、十二層和二十七這三個(gè)避難層，消防給水豎向有高低兩個(gè)獨(dú)立的分區(qū)。在這里面，從地下兩層到地上二十六是層低區(qū)，由二十七層到四十一層是高區(qū)。在地下二層設(shè)置了消防水池和低區(qū)、高區(qū)的消火栓泵組，高、低區(qū)高位消防水箱及消防增壓穩(wěn)壓設(shè)施分別設(shè)于27層避難層及42層屋頂設(shè)備房?jī)?nèi)，平時(shí)及火災(zāi)前期10min由高位消防水箱及消防增壓穩(wěn)壓設(shè)施供水并維持管網(wǎng)壓力，火災(zāi)時(shí)，分別啟動(dòng)各區(qū)消防主泵供水。

4.3 加壓減壓操作的一次處理

一次加壓減壓方式的運(yùn)用，主要是通過(guò)在消防水池與主泵設(shè)置中進(jìn)行調(diào)整運(yùn)用，這將會(huì)讓整棟建筑的供水要求得到滿(mǎn)足。消防給水分為幾個(gè)區(qū)，除最高一個(gè)分區(qū)不設(shè)減壓閥外，剩下的所有區(qū)都要在給水主管上設(shè)置相應(yīng)的減壓值，以確保減壓閥減壓供水，屋頂設(shè)置消防水箱及消防增壓穩(wěn)壓設(shè)施提供火災(zāi)初期消防用水并維持平時(shí)管網(wǎng)壓力，室外在消防車(chē)供水壓力范圍內(nèi)的消防分區(qū)，分別設(shè)置消防水泵接合器。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述的研究分析，發(fā)現(xiàn)關(guān)于超高層建筑的消防給水有這幾種方式：第一，如果建筑沒(méi)有避難層，可以通過(guò)減壓閥給水的方式。第二，如果建筑具備中間設(shè)備層，通常會(huì)使用串聯(lián)加壓的給水方式。第三，如果建筑高度大于二百五十米，通常會(huì)使用高位水箱重力的給水方式。

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