劉娜

（太原王孝雄建筑設(shè)計院有限公司平陽分公司 山西太原 030000）

0 前言

廣義上的消防安全牽涉到防盜、救災(zāi)、防火等方面，就高層建筑而言，其消防工作更多著眼于火災(zāi)控制?；馂?zāi)自動報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)等，均可納入高層建筑消防安全工作中?，F(xiàn)代高層建筑設(shè)計復(fù)雜、功能也更多樣，其消防安全對給排水系統(tǒng)設(shè)計提出了很高要求，需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加以完善。

1 消防安全視角下高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計思路

1.1 適用性

適用性是指在消防視角下，確保高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計與建筑需求高度吻合，設(shè)計上科學(xué)且可行。如我國規(guī)定高層建筑的高度一般高于27m（住宅）、24m（倉庫、單層建筑物等），在此模式下，如果設(shè)計以非離心設(shè)備為主的消防設(shè)施和給水系統(tǒng)，可能無法滿足10m以上區(qū)域的救災(zāi)、滅火需求。離心泵作業(yè)能力不佳、給水管道工作負(fù)荷過小，也影響滅火能力。

1.2 簡單性

簡單性是指高層建筑的給排水系統(tǒng)設(shè)計，力求結(jié)構(gòu)簡單，以滿足消防作業(yè)瞬間大量用水要求，避免水流沖擊造成的管道破壞、連接不穩(wěn)定等問題。此外，簡單性也強調(diào)排水系統(tǒng)設(shè)計的簡練化，避免過多直角、弧面，導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎等處位置排水能力下降、消防活動排水不暢情況。部分高層建筑占地面積、建筑面積較大，需要一套以上給排水系統(tǒng)服務(wù)消防活動，簡單性思路下，應(yīng)確保不同系統(tǒng)具有相同的工作原理和設(shè)計模式，維持運維效率。

2 消防安全視角下高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計方法

2.1 建立獨立給水系統(tǒng)

獨立給水系統(tǒng)，是指消防安全視角下，高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)區(qū)別常規(guī)用水管道和消防管道，嚴(yán)禁混用。如自動噴水滅火系統(tǒng)，其給水壓力明顯大于普通民用終端，混用情況下，可能導(dǎo)致滅火系統(tǒng)壓力不足、單位時間供水能力下降等嚴(yán)重問題。具體設(shè)計活動中，應(yīng)在建筑主管道處設(shè)計可獨立作業(yè)的分流閥，由該閥門控制進水作業(yè)，分別向建筑內(nèi)的民用用水效果、消防用水系統(tǒng)供水。常規(guī)作業(yè)狀態(tài)下，兩處閥門同步開啟，消防給水系統(tǒng)隨時處于待作業(yè)狀態(tài)，出現(xiàn)火災(zāi)隱患或火災(zāi)問題時，啟動滅火系統(tǒng)終端工作閥，進行滅火工作。獨立給水系統(tǒng)可保證建筑消防作業(yè)工作中供水壓力較強、總量足備，滿足滅火需求。

在給水系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要考慮的另一個問題不同系統(tǒng)的獨立控制，如大型高層建筑、大型廠房，可能存在一套以上的消防作業(yè)設(shè)施，在具體工作中需要考慮對不同區(qū)域給水系統(tǒng)進行差異化管控。企業(yè)大型廠房，可采用遠程智能控制模式，以一鍵操作的方式，確保對不同系統(tǒng)的控制效果；普通居民樓也可采用該模式，或采用人工控制的形式，于遠程控制端進行閥門啟閉的管理，保證不同的消防系統(tǒng)可各自獨立進行消防作業(yè)。

2.2 保持較強的給水壓力

給水壓力方面，要求保證消防系統(tǒng)能夠滿足高層滅火需求，一般以復(fù)合葉輪高速離心泵或其他提供較強離心能力的設(shè)備給水，需加強給水壓力分析，保持高層消防滅火供水能力。建議在給水系統(tǒng)中，設(shè)計以復(fù)合葉輪高速離心泵為核心的作業(yè)系統(tǒng)。選用剛性條件理想的金屬泵體，應(yīng)用閉式葉輪，比轉(zhuǎn)速達到15或15以上并增設(shè)導(dǎo)葉，采用多彈簧機械密封設(shè)計，使離心泵工作壽命得到延長，以保證長時間作業(yè)下高層建筑給水系統(tǒng)仍具有理想能力?？紤]到高層建筑火災(zāi)控制的復(fù)雜性，要求離心泵轉(zhuǎn)速達到每分鐘10000次以上，借助徑向軸承、軸向止推軸承進行支承。結(jié)合建筑設(shè)計特點進行給水系統(tǒng)能力評估，其要點在于離心設(shè)備的工作效率，一般計算公式為：

X=1/（1/AB+C/D+0.05）

式中：X-給水系統(tǒng)的供水能力，以離心泵效率等效表達；A-容積效率；B-水力效率；C-摩擦功率；D-有效功率，0.05為其他參數(shù)影響下的通用系數(shù)。為進一步保證X滿足給水要求、維持消防用水能力，要求進行離心輪動壓分析，計算過程中主要考慮重力加速度、相對速度、水流速度，維持離心輪動壓保持在較高水平，可提升給水壓力，滿足長時間、高負(fù)荷消防用水需求。

2.3 構(gòu)建給排水補償機制

給排水補償機制，是指在建立獨立給水系統(tǒng)、保持較強給水壓力的基礎(chǔ)上，設(shè)法提升給排水活動的穩(wěn)定性，占地面積較大的建筑、消防作業(yè)壓力較大的工廠廠房中，補償機制的建設(shè)尤為重要。以廠房為例，在排水補償機制建設(shè)中，擬構(gòu)建相互關(guān)聯(lián)的兩套工作系統(tǒng)，分別以A系統(tǒng)、B系統(tǒng)表達。A系統(tǒng)為常規(guī)消防給排水系統(tǒng)，以管道進行供水，設(shè)置于廠房中央偏左或偏右位置，以保證廠房消防區(qū)域全覆蓋為基本原則；B系統(tǒng)設(shè)置于廠房中央另一側(cè)位置，與A系統(tǒng)相對，也強調(diào)全覆蓋廠房消防區(qū)域，該系統(tǒng)采用非管道供水模式，設(shè)計可存儲較多水量的水箱和離心泵滿足系統(tǒng)用時需求。當(dāng)廠房內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)問題時，可優(yōu)先借助A系統(tǒng)或B系統(tǒng)進行滅火，兩套工作系統(tǒng)互為補充，出現(xiàn)水箱破壞、供水管道損壞等特殊情況、A系統(tǒng)或B系統(tǒng)單一損壞，另一處工作系統(tǒng)，可借助相對隊里的補償工作模式獲取水源，進行消防作業(yè)，保證廠房消防能力。

在居民樓中，一般設(shè)計消防栓、滅火器共同的模式保證消防能力，一方面居民樓面積有限，難以保證補償機制建設(shè)獲取足夠空間，另一方面滅火器具有更好的消防靈活性，更受民眾青睞。實際工作中，可在該模式基礎(chǔ)上試行多管道供水模式，或減少消栓栓的設(shè)計間隔，提升居民樓消防能力。

2.4 應(yīng)用感應(yīng)消防系統(tǒng)

感應(yīng)消防系統(tǒng)是一種建立在現(xiàn)代技術(shù)下的工作系統(tǒng)，能夠借助智能技術(shù)實現(xiàn)消防隱患的分析和警報、處理，具有積極的運用價值。建議在后續(xù)高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計中，廣泛引入該作業(yè)模式。以居民樓的消防活動為例，火災(zāi)發(fā)生時，建筑內(nèi)往往存在溫度升高、煙氣濃度升高等情況，可利用傳感器對相關(guān)異常進行捕捉，優(yōu)先發(fā)出警報，并以應(yīng)急處理系統(tǒng)進行火災(zāi)控制。如在建筑走廊頂部設(shè)置煙氣傳感器，實時對走廊內(nèi)的煙氣濃度進行收集，非火災(zāi)狀態(tài)下，煙氣濃度較小，火災(zāi)發(fā)生后在熱力作用下煙塵大量上浮，傳感器獲取該信息并傳輸值計算機控制一端，由計算機完成問題識別、發(fā)出火災(zāi)警報，同時向給水系統(tǒng)發(fā)出指令，給水系統(tǒng)在指令要求下直接啟動，鎖定煙塵較集中的區(qū)域，進行小范圍噴灑；人員持續(xù)未能感到現(xiàn)場，則由計算機控制增加離心泵作業(yè)壓力，提升執(zhí)行設(shè)備的供水量，應(yīng)急處理消防隱患，借助智能設(shè)備保持建筑消防能力。

3 總結(jié)

綜上，消防安全視角下，高層建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)更多考慮建筑特點和消防需求，提升作業(yè)能力。思路上看，相關(guān)設(shè)計需要考慮適用性和簡單性，方法上看，應(yīng)建立獨立給水系統(tǒng)，保持較強的給水壓力，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建給排水補償機制和感應(yīng)消防系統(tǒng)，從智能化、安全性、穩(wěn)定性等角度，綜合提升設(shè)計效果。