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摘要：超高层建筑因其建筑高度高、功能复杂，所以消防灭火必须立足于自救，因而消防供水设计的安全可靠性就变得尤为重要。结合某超高层消防设计，对消防设计中的供水方式、消防分区等问题进行了讨论，以期为类似工程提供参考。
关键词：超高层建筑；消防给水系统；选择；
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
超高层建筑是指高度超过100m的高层建筑，因其建筑高度高、功能复杂，所以消防灭火必须立足于自救，因而消防供水设计的安全可靠性就变得尤为重要。消防给水方式一般有以下3种：串联加压给水、一次加压减压给水、高位水箱重力给水方式。结合某超高层消防设计，对消防设计中的供水方式、消防分区等问题进行了讨论，以期为类似工程提供参考。
1工程概况
某综合楼总建筑面积为60047m2，总建筑高度为166.9m，地上36层，地下为2层。其中地下1层及地下2层为汽车库及设备用房，消防水池、泵房等设备用房设置于地下2层，地上为36层的超高层办公楼及5层商业建筑，12层及23层为避难层。
2消防给水系统分区
对于室内消火栓系统，根据《高层民用防火规范》(GB50045-95)(2005年版，以下简称“高规”)第 7.4.6.5条规定，消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于此值时，应采取分区给水系统。结合本工程避难层位置，确定分区如下：共分为三区，12层以下为低区，12~22层为中区，22层以上为高区。
3消防给水方案研究与比较
①串联加压系统
串联加压系统是指消防给水管网竖向分区时，每个区由消防水泵或串联消防水泵分级向
上供水，串联加压又可分为直接串联和转输串联。直接串联是指在地下室设置消防主泵，中间设备层或避难层仅设置串联加压水泵，通过高低区水泵直接串联向高区供水，简图如图1所示。转输串联是指在中间设备层或避难层设置中间转输水箱及高区消防泵，高区消防泵通过转输水箱向高区供水，其中转输储存15~30min消防用水量，且有效容积不小于60m3，简图如图2所示。当低区和中区发生火灾时，由设置于地下室的低区消防泵供水，当高区发生火灾时，由高区消防泵供水，并连锁启动地下室转输水泵，需要指出的是，直接串联和转输串联水泵开启顺序是不同的，直接串联是先开启转输水泵，后开启高区消防泵，而转输串联刚好相反，先启动高区消防泵，后开启转输水泵。
②一次加压减压给水系统
一次加压减压给水系统的做法是地下室设置消防水池和消防主泵，消防主泵的供水压力
满足整栋建筑供水要求，高区由主泵直接供水，其余几区采用由在给水主管上设不同减压值的减压阀后供水，简图如图3。
③高位水箱重力给水系统
高位水箱重力给水系统是指在建筑物屋顶上设置大型消防水池及消防泵房，消防水池储存一次火灾消防用水量，除去建筑最高几层采用临时高压系统外，其余均采用重力供水。考虑到整栋楼也需要分成若干区，静压超过1.0MPa的区分别采用减压阀或则减压水箱减压后供水。应该说，此种方式在安全性上是最高的，一般火灾甚至不用开启消防泵，直接用消防水池重力供水，但是考虑到在屋顶设置这么大的消防水池（如本工程需要612吨）对结构造成了不利影响，所以经济型较差，一般用于超过250m的超限高层，对于本工程则不予考虑。
图1直接串联图2转输串联
图3一次加压减压给水系统
④系统选择
按以上所述，排除高位水箱重力供水系统，则本工程需在直接串联、转输串联以及一次
加压减压给水系统中选择一种。串联加压给水系统优点是每个区的压力均不高，可以采用常规的水泵、管道和阀门，安全性较一次加压式要高，缺点是中间加设了水泵及水箱，经济性较差。一次加压减压给水系统的优点主要是由于没有中间水泵及水箱，不占用上部建筑面积，经济性好，缺点则是地下室的消防主泵扬程较高，需要采用高压泵，耐高压管道和阀门，这种方式采用减压阀分区，低区减压阀需要采用较大的减压值，减压阀经过长期使用，存在失效的可能性，从而造成低区管网超压，影响系统安全。本工程高度166.9m，再加上地下室的高度，净高差有将近180m，若选用一次加压方式，则消防主泵的扬程将达到2.30MPa左右，已经接近2.40MPa的限制，从安全性考虑，不选用一次加压减压给水系统。剩下的问题则在于直接串联和转输串联中选择，由于本工程避难层面积小，放置60 m3转输水箱存在一定的困难，故经综合考虑，选择了直接串联给水方式。
⑤设计体会
1)两级水泵需要连锁启动，启泵时先开启低区水泵，再开启高区水泵，停泵时顺序相反，
因此水泵质量和控制系统是整个消防系统是否安全、耐用的关键。
2)直接串联由于水泵直接串联，存在高区管网压力由于接力水泵在小流量高扬程时出
现的超压现象，需要设置完善的超压回流管。
3)消火栓系统由于22层和23层火灾时，上下层消火栓需同時作用，此时需要高区和
低区消火栓泵同时启动，所以消火栓系统电气功率应按照低区消火栓泵、转输泵、高区消火栓泵功率之和考虑，而对于喷淋系统，则可以根据低区喷淋泵和转输泵、高区喷淋泵之和中较大的选取。
4）23层避难层内设置了消防水泵房，而上下层均为办公层，需妥善解决隔振降噪问题，本工程采取了如下措施：水泵基础均做隔振，泵房内支架选用弹性支架，另和建筑专业商量，泵房墙壁及顶板做了隔音处理。
4结论
(1)对于150~200m超高层建筑，消防给水方式首选串联加压系统。
(2)随着水泵质量及控制系统可靠性的提高，可以选用水泵直接串联加压方式供水以在安全前提下相应减少造价。
参考文献：
[1]GB50045-95高层民用建筑设计防火规范，2005年版
[2]黄新天. 水泵串联接力叠压供水在超高层建筑中的应用. 给水排水，2006，34（6） 68~71
[3]中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水，北京，中国计划出版社，2009
[4]中国建筑设计研究院主编.建筑给水排水设计手册第二版，北京，中国建筑工业出版社，2008
关键词：超高层建筑；消防给水系统；选择；
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
超高层建筑是指高度超过100m的高层建筑，因其建筑高度高、功能复杂，所以消防灭火必须立足于自救，因而消防供水设计的安全可靠性就变得尤为重要。消防给水方式一般有以下3种：串联加压给水、一次加压减压给水、高位水箱重力给水方式。结合某超高层消防设计，对消防设计中的供水方式、消防分区等问题进行了讨论，以期为类似工程提供参考。
1工程概况
某综合楼总建筑面积为60047m2，总建筑高度为166.9m，地上36层，地下为2层。其中地下1层及地下2层为汽车库及设备用房，消防水池、泵房等设备用房设置于地下2层，地上为36层的超高层办公楼及5层商业建筑，12层及23层为避难层。
2消防给水系统分区
对于室内消火栓系统，根据《高层民用防火规范》(GB50045-95)(2005年版，以下简称“高规”)第 7.4.6.5条规定，消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于此值时，应采取分区给水系统。结合本工程避难层位置，确定分区如下：共分为三区，12层以下为低区，12~22层为中区，22层以上为高区。
3消防给水方案研究与比较
①串联加压系统
串联加压系统是指消防给水管网竖向分区时，每个区由消防水泵或串联消防水泵分级向
上供水，串联加压又可分为直接串联和转输串联。直接串联是指在地下室设置消防主泵，中间设备层或避难层仅设置串联加压水泵，通过高低区水泵直接串联向高区供水，简图如图1所示。转输串联是指在中间设备层或避难层设置中间转输水箱及高区消防泵，高区消防泵通过转输水箱向高区供水，其中转输储存15~30min消防用水量，且有效容积不小于60m3，简图如图2所示。当低区和中区发生火灾时，由设置于地下室的低区消防泵供水，当高区发生火灾时，由高区消防泵供水，并连锁启动地下室转输水泵，需要指出的是，直接串联和转输串联水泵开启顺序是不同的，直接串联是先开启转输水泵，后开启高区消防泵，而转输串联刚好相反，先启动高区消防泵，后开启转输水泵。
②一次加压减压给水系统
一次加压减压给水系统的做法是地下室设置消防水池和消防主泵，消防主泵的供水压力
满足整栋建筑供水要求，高区由主泵直接供水，其余几区采用由在给水主管上设不同减压值的减压阀后供水，简图如图3。
③高位水箱重力给水系统
高位水箱重力给水系统是指在建筑物屋顶上设置大型消防水池及消防泵房，消防水池储存一次火灾消防用水量，除去建筑最高几层采用临时高压系统外，其余均采用重力供水。考虑到整栋楼也需要分成若干区，静压超过1.0MPa的区分别采用减压阀或则减压水箱减压后供水。应该说，此种方式在安全性上是最高的，一般火灾甚至不用开启消防泵，直接用消防水池重力供水，但是考虑到在屋顶设置这么大的消防水池（如本工程需要612吨）对结构造成了不利影响，所以经济型较差，一般用于超过250m的超限高层，对于本工程则不予考虑。
图1直接串联图2转输串联
图3一次加压减压给水系统
④系统选择
按以上所述，排除高位水箱重力供水系统，则本工程需在直接串联、转输串联以及一次
加压减压给水系统中选择一种。串联加压给水系统优点是每个区的压力均不高，可以采用常规的水泵、管道和阀门，安全性较一次加压式要高，缺点是中间加设了水泵及水箱，经济性较差。一次加压减压给水系统的优点主要是由于没有中间水泵及水箱，不占用上部建筑面积，经济性好，缺点则是地下室的消防主泵扬程较高，需要采用高压泵，耐高压管道和阀门，这种方式采用减压阀分区，低区减压阀需要采用较大的减压值，减压阀经过长期使用，存在失效的可能性，从而造成低区管网超压，影响系统安全。本工程高度166.9m，再加上地下室的高度，净高差有将近180m，若选用一次加压方式，则消防主泵的扬程将达到2.30MPa左右，已经接近2.40MPa的限制，从安全性考虑，不选用一次加压减压给水系统。剩下的问题则在于直接串联和转输串联中选择，由于本工程避难层面积小，放置60 m3转输水箱存在一定的困难，故经综合考虑，选择了直接串联给水方式。
⑤设计体会
1)两级水泵需要连锁启动，启泵时先开启低区水泵，再开启高区水泵，停泵时顺序相反，
因此水泵质量和控制系统是整个消防系统是否安全、耐用的关键。
2)直接串联由于水泵直接串联，存在高区管网压力由于接力水泵在小流量高扬程时出
现的超压现象，需要设置完善的超压回流管。
3)消火栓系统由于22层和23层火灾时，上下层消火栓需同時作用，此时需要高区和
低区消火栓泵同时启动，所以消火栓系统电气功率应按照低区消火栓泵、转输泵、高区消火栓泵功率之和考虑，而对于喷淋系统，则可以根据低区喷淋泵和转输泵、高区喷淋泵之和中较大的选取。
4）23层避难层内设置了消防水泵房，而上下层均为办公层，需妥善解决隔振降噪问题，本工程采取了如下措施：水泵基础均做隔振，泵房内支架选用弹性支架，另和建筑专业商量，泵房墙壁及顶板做了隔音处理。
4结论
(1)对于150~200m超高层建筑，消防给水方式首选串联加压系统。
(2)随着水泵质量及控制系统可靠性的提高，可以选用水泵直接串联加压方式供水以在安全前提下相应减少造价。
参考文献：
[1]GB50045-95高层民用建筑设计防火规范，2005年版
[2]黄新天. 水泵串联接力叠压供水在超高层建筑中的应用. 给水排水，2006，34（6） 68~71
[3]中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水，北京，中国计划出版社，2009
[4]中国建筑设计研究院主编.建筑给水排水设计手册第二版，北京，中国建筑工业出版社，2008