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【摘要】随着我国城市文明建设水平的提升，高层建筑的数量和品质都在增加。由于高层建筑功能多元化、内部设施设备复杂化，对于消防安全的要求相对较高，建筑的消防给水系统设计尤为重要。本文分别从高层建筑的消防水池设置、消防加压水泵设置、高位消防水箱及增压稳压设施设置、室内消火栓设置、自动喷水灭火系统流量计算等对其展开具体分析。
【关键词】高层建筑;消防给水系统;设计;分析
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.203
随着我国建筑业的不断发展，高层建筑的体量越来越大、综合性新越来越高，给建筑的消防设计提出了更高的要求。在进行高层建筑的消防给水系统设计时，需要对建筑内部的结构、性质等同消防给水系统设计进行全盘考虑、综合分析、系统设置，以确保其消防安全。
1、高层建筑的结构特点及火灾分析
比起单、多层建筑，高层建筑高度较高，气势宏伟，但往往内部结构复杂，功能繁多，且装修标准高，火灾危险性较大，容易引发火灾;另外，高层建筑由于体量较大，高度较高，一旦发生火灾，火灾蔓延速度较快，室外救援难度较大，往往要立足于自救，因此建筑消防设施的配套及消防给水系统的合理设计就显得尤为重要。
2、高层建筑消防给水系统的设计内容及问题分析
高层建筑消防设施的配套及消防给水系统的设计内容与建筑本身的结构特点、功能性质、建筑的面积、体积、建筑高度等息息相关，下面将以案例的形式针对高层建筑消防给水系统设计进行梳理和分析，提出合理化建议，以供设计人员进行参考。
某高层建筑由上部住宅与下部商业组合而成，综合《建筑设计防火规范》GB50016-2014（后称《建规》）、《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014（后称《消水规》）和《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017（后称《喷规》），本建筑室内、外消火栓系统用水量均采用40L/S，火灾延续时间为3小时;同时，商业部分设置自动喷水灭火系统，系统的危险等级为中危险II级，设计喷水强度为8L/min.m2，系统设计流量为30L/S，持续喷水时间1小时。
考虑市政管网为枝状，水压较低（0.20MPa），本工程室内外消火栓系统及喷淋系统均采用临时高压消防给水系统，系统的设计内容包括：消防水池的设置、消防加压水泵的设置、高位消防水箱及增压稳压设施的设置、室内消火栓的设置、喷淋系统流量的计算。
2.1消防水池的设置
消防水池的设置尤为重要，如果消防水池设置不合理，将直接影响火灾的扑救效果。消防水池的设置内容包括：水池有效容积的计算、设置位置的选择、进出水管及其配套设施的设置等。
根据《消水规》第4.3.2条要求，消防水池的有效容积应满足火灾延续时间内的室内、外消防用水总量的要求，本工程消防水池有效容积为：（40+40）×3.6×3+30×3.6×1=972m3。此处需注意的是消防水池的有效容积是指水池最高有效水位与最低有效水位之间的那部分容积，许多设计人员不注意这一点，往往造成水池有效容积不足，给火灾的扑救埋下很大隐患。消防水池占地较大，其设置位置应综合考虑灭火的需要，还要考虑尽量不占建筑的核心功能位置，同时本工程水池储存有室外消火栓系统的用水，按《消水规》第4.3.7条要求，水池应设置供消防车取水的取水口，而取水口的吸水高度不应大于6米，综合上述要求，本工程消防水池设于地下一层，与水泵房合并建设，方便消防水泵的吸水。消防水池的设置除满足上述要求，还应设置必要的配管及附属设施，例如水池应设置进水管、溢流管、泄水管、通气管及水位计、水位控制器等，为防止自来水受到污染，进水管底部距溢流水位的空气间隙不应小于150mm，水位计应能就地显示水池的各个水位，同时各个水位还应传到消防控制中心，让消防管理人员随时都能够监控到水池的储水情况。
2.2消防加压水泵的设置
火灾发生时，所有消防给水系统灭火用的水量都由消防水泵加压供给，因此消防水泵的选择和设置尤为重要，消防水泵应设在水泵房内，并靠近消防水池设置，方便水泵吸水和协同管理，同时还应符合《建规》及《消水规》的有关要求，主要表现在以下几个方面：1.单独建造的消防水泵房，其耐火等级不应低于二级;2.附设在建筑内的消防水泵房，不应设置在地下三层及以下或室内地面与室外出入口地坪高差大于10m的地下楼层;3. 疏散门应直通室外或安全出口;4.消防水泵房应采取防水淹的技术措施。结合本建筑，消防水泵房应设在地下一层，并与消防水池合建，水泵房的门口处应设置门槛，防止室外雨水进入地下室后淹没泵房，泵房内还应设置排水沟和集水坑，及时排走地面积水。
消防水泵的选用及设置应遵循下列要求：1.消防水泵的性能应满足消防给水系统所需流量和压力的要求;2.消防水泵所配驱动器的功率应满足所选水泵流量扬程性能曲线上任何一点运行所需功率的要求;3.当采用电动机驱动的消防水泵时，应选择电动机干式安装的消防水泵;4.消防水泵应采取自灌式吸水;5.消防水泵的吸水管在水池内应设置吸水喇叭口或旋流防止器;6. 一组消防水泵的吸水管不应小于两条，当其中一条损坏和检修时，其余吸水管应仍能通过全部消防给水设计流量;7. 一组消防水泵应设不少于两条的输水干管与消防给水环状管网连接，当其中一条输水管检修时，其余输水管应仍能供应全部消防给水设计流量;8. 消防水泵吸水管布置应避免形成气囊。消防水泵的设置要求还很多，但上述几点是最起码的要求，必须要做到。
2.3高位消防水箱及增压稳压设施的设置
在高层建筑消防给水系统中，高位消防水箱的设置必不可少，针对本工程，消防水箱的设置应着重考虑以下几个方面的问题：1. 消防水箱的容积确定;2. 消防水箱的设置高度及曾压稳压设施的设置;3. 消防水箱的配管及附属设施的设置。
2.4室内消火栓的布置
室内消火栓是供消防人员直接使用的水灭火设施，因此消火栓的设置也很重要，设置室内消火栓的建筑，应每层设置消火栓，对于本工程，消火栓的布置应满足同层有两支水枪的充实水柱同时到达室内任一部位的要求，同时消火栓应设置在走道、楼梯间、电梯前室等明显及易于取用的部位，汽车库内消火栓的设置不应影响汽车的通行及车位的使用。对于“明显”及“易于取用”两个概念，往往被部分设计人员及甲方忽视，比如在商业走道上设置消火栓，部分甲方认为影响美觀，可以移到商铺内设置，只要商铺与走道之间采用玻璃分隔即可，但他们忽视了商铺在关门和户内消火栓被遮挡时是很难找到并取用消火栓的。
2.5自动喷水灭火系统流量的合理计算
按《喷规》第5.0.1条和第9.1.3条都可以计算自动喷水灭火系统的设计流量，
但有很多设计人员往往会忽略了9.1.3条的存在，而按5.0.1条简单的把系统的作用面积与喷水强度相乘所得的流量作为设计流量，实际上这是不合理的，因为最不利点作用面积是固定的，但随建筑内房间分隔布局的不同，作用面积内喷头的布置方式和喷头的数量就有可能不同，一旦喷头数量有变化，喷淋系统的流量就有变化，因此在施工图设计时，喷淋系统的流量应严格按照《喷规》第9.1.3条要求，即按系统最不利点作用面积内的所有喷头同时开启的总流量确定。
结语：
水消防系统是高层民用建筑最有效同时也是最经济的灭火系统，因此只有设计好水消防系统，才能有效避免火灾对高层建筑造成更大的侵害，而要设计好水消防系统，不仅要掌握消防给水系统的设计原理、内容及规范要求，还要了解建筑的组成结构及功能性质，同时要在实践中不断摸索、不断总结，为系统设计的严谨性、合理性与经济性提供更大的保障。
【关键词】高层建筑;消防给水系统;设计;分析
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.203
随着我国建筑业的不断发展，高层建筑的体量越来越大、综合性新越来越高，给建筑的消防设计提出了更高的要求。在进行高层建筑的消防给水系统设计时，需要对建筑内部的结构、性质等同消防给水系统设计进行全盘考虑、综合分析、系统设置，以确保其消防安全。
1、高层建筑的结构特点及火灾分析
比起单、多层建筑，高层建筑高度较高，气势宏伟，但往往内部结构复杂，功能繁多，且装修标准高，火灾危险性较大，容易引发火灾;另外，高层建筑由于体量较大，高度较高，一旦发生火灾，火灾蔓延速度较快，室外救援难度较大，往往要立足于自救，因此建筑消防设施的配套及消防给水系统的合理设计就显得尤为重要。
2、高层建筑消防给水系统的设计内容及问题分析
高层建筑消防设施的配套及消防给水系统的设计内容与建筑本身的结构特点、功能性质、建筑的面积、体积、建筑高度等息息相关，下面将以案例的形式针对高层建筑消防给水系统设计进行梳理和分析，提出合理化建议，以供设计人员进行参考。
某高层建筑由上部住宅与下部商业组合而成，综合《建筑设计防火规范》GB50016-2014（后称《建规》）、《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014（后称《消水规》）和《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017（后称《喷规》），本建筑室内、外消火栓系统用水量均采用40L/S，火灾延续时间为3小时;同时，商业部分设置自动喷水灭火系统，系统的危险等级为中危险II级，设计喷水强度为8L/min.m2，系统设计流量为30L/S，持续喷水时间1小时。
考虑市政管网为枝状，水压较低（0.20MPa），本工程室内外消火栓系统及喷淋系统均采用临时高压消防给水系统，系统的设计内容包括：消防水池的设置、消防加压水泵的设置、高位消防水箱及增压稳压设施的设置、室内消火栓的设置、喷淋系统流量的计算。
2.1消防水池的设置
消防水池的设置尤为重要，如果消防水池设置不合理，将直接影响火灾的扑救效果。消防水池的设置内容包括：水池有效容积的计算、设置位置的选择、进出水管及其配套设施的设置等。
根据《消水规》第4.3.2条要求，消防水池的有效容积应满足火灾延续时间内的室内、外消防用水总量的要求，本工程消防水池有效容积为：（40+40）×3.6×3+30×3.6×1=972m3。此处需注意的是消防水池的有效容积是指水池最高有效水位与最低有效水位之间的那部分容积，许多设计人员不注意这一点，往往造成水池有效容积不足，给火灾的扑救埋下很大隐患。消防水池占地较大，其设置位置应综合考虑灭火的需要，还要考虑尽量不占建筑的核心功能位置，同时本工程水池储存有室外消火栓系统的用水，按《消水规》第4.3.7条要求，水池应设置供消防车取水的取水口，而取水口的吸水高度不应大于6米，综合上述要求，本工程消防水池设于地下一层，与水泵房合并建设，方便消防水泵的吸水。消防水池的设置除满足上述要求，还应设置必要的配管及附属设施，例如水池应设置进水管、溢流管、泄水管、通气管及水位计、水位控制器等，为防止自来水受到污染，进水管底部距溢流水位的空气间隙不应小于150mm，水位计应能就地显示水池的各个水位，同时各个水位还应传到消防控制中心，让消防管理人员随时都能够监控到水池的储水情况。
2.2消防加压水泵的设置
火灾发生时，所有消防给水系统灭火用的水量都由消防水泵加压供给，因此消防水泵的选择和设置尤为重要，消防水泵应设在水泵房内，并靠近消防水池设置，方便水泵吸水和协同管理，同时还应符合《建规》及《消水规》的有关要求，主要表现在以下几个方面：1.单独建造的消防水泵房，其耐火等级不应低于二级;2.附设在建筑内的消防水泵房，不应设置在地下三层及以下或室内地面与室外出入口地坪高差大于10m的地下楼层;3. 疏散门应直通室外或安全出口;4.消防水泵房应采取防水淹的技术措施。结合本建筑，消防水泵房应设在地下一层，并与消防水池合建，水泵房的门口处应设置门槛，防止室外雨水进入地下室后淹没泵房，泵房内还应设置排水沟和集水坑，及时排走地面积水。
消防水泵的选用及设置应遵循下列要求：1.消防水泵的性能应满足消防给水系统所需流量和压力的要求;2.消防水泵所配驱动器的功率应满足所选水泵流量扬程性能曲线上任何一点运行所需功率的要求;3.当采用电动机驱动的消防水泵时，应选择电动机干式安装的消防水泵;4.消防水泵应采取自灌式吸水;5.消防水泵的吸水管在水池内应设置吸水喇叭口或旋流防止器;6. 一组消防水泵的吸水管不应小于两条，当其中一条损坏和检修时，其余吸水管应仍能通过全部消防给水设计流量;7. 一组消防水泵应设不少于两条的输水干管与消防给水环状管网连接，当其中一条输水管检修时，其余输水管应仍能供应全部消防给水设计流量;8. 消防水泵吸水管布置应避免形成气囊。消防水泵的设置要求还很多，但上述几点是最起码的要求，必须要做到。
2.3高位消防水箱及增压稳压设施的设置
在高层建筑消防给水系统中，高位消防水箱的设置必不可少，针对本工程，消防水箱的设置应着重考虑以下几个方面的问题：1. 消防水箱的容积确定;2. 消防水箱的设置高度及曾压稳压设施的设置;3. 消防水箱的配管及附属设施的设置。
2.4室内消火栓的布置
室内消火栓是供消防人员直接使用的水灭火设施，因此消火栓的设置也很重要，设置室内消火栓的建筑，应每层设置消火栓，对于本工程，消火栓的布置应满足同层有两支水枪的充实水柱同时到达室内任一部位的要求，同时消火栓应设置在走道、楼梯间、电梯前室等明显及易于取用的部位，汽车库内消火栓的设置不应影响汽车的通行及车位的使用。对于“明显”及“易于取用”两个概念，往往被部分设计人员及甲方忽视，比如在商业走道上设置消火栓，部分甲方认为影响美觀，可以移到商铺内设置，只要商铺与走道之间采用玻璃分隔即可，但他们忽视了商铺在关门和户内消火栓被遮挡时是很难找到并取用消火栓的。
2.5自动喷水灭火系统流量的合理计算
按《喷规》第5.0.1条和第9.1.3条都可以计算自动喷水灭火系统的设计流量，
但有很多设计人员往往会忽略了9.1.3条的存在，而按5.0.1条简单的把系统的作用面积与喷水强度相乘所得的流量作为设计流量，实际上这是不合理的，因为最不利点作用面积是固定的，但随建筑内房间分隔布局的不同，作用面积内喷头的布置方式和喷头的数量就有可能不同，一旦喷头数量有变化，喷淋系统的流量就有变化，因此在施工图设计时，喷淋系统的流量应严格按照《喷规》第9.1.3条要求，即按系统最不利点作用面积内的所有喷头同时开启的总流量确定。
结语：
水消防系统是高层民用建筑最有效同时也是最经济的灭火系统，因此只有设计好水消防系统，才能有效避免火灾对高层建筑造成更大的侵害，而要设计好水消防系统，不仅要掌握消防给水系统的设计原理、内容及规范要求，还要了解建筑的组成结构及功能性质，同时要在实践中不断摸索、不断总结，为系统设计的严谨性、合理性与经济性提供更大的保障。