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【摘要】超高层住宅与普通高层住宅相比，消防给水系统要求更严格，造价也更高。
如何通过优化设计，做到安全可靠、经济适用成为设计的重点。
【关键词】超高层住宅；消防给水系统的选择；消防给水分区的设置；管材的应用
引言：
某高層住宅小区，地下-1至-2层为Ⅰ类停车库。车库上部设有高层住宅13栋（11至32层，建筑高度100米以下），超高层住宅1栋。其中超高层住宅45层，建筑高度为138.6米，避难层设于16、30层。消防水池及消防泵房设于-1层地下车库。以下就本工程消防给水系统的选择、消防分区的设置和管材在各分区管网中的应用这三方面的设计优化进行探讨。
1.消防给水系统的选择
消防供水系统在设计之初就考虑了两个方案。
方案一是把30层避难层以下作为低区，30层及以上作为高区，采用消防水泵串联供水。在地下车库消防泵房分别设置低区消火栓泵，供低区消火栓系统；低区喷淋泵，供低区喷淋系统；消防转输泵，流量满足喷淋和消火栓总用水量，通过单独设置的转输环管供水至30层避难层。在避难层设高区消火栓泵，供高区消火栓系统；高区喷淋泵，供高区喷淋系统。高区消火栓泵及喷淋泵均从消防转输环管上吸水。高区发生火灾时，先启动消防转输泵，再启动避难层的消防泵。
方案二是采用减压阀减压分区，仅在地下车库消防泵房设置消火栓泵及喷淋泵，通过减压阀减压后分成数段环管分别供水至各消防给水分区。根据《消防给水及消火栓系统技术规范》中关于分区供水形式的要求：当系统工作压力不大于2.4MPa时，才可以采用减压阀减压的形式分区。经计算，本工程消火栓系统和喷淋系统选用2.0MPa扬程的水泵即可满足最不利点消防压力要求。因为系统工作压力包括水泵零流量时的压力，此值一般为1.2至1.4倍水泵设计扬程。据此，2.0MPa扬程水泵流量时的压力约为2.4至2.8MPa，处于规范值附近。笔者认为，水泵零流量时超压的情况是可以通过采取一些技术措施防止系统超压的。例如在消防泵出水总管及分区减压阀后安装安全泄压阀，设定其开启压力满足系统安全。
与方案一相比，方案二无需设置转输泵、高区消火栓泵、高区喷淋泵及转输环管，简化了消防控制系统的同时减少了占用避难层的空间，设备振动对避难层相邻楼层的影响大大减少，节省造价并提高了本住宅的居住品质。
2.消防给水分区的设置
根据本工程仅有一栋超高层住宅的特点，把高于其它楼栋最高层的区域单独设置成一个消防给水分区，这样可以减少其他楼栋的供水分区数量，节省管材。以此为目标，把室内消火栓给水系统分为低（-2至15层）、中（16至32层）、高（33至45层）三区，除超高层外，其余楼栋只需设置一到两个分区。但在确定每个分区的层数前是需要对每个区进行动压和静压核算，确定分区减压阀的阀前、阀后压力，使其满足规范的分区要求。室内消火栓系统低区及中区的分区减压阀均设置在-1层，经计算，低区减压阀后压力设定为0.90MPa，满足15层最不利消火栓供水压力，同时-2层消火栓栓口静压力不超过1.0MPa；中区减压阀后压力设定为1.50MPa，满足32层最不利消火栓供水压力，同时16层消火栓栓口静压力不超过1.0MPa。对于高区，则主要校核消火栓栓口静压是否满足规范静压不超过1.0MPa的要求。本工程高位消防水箱最低有效水位不能满足最不利点消防静压，天面设有增压稳压设备，稳压泵停泵压力相对标高值为169.6，33层消火栓口标高为为100.4，静压为0.692MPa，小于1.0MPa，满足规范要求。
喷淋系统以16层避难层为分界，-2至15层为低区，16层及以上为高区。低区报警阀设置在-1层，通过喷淋供水环管由设在-1层的减压阀减压至1.1MPa后供水，满足15层喷淋系统供水压力，并满足规范报警阀处工作压力不大于1.6MPa，喷头处的工作压力不大于1.2MPa的要求。高区报警阀设于避难层，利用高差抵消部分供水压力。通过计算，接入压力为1.5MPa，满足规范报警阀处工作压力不大于1.6MPa的要求，但16至25喷头层工作压力超1.2MPa。由于16至25层喷淋系统控制喷头数少于800个，高差小于50米，故可共用同一个报警阀供水，并在16层避难层报警阀前单独设减压阀减压。由于要减压的报警阀只有一个，所以只需设一组减压阀。
3.管材在各分区管网中的应用
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》的要求：架空管道当系统工作压力小于等于1.2MPa时，可采用热浸镀锌钢管；当系统工作压力大于1.2MPa时，应采用热浸镀锌加厚钢管或热浸镀锌无缝钢管；当系统工作压力大于1.6MPa时，应采用热浸镀锌无缝钢管。本工程室内消火栓系统的低区减压阀后压力为0.9MPa、喷淋系统的低区减压阀后压力为1.1MPa，整个分区内的工作压力均小于1.2MPa，可以采用热浸镀锌钢管。室内消火栓系统的中区减压阀阀后压力为1.5MPa，-1至5层输水管段工作压力大于1.2MPa，采用热浸镀锌加厚钢管，其余管段（6至32层）工作压力小于1.2MPa，采用热浸镀锌钢管。喷淋系统高区-1至12层输水管工作压力大于1.6MPa，采用热浸镀锌无缝钢管，13至16层输水管以及避难层不减压的报警阀后16至25层输水管工作压力大于1.2MPa，采用热浸镀锌加厚钢管。其余管段及每层水流指示器后的喷淋管段工作压力均小于1.2MPa，采用热浸镀锌钢管。为进一步减少热浸镀锌无缝钢管的用量，可根据本工程超高层只有一栋，且其它高层住宅无需设喷淋和使用高区室内消火栓管网的特点，把消防泵房及消防水池设于超高层附近，缩短高区输水管网的长度。
4.结语
综上所述，根据工程实际情况合理选择消防给水系统，优化消防给水分区，合理使用各种管材是可以让超高层消防给水系统满足规范要求、既安全可靠又经济适用。
参考文献：
[1]《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014.
[2]《消防给水及消火栓系统技术规范》图示15S909.
[3]郝振锦.浅谈高层建筑消防设计.中国房地产业.2015.7
如何通过优化设计，做到安全可靠、经济适用成为设计的重点。
【关键词】超高层住宅；消防给水系统的选择；消防给水分区的设置；管材的应用
引言：
某高層住宅小区，地下-1至-2层为Ⅰ类停车库。车库上部设有高层住宅13栋（11至32层，建筑高度100米以下），超高层住宅1栋。其中超高层住宅45层，建筑高度为138.6米，避难层设于16、30层。消防水池及消防泵房设于-1层地下车库。以下就本工程消防给水系统的选择、消防分区的设置和管材在各分区管网中的应用这三方面的设计优化进行探讨。
1.消防给水系统的选择
消防供水系统在设计之初就考虑了两个方案。
方案一是把30层避难层以下作为低区，30层及以上作为高区，采用消防水泵串联供水。在地下车库消防泵房分别设置低区消火栓泵，供低区消火栓系统；低区喷淋泵，供低区喷淋系统；消防转输泵，流量满足喷淋和消火栓总用水量，通过单独设置的转输环管供水至30层避难层。在避难层设高区消火栓泵，供高区消火栓系统；高区喷淋泵，供高区喷淋系统。高区消火栓泵及喷淋泵均从消防转输环管上吸水。高区发生火灾时，先启动消防转输泵，再启动避难层的消防泵。
方案二是采用减压阀减压分区，仅在地下车库消防泵房设置消火栓泵及喷淋泵，通过减压阀减压后分成数段环管分别供水至各消防给水分区。根据《消防给水及消火栓系统技术规范》中关于分区供水形式的要求：当系统工作压力不大于2.4MPa时，才可以采用减压阀减压的形式分区。经计算，本工程消火栓系统和喷淋系统选用2.0MPa扬程的水泵即可满足最不利点消防压力要求。因为系统工作压力包括水泵零流量时的压力，此值一般为1.2至1.4倍水泵设计扬程。据此，2.0MPa扬程水泵流量时的压力约为2.4至2.8MPa，处于规范值附近。笔者认为，水泵零流量时超压的情况是可以通过采取一些技术措施防止系统超压的。例如在消防泵出水总管及分区减压阀后安装安全泄压阀，设定其开启压力满足系统安全。
与方案一相比，方案二无需设置转输泵、高区消火栓泵、高区喷淋泵及转输环管，简化了消防控制系统的同时减少了占用避难层的空间，设备振动对避难层相邻楼层的影响大大减少，节省造价并提高了本住宅的居住品质。
2.消防给水分区的设置
根据本工程仅有一栋超高层住宅的特点，把高于其它楼栋最高层的区域单独设置成一个消防给水分区，这样可以减少其他楼栋的供水分区数量，节省管材。以此为目标，把室内消火栓给水系统分为低（-2至15层）、中（16至32层）、高（33至45层）三区，除超高层外，其余楼栋只需设置一到两个分区。但在确定每个分区的层数前是需要对每个区进行动压和静压核算，确定分区减压阀的阀前、阀后压力，使其满足规范的分区要求。室内消火栓系统低区及中区的分区减压阀均设置在-1层，经计算，低区减压阀后压力设定为0.90MPa，满足15层最不利消火栓供水压力，同时-2层消火栓栓口静压力不超过1.0MPa；中区减压阀后压力设定为1.50MPa，满足32层最不利消火栓供水压力，同时16层消火栓栓口静压力不超过1.0MPa。对于高区，则主要校核消火栓栓口静压是否满足规范静压不超过1.0MPa的要求。本工程高位消防水箱最低有效水位不能满足最不利点消防静压，天面设有增压稳压设备，稳压泵停泵压力相对标高值为169.6，33层消火栓口标高为为100.4，静压为0.692MPa，小于1.0MPa，满足规范要求。
喷淋系统以16层避难层为分界，-2至15层为低区，16层及以上为高区。低区报警阀设置在-1层，通过喷淋供水环管由设在-1层的减压阀减压至1.1MPa后供水，满足15层喷淋系统供水压力，并满足规范报警阀处工作压力不大于1.6MPa，喷头处的工作压力不大于1.2MPa的要求。高区报警阀设于避难层，利用高差抵消部分供水压力。通过计算，接入压力为1.5MPa，满足规范报警阀处工作压力不大于1.6MPa的要求，但16至25喷头层工作压力超1.2MPa。由于16至25层喷淋系统控制喷头数少于800个，高差小于50米，故可共用同一个报警阀供水，并在16层避难层报警阀前单独设减压阀减压。由于要减压的报警阀只有一个，所以只需设一组减压阀。
3.管材在各分区管网中的应用
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》的要求：架空管道当系统工作压力小于等于1.2MPa时，可采用热浸镀锌钢管；当系统工作压力大于1.2MPa时，应采用热浸镀锌加厚钢管或热浸镀锌无缝钢管；当系统工作压力大于1.6MPa时，应采用热浸镀锌无缝钢管。本工程室内消火栓系统的低区减压阀后压力为0.9MPa、喷淋系统的低区减压阀后压力为1.1MPa，整个分区内的工作压力均小于1.2MPa，可以采用热浸镀锌钢管。室内消火栓系统的中区减压阀阀后压力为1.5MPa，-1至5层输水管段工作压力大于1.2MPa，采用热浸镀锌加厚钢管，其余管段（6至32层）工作压力小于1.2MPa，采用热浸镀锌钢管。喷淋系统高区-1至12层输水管工作压力大于1.6MPa，采用热浸镀锌无缝钢管，13至16层输水管以及避难层不减压的报警阀后16至25层输水管工作压力大于1.2MPa，采用热浸镀锌加厚钢管。其余管段及每层水流指示器后的喷淋管段工作压力均小于1.2MPa，采用热浸镀锌钢管。为进一步减少热浸镀锌无缝钢管的用量，可根据本工程超高层只有一栋，且其它高层住宅无需设喷淋和使用高区室内消火栓管网的特点，把消防泵房及消防水池设于超高层附近，缩短高区输水管网的长度。
4.结语
综上所述，根据工程实际情况合理选择消防给水系统，优化消防给水分区，合理使用各种管材是可以让超高层消防给水系统满足规范要求、既安全可靠又经济适用。
参考文献：
[1]《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014.
[2]《消防给水及消火栓系统技术规范》图示15S909.
[3]郝振锦.浅谈高层建筑消防设计.中国房地产业.2015.7