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摘要：对杭州新世界环球中心的消防系统设计进行了介绍，对方案阶段几种设计思路的优缺点进行了分析，并对施工图阶段设计及变更进行了探讨，同时对设计中遇到的问题进行了介绍和思考。
关键词：超高层建筑;消防;重力流系统;双塔高位水箱“U”型连通
随着人口城市集中化的发展，各大城市出现大量超高层建筑，其中“双塔”共用裙房的模式非常普遍。消防考虑重力流系统时，需在两座双塔顶部均设置大量消防水源供给两座塔楼高区消防用水，此外也可考虑建筑低区能够由消防车保护的区域采用临高压系统与高区独立。本文就本工程特点，结合相关法律法规及经验，探讨“双塔”模式下的消防设计方案。
一、工程概况
杭州新世界环球中心位于杭州市萧山区市心北路与利丰路交叉口，西侧临河，占地面积20503平方米，建筑总面积316401平方米，其中地上建筑面积250614平方米，地下建筑面积65787平方米。地下室共3层，裙房部分10层（此区域超出裙房的概念，已经过专家会议评审通过。），裙房以上为两座塔楼，建筑高度均为249.7米，层数均为57层。
二、方案设计介绍
（一）设计标准
该项目为超高层建筑，方案阶段建筑高度为277.7米（后施工图阶段由于各方原因降为249.7米），根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014，以下简称“建规”）、《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014，以下简称“消水规”）、《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2017，以下简称“喷规”）及《建筑高度大于250m民用建筑防火设计加强性技术要求（试行）》（以下简称“250m加强”）等国家规范进行设计。
（二）设计参数
该工程地下部分室内消火栓用水量为40L/s，火灾延续时间为3h;自动喷水灭火系统用水量40L/s，火灾延续时间为2h（专家会议评审确认）。地上部分室内消火栓用水量为40L/s，火灾延续时间为3h;自动喷水灭火系统用水量30L/s，火灾延续时间为2h。
（三）系统设计分析
由于本项目建筑高度超过250米，因此根据《250m加强》要求，消防设计应采用重力流系统，塔楼顶部需设消防水箱且有效容积满足供水区域全部消防用水量。本文提供三种主要可行方案：①高位水箱-减压水箱全重力供水方式;②高区高位水箱重力及低区加压混合供水方式;③双塔高位水箱“U”型连通供水方式。
高位水箱-减压水箱全重力供水方式是由高位水箱供给全部区域消防用水，因此两幢塔楼顶部存储水量均相对较大，即消火栓系统432立方米，自动喷水灭火系统288立方米，共720立方米。另外高位水箱需满足最高层消防压力要求，因此可采用将高位水箱抬高或增加稳压消防泵的方式来满足需求，本方案采用将高位水箱设置于机房层顶部并适当抬高的方式。该供水方式优点在于安全性高，建筑内部所有区域均为常高压系统，不必设置稳压设备;缺点为高位水箱容积较大，且需设置减压水箱，增加材料、建筑面积及結构等成本。
高区高位水箱重力及低区加压混合供水方式将高区与低区独立，低区部分可采用传统的临高压供水方式，顶部的高位水箱有效容积只需按满足地上部分消防用水即可，能够适当减小，即消火栓系统432立方米，自动喷水灭火系统216立方米，共648立方米。该供水方式优点为高位水箱可略小，且省掉减压水箱，高低区各自独立，便于管理;缺点为地下室消防水池由转输功能增加了存储功能，因此体量加大，另需配备增压设备及稳压设备，增加材料及空间成本。
双塔高位水箱“U”型连通供水方式可以分别和前两种方式相结合，局限于双塔高度一样或相近的情况设置。优点在于通过将双塔的高位水箱连通实现两者体量均减半的效果，原理就是整栋建筑只考虑一处火情，相当于将一个水箱的两格分别放置于两塔顶部，从而省去了另一个水箱。此外连通管的竖管部分也可以接三通供高区用水，功能兼并原供水立管。该方式缺点在于连通管底部水压过大，因此底部横管及低区立管均应采用公称压力较大的管材。为保证本项目“U”型连通管底部压力不超过2.4MPa，屋顶的高位水箱降低至屋面设置，且增设稳压设备。
三、施工图设计介绍及思考
由于各方原因该项目在施工图阶段的建筑高度降为249.7米，因此重力流系统不再是必须选择的消防供水方式，由于成本、外观、结构难度、业主意见等各方原因，该项目的消防水系统变更采用了较传统的串联加压给水方式，不得不说有一些遗憾。调整后自动喷水灭火系统的火灾延续时间只要1h，因此地下室消防水池容积变为576立方米，高位水箱仅供初期灭火用水，总容积调整为100立方米，即“U”型连通后，双塔高位水箱均只要50立方米即可。
该供水方式较成熟并普遍应用于高层建筑，在投资成本上大大下降。中部的转输水箱可以兼做低区的高位水箱。由“水消规”规定，建筑高度大于100米时，高位水箱不应小于50立方米;建筑高度大于150米时，高位水箱不应小于100立方米;转输水箱不小于60立方米且可兼做高位水箱。那么本项目的转输水箱兼高位水箱取最小60立方米还是100立方米还是160立方米呢？作者理解为该水箱作为高位水箱的供水区域高度未超过100米，即可取50立方米，与转输功能的60立方米取大值60立方米即可，具体情况还需与消防部门沟通确认。此外本项目高位水箱已连通，低区系统亦连通，理论上两处转输水箱可均为30立方米即可，此问题有待进一步相关研究及认可。
关于消防车向系统内加压补水的情况一般采用水泵接合器，国内多数的消防车可以加压至1.6MPa，有些型号不同可达到2.0MPa，所以超过该压力的超高区域均采用预留手抬泵接口的办法。对此问题作者与杭州市消防大队进行了沟通，手抬泵一般重量为100kg左右，当建筑内部断电时水泵及电梯停止工作（此为理论上最不利情况，一般考虑消防双电源），消防队员至少需要两人将手抬泵抬至100米甚至150米，这无疑浪费了救援最佳时间，同时也消耗了队员体力，因此作者建议超高层不应仅仅设置手抬泵接口，而是设置固定手抬泵。此外，国内一些大城市
拥有了新型的高压消防车，供水压力可达到3～4MPa，而随着超高层的增多及消防设施的投资增加，超高区域采用水泵接合器的加压形式无疑是最经济最有效的，因此作者建议350米以下的超高区域也可考虑设置水泵接合器，不过要注意低区部分管材的公称压力。
四、结语：
通过本文的介绍分析，有以下结论：
（1）重力供水方式安全可靠，但是成本较高，建议250m以下的建筑慎重使用。
（2）250m以上的建筑采用高位水箱-减压水箱全重力供水方式如果高位水箱抬高可不设稳压设施，地下消防水池较小，省去部分增压设备;高区高位水箱重力及低区加压混合供水方式高位水箱较小，可省去减压水箱，高低区独立管理。
（3）高度相同或相近的双塔楼可利用“U”型连通管接通高位水箱，水箱容积减半，节省投资，但注意连通管压力。
（4）可考虑室外预留超高区水泵接合器，并注意管材压力，手抬泵建议固定设置。
参考文献：
[1] GB50016-2014 建筑设计防火规范
[2]GB50974-2014 消防给水及消火栓系统技术规范
[3] GB50084-2017 自动喷水灭火系统设计规范
[4] 建筑高度大于250m民用建筑防火设计加强性技术要求（试行）
[5] 15S909 《消防给水及消火栓系统技术规范》图示
关键词：超高层建筑;消防;重力流系统;双塔高位水箱“U”型连通
随着人口城市集中化的发展，各大城市出现大量超高层建筑，其中“双塔”共用裙房的模式非常普遍。消防考虑重力流系统时，需在两座双塔顶部均设置大量消防水源供给两座塔楼高区消防用水，此外也可考虑建筑低区能够由消防车保护的区域采用临高压系统与高区独立。本文就本工程特点，结合相关法律法规及经验，探讨“双塔”模式下的消防设计方案。
一、工程概况
杭州新世界环球中心位于杭州市萧山区市心北路与利丰路交叉口，西侧临河，占地面积20503平方米，建筑总面积316401平方米，其中地上建筑面积250614平方米，地下建筑面积65787平方米。地下室共3层，裙房部分10层（此区域超出裙房的概念，已经过专家会议评审通过。），裙房以上为两座塔楼，建筑高度均为249.7米，层数均为57层。
二、方案设计介绍
（一）设计标准
该项目为超高层建筑，方案阶段建筑高度为277.7米（后施工图阶段由于各方原因降为249.7米），根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014，以下简称“建规”）、《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014，以下简称“消水规”）、《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2017，以下简称“喷规”）及《建筑高度大于250m民用建筑防火设计加强性技术要求（试行）》（以下简称“250m加强”）等国家规范进行设计。
（二）设计参数
该工程地下部分室内消火栓用水量为40L/s，火灾延续时间为3h;自动喷水灭火系统用水量40L/s，火灾延续时间为2h（专家会议评审确认）。地上部分室内消火栓用水量为40L/s，火灾延续时间为3h;自动喷水灭火系统用水量30L/s，火灾延续时间为2h。
（三）系统设计分析
由于本项目建筑高度超过250米，因此根据《250m加强》要求，消防设计应采用重力流系统，塔楼顶部需设消防水箱且有效容积满足供水区域全部消防用水量。本文提供三种主要可行方案：①高位水箱-减压水箱全重力供水方式;②高区高位水箱重力及低区加压混合供水方式;③双塔高位水箱“U”型连通供水方式。
高位水箱-减压水箱全重力供水方式是由高位水箱供给全部区域消防用水，因此两幢塔楼顶部存储水量均相对较大，即消火栓系统432立方米，自动喷水灭火系统288立方米，共720立方米。另外高位水箱需满足最高层消防压力要求，因此可采用将高位水箱抬高或增加稳压消防泵的方式来满足需求，本方案采用将高位水箱设置于机房层顶部并适当抬高的方式。该供水方式优点在于安全性高，建筑内部所有区域均为常高压系统，不必设置稳压设备;缺点为高位水箱容积较大，且需设置减压水箱，增加材料、建筑面积及結构等成本。
高区高位水箱重力及低区加压混合供水方式将高区与低区独立，低区部分可采用传统的临高压供水方式，顶部的高位水箱有效容积只需按满足地上部分消防用水即可，能够适当减小，即消火栓系统432立方米，自动喷水灭火系统216立方米，共648立方米。该供水方式优点为高位水箱可略小，且省掉减压水箱，高低区各自独立，便于管理;缺点为地下室消防水池由转输功能增加了存储功能，因此体量加大，另需配备增压设备及稳压设备，增加材料及空间成本。
双塔高位水箱“U”型连通供水方式可以分别和前两种方式相结合，局限于双塔高度一样或相近的情况设置。优点在于通过将双塔的高位水箱连通实现两者体量均减半的效果，原理就是整栋建筑只考虑一处火情，相当于将一个水箱的两格分别放置于两塔顶部，从而省去了另一个水箱。此外连通管的竖管部分也可以接三通供高区用水，功能兼并原供水立管。该方式缺点在于连通管底部水压过大，因此底部横管及低区立管均应采用公称压力较大的管材。为保证本项目“U”型连通管底部压力不超过2.4MPa，屋顶的高位水箱降低至屋面设置，且增设稳压设备。
三、施工图设计介绍及思考
由于各方原因该项目在施工图阶段的建筑高度降为249.7米，因此重力流系统不再是必须选择的消防供水方式，由于成本、外观、结构难度、业主意见等各方原因，该项目的消防水系统变更采用了较传统的串联加压给水方式，不得不说有一些遗憾。调整后自动喷水灭火系统的火灾延续时间只要1h，因此地下室消防水池容积变为576立方米，高位水箱仅供初期灭火用水，总容积调整为100立方米，即“U”型连通后，双塔高位水箱均只要50立方米即可。
该供水方式较成熟并普遍应用于高层建筑，在投资成本上大大下降。中部的转输水箱可以兼做低区的高位水箱。由“水消规”规定，建筑高度大于100米时，高位水箱不应小于50立方米;建筑高度大于150米时，高位水箱不应小于100立方米;转输水箱不小于60立方米且可兼做高位水箱。那么本项目的转输水箱兼高位水箱取最小60立方米还是100立方米还是160立方米呢？作者理解为该水箱作为高位水箱的供水区域高度未超过100米，即可取50立方米，与转输功能的60立方米取大值60立方米即可，具体情况还需与消防部门沟通确认。此外本项目高位水箱已连通，低区系统亦连通，理论上两处转输水箱可均为30立方米即可，此问题有待进一步相关研究及认可。
关于消防车向系统内加压补水的情况一般采用水泵接合器，国内多数的消防车可以加压至1.6MPa，有些型号不同可达到2.0MPa，所以超过该压力的超高区域均采用预留手抬泵接口的办法。对此问题作者与杭州市消防大队进行了沟通，手抬泵一般重量为100kg左右，当建筑内部断电时水泵及电梯停止工作（此为理论上最不利情况，一般考虑消防双电源），消防队员至少需要两人将手抬泵抬至100米甚至150米，这无疑浪费了救援最佳时间，同时也消耗了队员体力，因此作者建议超高层不应仅仅设置手抬泵接口，而是设置固定手抬泵。此外，国内一些大城市
拥有了新型的高压消防车，供水压力可达到3～4MPa，而随着超高层的增多及消防设施的投资增加，超高区域采用水泵接合器的加压形式无疑是最经济最有效的，因此作者建议350米以下的超高区域也可考虑设置水泵接合器，不过要注意低区部分管材的公称压力。
四、结语：
通过本文的介绍分析，有以下结论：
（1）重力供水方式安全可靠，但是成本较高，建议250m以下的建筑慎重使用。
（2）250m以上的建筑采用高位水箱-减压水箱全重力供水方式如果高位水箱抬高可不设稳压设施，地下消防水池较小，省去部分增压设备;高区高位水箱重力及低区加压混合供水方式高位水箱较小，可省去减压水箱，高低区独立管理。
（3）高度相同或相近的双塔楼可利用“U”型连通管接通高位水箱，水箱容积减半，节省投资，但注意连通管压力。
（4）可考虑室外预留超高区水泵接合器，并注意管材压力，手抬泵建议固定设置。
参考文献：
[1] GB50016-2014 建筑设计防火规范
[2]GB50974-2014 消防给水及消火栓系统技术规范
[3] GB50084-2017 自动喷水灭火系统设计规范
[4] 建筑高度大于250m民用建筑防火设计加强性技术要求（试行）
[5] 15S909 《消防给水及消火栓系统技术规范》图示