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摘要：本文结合实际工程实例，从消防水池及消防水箱设计、室外消火栓系统设计、室内消火栓系统设计、自动灭火系统设计等方面阐述了消防给水系统设计要点，并总结了消防设计中应注意的问题。
关键词：高层建筑；消防；给水系统；类型；设计
引言
随着城市的不断发展，高层建筑的建设越来越多，越来越快。高层建筑内人员密集，重要的设施设备多，一旦发生火灾，就会遭遇火灾蔓延速度快和人员疏散困难等多种问题，从而引发更为严重的后果。高层建筑的火灾特点决定了建筑物内必须设置消防给水设施以自救为主。在高层建筑消防给水系统设计时，既要考虑到控火及灭火的安全性，实际的可操作性，又要考虑到投资的合理性。本文就高层建筑消防给水系统设计及消防设计中应注意的问题与大家交流。
1、工程概况
某高层建筑总建筑面积为52413m2，其中地下建筑面积为8462m2，地上建筑面积为43951m2。地上十九层，地下二层，建筑高度为89.00m。地下部分为地下车库及设备用房，地上一至三层为商场，四层至十八层为商务办公，十九层为大型商务会议室，在商业部分设置一高度14.4m，建筑面积为160 m2的中庭。
2、消防系统及用水量
2.1根据《火规》GB50016-2014第8章的相关规定，该建筑为一类高层综合楼建筑，须设置室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动灭火系统（包括自动喷淋灭火系统及自动跟踪定位射流灭火系统）。
2.2根据《消水规》GB50974-2014第3章、《喷规》GB50084-2017第5章 、《炮规》GB50338-2003第4章的相关规定，各系统消防用水量标准及一次灭火用水量见表1。
3、消防水池、水泵房及高位消防水箱
3.1此工程周边市政给水满足2路进水条件，引入管管径DN200，市政水压0.30MPa，室外消防用水采用市政给水直接供给，消防水池仅贮存室内消防用水量。
根据《火规》GB50016-2014及《消水规》GB50974-2014第3章的相关规定，该综合楼按同一时间发生一次火灾考虑，取自动喷淋灭火系统与自动跟踪定位射流灭火系统中用水量的较大值，再加上室内消火栓系统用水量计算消防水池有效容积。消防水池内贮存有3h室内消火栓灭火用水量及1h自动跟踪定位射流灭火系统用水量，水池有效容积为576m3，水池分为能独立使用的两格。
3.2消防水泵房、消防水池设置在地下二层。消防水泵房内设置两台消火栓加压泵（一用一备，Q=40L/S，H=150m，N=110kw），以供消火栓系统给水；两台自动灭火系统加压泵（一用一备，Q=40L/S，H=145m，N=110kw），以供自动喷淋灭火系统及自动跟踪定位射流灭火系统给水。
3.3屋顶设置有效容积为36m3消防水箱一座，提供消防系统初期用水，消火栓系统和自动灭火系统分别设置一套消防增压稳压设备，分别维持各系统平时压力。
4、室外消火栓给水系统
4.1分别从用地南侧城市综合管廊市政给水管和用地东侧道路市政给水管各引入一根DN200给水管，室外给水管道构成环状DN200的供水管网，作为消防水源，市政给水压为0.30Mpa。
4.2 在室外给水主管上接出4套地上式室外消火栓，发生火灾时，由城市消防车从现场室外消火栓取水，经加压进行灭火或经消防水泵接合器供室内消防灭火用水。地上式消火栓间距不大于120米，距路边小于等于2.0米，距建筑物外墙大于等于5.0米。
5、室内消火栓系统
室内消火栓系统采用临时高压制。室内消火栓系统静水压力大于1.0MPa，竖向分为两个分区，九层及以下为低区，九层以上为高区；十至十九层及六层以下消火栓均采用减压稳压型消火栓，加压后栓口压力为0.40MPa。
本建筑物内各层设消火栓进行保护的场所，须保证室内任何一处均有2股水柱同时到达。水枪充实水柱大于等于13m，流量大于等于5L/S。
水泵接合器：室内消火栓系统高低区分别设3套水泵接合器，并在水泵接合器附近设室外地上式消火栓，供消防车向室内消火栓系统补水用。
6、自动灭火系统
6.1 自动喷淋灭火系统
6.1.1采用湿式自动喷水灭火系统；除水泵房、电气用房等不宜用水灭火的部位外，均设喷洒头保护。
6.1.2商务办公火灾危险等级为中危险级Ⅰ级，商场、地下车库火灾危险等级为中危险级Ⅱ级。喷水强度：商场、车库8L/min·m2，商务办公层6L/min·m2；作用面积160m2，持续喷水时间：1h。系统用水量28.80L/s，設计取30L/s。
6.1.3系统设计
a.本工程自动喷水灭火系统采用临时高压制。九层及以下为低区，九层以上为高区；低区6组湿式报警阀组设于地下二层消防水泵房内，高区4组湿式报警阀组设于十层湿式报警阀间内。
b. 地下车库采用DN15mm直立式玻璃球喷洒头，动作温度为68℃、K=80；商场、商务办公均采用下垂式吊顶玻璃球喷洒头，向下安装，动作温度为68℃、K=80。
c.自动喷水灭火系统每个防火分区或每层均设信号阀和水流指示器。
d.自动喷水灭火系统高低区分别设三套消防水泵接合器，供消防车从室外消火栓取水向室内自动喷水灭火系统补水。
e.为了保证系统安全可靠，每个报警阀组的最不利喷头处设末端试水装置，其它防火分区的最不利喷头处，均设DN25mm试水阀。
6.2自动跟踪定位射流灭火系统
6.2.1根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017第5.0.2条，本建筑14.4m高的中庭可用采用湿式自动喷水灭火系统保护，但须采用特殊喷头，而目前国内市场上还没有通过消防部门3C认证的合格特殊喷头供应。因此，中庭采用自动跟踪定位射流灭火装置进行保护，其用水量参照《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017表5.0.2计算，系统用水量40L/s，设计取40L/s。 6.2.2自动跟踪定位射流灭火装置射水流量：5L/s。因此，装置布置需保证任何一处均有8台装置保护。
6.2.3自动跟踪定位射流灭火系统与自动喷水系统合用一套供水系统，满足流量与压力的要求。自动跟踪定位射流灭火系统独立设置水流指示器和信号阀，且供水管道在自动喷水灭火系统湿式报警阀前与其管道分开，由地下室报警阀前喷淋给水环管接入。在管网末端最不利点处设置模拟末端试水装置。
7、消防给水设计中应注意的几个问题的总结
7.1消防水池有效水位的确定
7.1.1根据《消水规》GB50974-2014第4.3.9条1款及15S909第26页：消防水池（箱）最低有效水位是消防水泵吸水喇叭口或出水管喇叭口以上0.6m水位，当消防水泵吸水管或消防水箱出水管上设置防止旋流器时，最低有效水位为防止旋流器顶部以上0.20m。
7.1.2 根据《消水规》GB50974-2014第5.1.2条1款及15S909第35页：对于卧式消防水泵，消防水池满足自灌式启泵的最低水位应高于泵壳顶部放气孔。对于立式消防水泵，消防水池满足自灌式启泵的最低水位应高于水泵出水管中心线。
7.1.3因此，在消防水池设计时，应结合消防水池及水泵房的地面高度、消防水泵型号及安装要求，同时满足消防水池的出水管保证消防水池的有效容积能被全部利用，且消防水泵采取自灌式吸水的要求来确定消防水池的最低有效水位。
7.2自动喷淋系统分区的确定
7.2.1根据《喷规》GB50084-2017第8.0.1条：配水管道的工作压力不应大于1.20MPa，并不应设置其他用水设施。即湿式报警阀后的配水干管工作压力不应大于1.20MPa，否则应对自动喷淋系统分区供水。
7.2.2 根据《消水规》GB50974-2014第6.2.1条3款：自动水灭火系统报警阀处的工作压力大于1.60MPa或喷头处的工作压力大于1.20MPa，消防给水系统应分区供水，而报警阀的局部水头损失不超过0.10 MPa。即湿式报警阀后的配水干管工作压力大于1.50MPa，才对自动喷淋系统分区供水。
7.2.3因《喷规》GB50084-2017在《消水规》GB50974-2014之后执行，本着在有实施条件的情况下，对消防规范从严执行的原则，应在湿式报警阀后的配水干管工作压力大于1.20MPa时对自动喷淋系统分区供水。
7.3民用建筑内高空间场所采用自动灭火系统用水量的确定。
7.3.1根据《喷规》GB50084-2017第5.0.2条，高度在8～18m的中庭可用采用湿式自动喷水灭火系统保护，但须采用特殊喷头，而目前国内市场上还没有通过消防部门3C认证的合格特殊喷头供应。因此，该部位采用自喷喷水灭火系统进行保护的条件并不成熟，应该改用其他自动灭火设施保护。
7.3.2对于车站、码头、机场的候车（船、机）楼，影剧院，会展中心之类的高大空间场所，应采用消防水炮，根据《炮规》GB50338-2003第4.3.4条1款，用水量不小于40L/s。
7.3.3对于建筑内部面积小，高度高的中庭、门厅等可采用小流量的自动跟踪定位射流灭火装置进行保护，其用水量应参照《喷规》GB50084-2017表5.0.2计算，采用该部位的实际面积乘以喷水强度，得出该部位的用水量Q，当Q不大于40L/s时，用水量大小取Q；当Q大于40L/s时，用水量可根据《炮规》GB50338-2003第4.3.4条1款取40L/s。
参考文献：
[1]赵俊，李太富，孙帅印.对某高层酒店建筑给水和消火栓系统设计的體会与思考[J].四川环境，2011，30（5）：51-53.
[2]韩秀玲，高层建筑消防给水系统探讨[J]煤，2010.03.
作者简介：熊海涛，男，1986年，工程师，本科，工作方向：建筑给排水设计。
关键词：高层建筑；消防；给水系统；类型；设计
引言
随着城市的不断发展，高层建筑的建设越来越多，越来越快。高层建筑内人员密集，重要的设施设备多，一旦发生火灾，就会遭遇火灾蔓延速度快和人员疏散困难等多种问题，从而引发更为严重的后果。高层建筑的火灾特点决定了建筑物内必须设置消防给水设施以自救为主。在高层建筑消防给水系统设计时，既要考虑到控火及灭火的安全性，实际的可操作性，又要考虑到投资的合理性。本文就高层建筑消防给水系统设计及消防设计中应注意的问题与大家交流。
1、工程概况
某高层建筑总建筑面积为52413m2，其中地下建筑面积为8462m2，地上建筑面积为43951m2。地上十九层，地下二层，建筑高度为89.00m。地下部分为地下车库及设备用房，地上一至三层为商场，四层至十八层为商务办公，十九层为大型商务会议室，在商业部分设置一高度14.4m，建筑面积为160 m2的中庭。
2、消防系统及用水量
2.1根据《火规》GB50016-2014第8章的相关规定，该建筑为一类高层综合楼建筑，须设置室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动灭火系统（包括自动喷淋灭火系统及自动跟踪定位射流灭火系统）。
2.2根据《消水规》GB50974-2014第3章、《喷规》GB50084-2017第5章 、《炮规》GB50338-2003第4章的相关规定，各系统消防用水量标准及一次灭火用水量见表1。
3、消防水池、水泵房及高位消防水箱
3.1此工程周边市政给水满足2路进水条件，引入管管径DN200，市政水压0.30MPa，室外消防用水采用市政给水直接供给，消防水池仅贮存室内消防用水量。
根据《火规》GB50016-2014及《消水规》GB50974-2014第3章的相关规定，该综合楼按同一时间发生一次火灾考虑，取自动喷淋灭火系统与自动跟踪定位射流灭火系统中用水量的较大值，再加上室内消火栓系统用水量计算消防水池有效容积。消防水池内贮存有3h室内消火栓灭火用水量及1h自动跟踪定位射流灭火系统用水量，水池有效容积为576m3，水池分为能独立使用的两格。
3.2消防水泵房、消防水池设置在地下二层。消防水泵房内设置两台消火栓加压泵（一用一备，Q=40L/S，H=150m，N=110kw），以供消火栓系统给水；两台自动灭火系统加压泵（一用一备，Q=40L/S，H=145m，N=110kw），以供自动喷淋灭火系统及自动跟踪定位射流灭火系统给水。
3.3屋顶设置有效容积为36m3消防水箱一座，提供消防系统初期用水，消火栓系统和自动灭火系统分别设置一套消防增压稳压设备，分别维持各系统平时压力。
4、室外消火栓给水系统
4.1分别从用地南侧城市综合管廊市政给水管和用地东侧道路市政给水管各引入一根DN200给水管，室外给水管道构成环状DN200的供水管网，作为消防水源，市政给水压为0.30Mpa。
4.2 在室外给水主管上接出4套地上式室外消火栓，发生火灾时，由城市消防车从现场室外消火栓取水，经加压进行灭火或经消防水泵接合器供室内消防灭火用水。地上式消火栓间距不大于120米，距路边小于等于2.0米，距建筑物外墙大于等于5.0米。
5、室内消火栓系统
室内消火栓系统采用临时高压制。室内消火栓系统静水压力大于1.0MPa，竖向分为两个分区，九层及以下为低区，九层以上为高区；十至十九层及六层以下消火栓均采用减压稳压型消火栓，加压后栓口压力为0.40MPa。
本建筑物内各层设消火栓进行保护的场所，须保证室内任何一处均有2股水柱同时到达。水枪充实水柱大于等于13m，流量大于等于5L/S。
水泵接合器：室内消火栓系统高低区分别设3套水泵接合器，并在水泵接合器附近设室外地上式消火栓，供消防车向室内消火栓系统补水用。
6、自动灭火系统
6.1 自动喷淋灭火系统
6.1.1采用湿式自动喷水灭火系统；除水泵房、电气用房等不宜用水灭火的部位外，均设喷洒头保护。
6.1.2商务办公火灾危险等级为中危险级Ⅰ级，商场、地下车库火灾危险等级为中危险级Ⅱ级。喷水强度：商场、车库8L/min·m2，商务办公层6L/min·m2；作用面积160m2，持续喷水时间：1h。系统用水量28.80L/s，設计取30L/s。
6.1.3系统设计
a.本工程自动喷水灭火系统采用临时高压制。九层及以下为低区，九层以上为高区；低区6组湿式报警阀组设于地下二层消防水泵房内，高区4组湿式报警阀组设于十层湿式报警阀间内。
b. 地下车库采用DN15mm直立式玻璃球喷洒头，动作温度为68℃、K=80；商场、商务办公均采用下垂式吊顶玻璃球喷洒头，向下安装，动作温度为68℃、K=80。
c.自动喷水灭火系统每个防火分区或每层均设信号阀和水流指示器。
d.自动喷水灭火系统高低区分别设三套消防水泵接合器，供消防车从室外消火栓取水向室内自动喷水灭火系统补水。
e.为了保证系统安全可靠，每个报警阀组的最不利喷头处设末端试水装置，其它防火分区的最不利喷头处，均设DN25mm试水阀。
6.2自动跟踪定位射流灭火系统
6.2.1根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017第5.0.2条，本建筑14.4m高的中庭可用采用湿式自动喷水灭火系统保护，但须采用特殊喷头，而目前国内市场上还没有通过消防部门3C认证的合格特殊喷头供应。因此，中庭采用自动跟踪定位射流灭火装置进行保护，其用水量参照《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2017表5.0.2计算，系统用水量40L/s，设计取40L/s。 6.2.2自动跟踪定位射流灭火装置射水流量：5L/s。因此，装置布置需保证任何一处均有8台装置保护。
6.2.3自动跟踪定位射流灭火系统与自动喷水系统合用一套供水系统，满足流量与压力的要求。自动跟踪定位射流灭火系统独立设置水流指示器和信号阀，且供水管道在自动喷水灭火系统湿式报警阀前与其管道分开，由地下室报警阀前喷淋给水环管接入。在管网末端最不利点处设置模拟末端试水装置。
7、消防给水设计中应注意的几个问题的总结
7.1消防水池有效水位的确定
7.1.1根据《消水规》GB50974-2014第4.3.9条1款及15S909第26页：消防水池（箱）最低有效水位是消防水泵吸水喇叭口或出水管喇叭口以上0.6m水位，当消防水泵吸水管或消防水箱出水管上设置防止旋流器时，最低有效水位为防止旋流器顶部以上0.20m。
7.1.2 根据《消水规》GB50974-2014第5.1.2条1款及15S909第35页：对于卧式消防水泵，消防水池满足自灌式启泵的最低水位应高于泵壳顶部放气孔。对于立式消防水泵，消防水池满足自灌式启泵的最低水位应高于水泵出水管中心线。
7.1.3因此，在消防水池设计时，应结合消防水池及水泵房的地面高度、消防水泵型号及安装要求，同时满足消防水池的出水管保证消防水池的有效容积能被全部利用，且消防水泵采取自灌式吸水的要求来确定消防水池的最低有效水位。
7.2自动喷淋系统分区的确定
7.2.1根据《喷规》GB50084-2017第8.0.1条：配水管道的工作压力不应大于1.20MPa，并不应设置其他用水设施。即湿式报警阀后的配水干管工作压力不应大于1.20MPa，否则应对自动喷淋系统分区供水。
7.2.2 根据《消水规》GB50974-2014第6.2.1条3款：自动水灭火系统报警阀处的工作压力大于1.60MPa或喷头处的工作压力大于1.20MPa，消防给水系统应分区供水，而报警阀的局部水头损失不超过0.10 MPa。即湿式报警阀后的配水干管工作压力大于1.50MPa，才对自动喷淋系统分区供水。
7.2.3因《喷规》GB50084-2017在《消水规》GB50974-2014之后执行，本着在有实施条件的情况下，对消防规范从严执行的原则，应在湿式报警阀后的配水干管工作压力大于1.20MPa时对自动喷淋系统分区供水。
7.3民用建筑内高空间场所采用自动灭火系统用水量的确定。
7.3.1根据《喷规》GB50084-2017第5.0.2条，高度在8～18m的中庭可用采用湿式自动喷水灭火系统保护，但须采用特殊喷头，而目前国内市场上还没有通过消防部门3C认证的合格特殊喷头供应。因此，该部位采用自喷喷水灭火系统进行保护的条件并不成熟，应该改用其他自动灭火设施保护。
7.3.2对于车站、码头、机场的候车（船、机）楼，影剧院，会展中心之类的高大空间场所，应采用消防水炮，根据《炮规》GB50338-2003第4.3.4条1款，用水量不小于40L/s。
7.3.3对于建筑内部面积小，高度高的中庭、门厅等可采用小流量的自动跟踪定位射流灭火装置进行保护，其用水量应参照《喷规》GB50084-2017表5.0.2计算，采用该部位的实际面积乘以喷水强度，得出该部位的用水量Q，当Q不大于40L/s时，用水量大小取Q；当Q大于40L/s时，用水量可根据《炮规》GB50338-2003第4.3.4条1款取40L/s。
参考文献：
[1]赵俊，李太富，孙帅印.对某高层酒店建筑给水和消火栓系统设计的體会与思考[J].四川环境，2011，30（5）：51-53.
[2]韩秀玲，高层建筑消防给水系统探讨[J]煤，2010.03.
作者简介：熊海涛，男，1986年，工程师，本科，工作方向：建筑给排水设计。