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摘要：一些高层建筑内部功能复杂，隐患问题较多，一旦发生火灾事故，人员逃生非常不便，很容易造成较大的人员伤亡和财产损失。本文对高层建筑的消防给水系统的合理化设计安装进行了探讨。
关键词：高层建筑;消防给水;设计安装
消防安装工程是建筑工程施工的重要环节，是确保建筑项目安全使用的关键。特别是随着城市化进程的加快和高层建筑的日益增多，虽然缓解了城市用地紧张和人口激增的压力，带给了人们更为舒适、便利的生活感受，但其带来的火灾隐患和危害也更大了。一些高层建筑内部功能复杂，隐患问题较多，一旦发生火灾事故，人员逃生非常不便，很容易造成较大的人员伤亡和财产损失。因此，我们在享受高层建筑便利条件的同时，也必须提高建筑的消防应对能力，而其中最为关键的就是消防给水系统的设计和安装。本文对高层建筑的消防给水系统的合理化设计安装进行了探讨。
一、高层建筑消防给水系统的组成与设计要求
高层建筑消防给水系统主要由消火栓系统和自动喷淋系统组成。其中消火栓系统属于一种传统的消防措施，它主要由消火栓泵、给水管道系统、稳压系统、低压压力开关、高位消防水箱与地下消防水池等组成;而喷淋系统是近年来迅速发展，并在高层建筑中被广泛应用的消防措施，可及时发现初期着火点，并自动喷水灭火，将火灾隐患消灭和控制在初期阶段。自动喷淋系统主要由报警阀组、压力开关、喷淋头、喷淋水泵、稳压系统、消防水池、供水管网以及消防水的流量、压力显示与控制部分组成。其高位消防水箱可单独设置，也可与消火栓系统共用。
由于高层建筑楼层高、结构复杂，因而火灾扑救和人员撤离的难度也很大，很多高楼层火灾难已超过了普通消防车的救援能力。而火灾的扑灭和救援更多的只能依靠建筑内的消防系统，对火势进行控制。从很多高层建筑火灾成功扑救的案例来看，前期基本都是依靠火灾报警系统和自动喷淋系统进行预警和控火的，后期则通过喷淋系统和消火栓系统配合共同灭火。设计时，应根据建筑的高度、功能要求、火灾危险性等综合考虑，保证消防给水充足，覆盖到位。
二、高层建筑消防给水设计与施工要点
1、室外消防给水管网
高层建筑室外消防管网多采用环形结构，至少应有两条与市政给水主干管相连通的给水管，以确保供水充足。此外，还应根据消防和生活的最大用水量，在保证正常水压、流量的基础上，按照经济流速计算选择最为合理的管径。室外消防给水管管径一般要求不小于DN100。管网布置时，考虑到分压作用和为了方便检修，应将消防环状管网用阀门将其分成不同的独立管段，每个管段设置消防栓的数量不应超过5个。
2、消防水池
消防水池主要作为市政管网供水的辅助，当市政管网不能保证室外消防供水设计流量时，火灾延续时间内建筑物室内外消防用水量均应储存在消防水池内。高层建筑消防水池多设计在地下室内，水池容积通常在几百到上千立方，当容积大于500立方时分为两格，大于1000立方时分成独立的两座。同时与市政管网相连通，以便于补水和储水，补水管管径应计算确定，但不应小于DN100。为了便于检修，通常在消防水泵的供水管上设置有放水阀门。在实际使用中，有时会出现消防水量小于水泵设定流量的情况，并造成消防管网过压，带来安全隐患。对此，应采取稳压回流措施，可在供水管上装设安全稳压阀，当管网过压时，由稳压阀将回流水排至消防水池，以帮助管网泄压。当管网压力不稳时，同样可起到稳压的作用。
3、消防水泵的选型与安装
消防水泵应满足消防给水系统的流量和压力要求，流量扬程性能曲线应无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量的压力不应大于大于设计工作压力的140%，且宜大于设计工作压力的120%;当出流量为设计压力的150%时，出口压力不应低于设计压力的65%。消防水泵应工频运行，工频直接启动，当功率较大时宜采用星三角或自耦降压启动。消防水泵应采用自灌式吸水，吸水管布置应避免形成气囊，变径连接时应采用偏心异径管管顶平接;吸水管消防水泵吸水管穿越水池时，应采用柔性套管，采用刚性套管时，吸水管应设柔性接头，且管徑不应大于DN150。
4、消防水箱
消防水箱是高层建筑扑救初期火灾的重要设施，采用重力自流的水箱应设置在建筑的最高部位，在保证水压的同时做到“专水专用”，以保证供水的可靠性。《消防给水及消火栓系统设计规范》中明确规定了消防水箱的容积，应储存足够10min以上的消防用水量。
5、室内消火栓
室内消火栓是控制火情，扑救火灾的重要设施，是整个消防给水系统的终端，主要由消火栓、水枪、水带等组成。高层建筑中，由于消防车扑救受限，因而很多地方只能用消火栓进行扑救，其位置的选择非常关键。设计时应保证同楼层的任何部位都有不少于两个消火栓水流喷射能同时到达，两相邻消火栓距离最大不超过30m。对于消火栓箱体的布置应以有利扑救、不影响通行为原则，尽量避免布置在人流量较大的地方，以免影响消火栓的使用和人员疏散;同时宜采用暗装或半暗装方式，减少占用楼层空间。消火栓栓口不应布置在每周侧，其局地距离宜为1.1米，出水方向宜与设置消火栓的墙面垂直或向下。
6、自动喷淋系统的设计
湿式自动喷淋系统是一种将消防水与电气相结合的自动化火灾扑救设施，由于其对火灾隐患发现和处置的及时性，已成为现代建筑，特别是高层建筑消防系统的“标配”。该系统运行原理比较简单，当置于楼层吊顶下或顶板下的闭式喷头上的热敏元件感受到着火点的温度后动作，喷头开启并第一时间向着火点喷水灭火，水流指示器动作并向报警控制器发出火灾报警信号，向人们提示火灾火情;同时报警阀组打开，压力开关、流量开关、低压压力开关动作，喷淋泵启动。自动喷淋系统通常以楼顶高位消防水箱作为稳压水源，同时在室外设置水泵结合器，可将喷淋系统供水管路与外部水源相连通，从而保证了供水安全;喷淋水泵控制系统采用压力开关连锁和探测器加湿式报警阀上的压力开关联动相结合的控制方式，同时将开关动作信号与消控中心系统相连接，消控中心也可据此了解火情，对现场进行处置。考虑到喷淋系统与消火栓系统作用阶段的不同，同时也为了确保供水安全，喷淋系统应采用专门的喷淋水泵。
三、结语
高层建筑的消防给水系统是比较复杂的，需要更多的考虑建筑结构和供水方面的问题。在设计和施工中，必须严格遵循《设计规范》要求，严格控制施工质量，才能确保消防给水系统的安全稳定运行，减少高层建筑火灾的发生和危害。
参考文献：
[1]豆云平，浅谈高层建筑消防给水系统，《城市建筑》 ， 2017 （3） ：151.
[2]武龙，高层建筑消防给水系统的设计浅析，《建筑建材装饰》 ， 2017 （8）.
（作者单位：河北鑫隆安全技术有限公司）
关键词：高层建筑;消防给水;设计安装
消防安装工程是建筑工程施工的重要环节，是确保建筑项目安全使用的关键。特别是随着城市化进程的加快和高层建筑的日益增多，虽然缓解了城市用地紧张和人口激增的压力，带给了人们更为舒适、便利的生活感受，但其带来的火灾隐患和危害也更大了。一些高层建筑内部功能复杂，隐患问题较多，一旦发生火灾事故，人员逃生非常不便，很容易造成较大的人员伤亡和财产损失。因此，我们在享受高层建筑便利条件的同时，也必须提高建筑的消防应对能力，而其中最为关键的就是消防给水系统的设计和安装。本文对高层建筑的消防给水系统的合理化设计安装进行了探讨。
一、高层建筑消防给水系统的组成与设计要求
高层建筑消防给水系统主要由消火栓系统和自动喷淋系统组成。其中消火栓系统属于一种传统的消防措施，它主要由消火栓泵、给水管道系统、稳压系统、低压压力开关、高位消防水箱与地下消防水池等组成;而喷淋系统是近年来迅速发展，并在高层建筑中被广泛应用的消防措施，可及时发现初期着火点，并自动喷水灭火，将火灾隐患消灭和控制在初期阶段。自动喷淋系统主要由报警阀组、压力开关、喷淋头、喷淋水泵、稳压系统、消防水池、供水管网以及消防水的流量、压力显示与控制部分组成。其高位消防水箱可单独设置，也可与消火栓系统共用。
由于高层建筑楼层高、结构复杂，因而火灾扑救和人员撤离的难度也很大，很多高楼层火灾难已超过了普通消防车的救援能力。而火灾的扑灭和救援更多的只能依靠建筑内的消防系统，对火势进行控制。从很多高层建筑火灾成功扑救的案例来看，前期基本都是依靠火灾报警系统和自动喷淋系统进行预警和控火的，后期则通过喷淋系统和消火栓系统配合共同灭火。设计时，应根据建筑的高度、功能要求、火灾危险性等综合考虑，保证消防给水充足，覆盖到位。
二、高层建筑消防给水设计与施工要点
1、室外消防给水管网
高层建筑室外消防管网多采用环形结构，至少应有两条与市政给水主干管相连通的给水管，以确保供水充足。此外，还应根据消防和生活的最大用水量，在保证正常水压、流量的基础上，按照经济流速计算选择最为合理的管径。室外消防给水管管径一般要求不小于DN100。管网布置时，考虑到分压作用和为了方便检修，应将消防环状管网用阀门将其分成不同的独立管段，每个管段设置消防栓的数量不应超过5个。
2、消防水池
消防水池主要作为市政管网供水的辅助，当市政管网不能保证室外消防供水设计流量时，火灾延续时间内建筑物室内外消防用水量均应储存在消防水池内。高层建筑消防水池多设计在地下室内，水池容积通常在几百到上千立方，当容积大于500立方时分为两格，大于1000立方时分成独立的两座。同时与市政管网相连通，以便于补水和储水，补水管管径应计算确定，但不应小于DN100。为了便于检修，通常在消防水泵的供水管上设置有放水阀门。在实际使用中，有时会出现消防水量小于水泵设定流量的情况，并造成消防管网过压，带来安全隐患。对此，应采取稳压回流措施，可在供水管上装设安全稳压阀，当管网过压时，由稳压阀将回流水排至消防水池，以帮助管网泄压。当管网压力不稳时，同样可起到稳压的作用。
3、消防水泵的选型与安装
消防水泵应满足消防给水系统的流量和压力要求，流量扬程性能曲线应无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量的压力不应大于大于设计工作压力的140%，且宜大于设计工作压力的120%;当出流量为设计压力的150%时，出口压力不应低于设计压力的65%。消防水泵应工频运行，工频直接启动，当功率较大时宜采用星三角或自耦降压启动。消防水泵应采用自灌式吸水，吸水管布置应避免形成气囊，变径连接时应采用偏心异径管管顶平接;吸水管消防水泵吸水管穿越水池时，应采用柔性套管，采用刚性套管时，吸水管应设柔性接头，且管徑不应大于DN150。
4、消防水箱
消防水箱是高层建筑扑救初期火灾的重要设施，采用重力自流的水箱应设置在建筑的最高部位，在保证水压的同时做到“专水专用”，以保证供水的可靠性。《消防给水及消火栓系统设计规范》中明确规定了消防水箱的容积，应储存足够10min以上的消防用水量。
5、室内消火栓
室内消火栓是控制火情，扑救火灾的重要设施，是整个消防给水系统的终端，主要由消火栓、水枪、水带等组成。高层建筑中，由于消防车扑救受限，因而很多地方只能用消火栓进行扑救，其位置的选择非常关键。设计时应保证同楼层的任何部位都有不少于两个消火栓水流喷射能同时到达，两相邻消火栓距离最大不超过30m。对于消火栓箱体的布置应以有利扑救、不影响通行为原则，尽量避免布置在人流量较大的地方，以免影响消火栓的使用和人员疏散;同时宜采用暗装或半暗装方式，减少占用楼层空间。消火栓栓口不应布置在每周侧，其局地距离宜为1.1米，出水方向宜与设置消火栓的墙面垂直或向下。
6、自动喷淋系统的设计
湿式自动喷淋系统是一种将消防水与电气相结合的自动化火灾扑救设施，由于其对火灾隐患发现和处置的及时性，已成为现代建筑，特别是高层建筑消防系统的“标配”。该系统运行原理比较简单，当置于楼层吊顶下或顶板下的闭式喷头上的热敏元件感受到着火点的温度后动作，喷头开启并第一时间向着火点喷水灭火，水流指示器动作并向报警控制器发出火灾报警信号，向人们提示火灾火情;同时报警阀组打开，压力开关、流量开关、低压压力开关动作，喷淋泵启动。自动喷淋系统通常以楼顶高位消防水箱作为稳压水源，同时在室外设置水泵结合器，可将喷淋系统供水管路与外部水源相连通，从而保证了供水安全;喷淋水泵控制系统采用压力开关连锁和探测器加湿式报警阀上的压力开关联动相结合的控制方式，同时将开关动作信号与消控中心系统相连接，消控中心也可据此了解火情，对现场进行处置。考虑到喷淋系统与消火栓系统作用阶段的不同，同时也为了确保供水安全，喷淋系统应采用专门的喷淋水泵。
三、结语
高层建筑的消防给水系统是比较复杂的，需要更多的考虑建筑结构和供水方面的问题。在设计和施工中，必须严格遵循《设计规范》要求，严格控制施工质量，才能确保消防给水系统的安全稳定运行，减少高层建筑火灾的发生和危害。
参考文献：
[1]豆云平，浅谈高层建筑消防给水系统，《城市建筑》 ， 2017 （3） ：151.
[2]武龙，高层建筑消防给水系统的设计浅析，《建筑建材装饰》 ， 2017 （8）.
（作者单位：河北鑫隆安全技术有限公司）