高层建筑给排水消防设计篇1

随着我国城市化进程深入，大量高层建筑出现在人们的生活中，其高层建筑工程体系在发展时也得到了优化。但是，由于高层建筑复杂性特点，消防给排水的问题也逐渐凸显。因此，在实际设计过程中，应有效解决以往存在的突出问题，确保高层建筑给排水消防设计达到规范要求，保证人民群众的生命、财产安全。

1概述

1.1高层建筑给排水消防系统的设计要求

（1）从目前高层建筑火灾情况调查了解到，由于高层建筑物结构复杂，各类电气设备分布广泛，容易引发火灾，一旦发生火灾事故，其因高层建筑特性火势会迅速蔓延，难以在短时间内进行控制。因此，要确保高层建筑的消防安全，就必须确保消防水量的合理配置，使其达到自救要求。当发生火灾时，要确保消防用水的供应，使火灾损失降至最低。（2）高层建筑存在层数多、高度高的特殊性。高层建筑特别是超高层建筑消防系统静压压力大。因此，要确保消防系统正常运转，必须对消防管道进行合理分区，并做好日常维护和管理，确保输水管道及配件不被破坏，保证发生火灾时管道不阻塞、漏水。（3）高层建筑在抗震、噪声、防沉降、防变形等方面有着非常严格的规范。但由于高层建筑管道多，所以在施工过程中必须进行合理的设计，以避免由于管道内的压力、结构装修等因素造成的变形、漏水，应确保在设计室内消火栓、自动喷水装置时，达到对高层建筑管道的控制效果。

1.2高层建筑给排水消防系统设计现状

目前，高层建筑的消防给水工作越来越重要。再加上，随着人民物质生活水平的提高，对居住环境的舒适和安全要求也日益提高。根据近年来我国高层建筑火灾事故的统计分析，消防、给水等方面仍有许多不足之处，亟待加以完善，同时，从目前我国高层建筑（民用）的消防、给水系统验收使用过程中来看，普遍存在着物业管理过程中水池储水量与设计相比偏少这一重点问题。该问题的产生的原因，主要是物业管理人员对消防用水量没有足够的认识和重视。根据高层建筑给排水消防系统设计的调查，目前我国高层建筑给排水消防设计、施工一直以来都是建筑行业的难点问题。为有效达到工程质量要求，应从合理设计、明确施工技术、安全生产、优化改进等阶段确保高层建筑给排水消防设计、施工达到标准化、规范化。以此，持续推动高层建筑给排水消防技术发展，努力提高其设计施工水平。

2高层建筑给排水消防设计存在的问题

2.1消防给水管网试压不准确

消防给水管网安装完毕后，应按照消防给水管网设计要求做好相应的试验工作，其中包括强度试验、冲洗度试验以及严密性试验。（1）水压强度的测试点应该设置在系统网络的最低处。在给给水管网注水时，应先将管道中的气体全部抽干，然后缓慢地进行加压。当达到试验压力后，应保持压力稳定0.5h，确保管道没有出现泄漏和变形等问题，并且压力下降不得超过0.05MPa。（2）在进行水压强度测试及管道清洗后，必须进行水压严密性测试。测试压力为系统工作压力，稳定工作24h，不能有任何泄漏。（3）干式消火栓系统还应进行空气压力的密封性测试。气密试验的介质为空气或氮气，其测试压力为0.28MPa，稳定压力24h后，压力下降不得超过0.01MPa。在我国消防给水管网设计中，一般是以试漏检修为主，并且某些消防给水管道的试漏检查和强度测试无法满足实际规范要求，与设计要求相差较大。这种情况严重影响了消防给水管道的供水能力，导致消防供水系统失去了应有的作用，并出现了一定的安全隐患问题。

2.2自动喷水灭火系统设计不合理

在自动喷水系统的设计中，主要存在两个问题：喷头设计不规范，水力报警装置不合理。

2.2.1喷头设计不规范

（1）针对缺乏吊顶喷头的建筑物屋顶，在实际设计时，按照有吊顶喷头的设计办法进行了施工，造成喷头无法有效聚热，热气流无法尽早接触到加热喷头热敏元件，导致无法及时喷水灭火。（2）喷头在二次装修时，由原先设计的直立型喷头调整为下垂型喷头，闷顶净空空间大于800mm，未补充设置直立型喷头。（3）为了满足美观，滥用隐蔽式喷头，忽略隐蔽式喷头只适用于轻危险级和中危险级Ⅰ级场所，发生火灾时喷头的装饰盖板不能及时脱落、装饰盖板脱落后滑竿无法下落，喷头溅水盘无法滑落到吊顶平面下部，喷头无法形成有效的布水，喷头装饰盖板被油漆、涂料喷涂等问题，导致无法及时喷水灭火。

2.2.2水力报警装置不合理

该装置未设于公用走廊或值班室旁等人员走动较多位置，致使火灾发生后，消防安全工作人员未发现，致使火灾蔓延，造成人身伤亡。

2.3消火栓系统减压阀选择不当

（1）消防栓系统的减压阀对于缓解消防栓因水压过高，而出现的损坏问题有着抑制作用。但在实际工程中，消防栓系统的安全阀选用不合理，对消防安全运行造成了一定的影响。发生火灾时，灭火系统无法正常工作，会造成火势的扩散，使火情进一步恶化，对居民的安全造成威胁。（2）高层建筑消火栓的设计不合理。该装置是消防救援人员在火灾时用来进行灭火的关键设备，其布置和数量与救火工作的效率息息相关。但从实际操作来看，主要是因为设备的维修和管理有问题，经常会出现水管损坏或水枪被偷取等情况。而且因为消火栓的口径不同，所以消火栓和水管之间的连接也会出现差异，这些问题对灭火救援造成了严重影响。

3高层建筑给排水的消防设计对策

3.1消防水泵房给排水设计

目前，为确保高层建筑给排水消防系统数量，应在合理位置设置好水泵、水箱以及有关的给水设施，其中，消防水泵设施包括水池、基础设备等组合而成。

3.1.1消防水泵房给排水设计要求

（1）当生产以及生活用水为最大值时，给水管网无法直接进入室内、室外消防设备，导致室内、室外消防给水设计水流量不足。若使用单根进水管，应确保室外消火栓的设计流量小于或等于20L/s，或建筑物高度不大于50m。（2）如果城市消防供水系统的设计流量比建筑物的室内和室外的设计流量小，需要设置好消防专用水池，当消防水池为双通道，并能保证在火灾条件下持续给水，消防水池能否满足灭火需要时，应做好计算工作，确保消防专用水池容积不少于100m3；消火栓体积不得少于50m3［1］。（3）消防水池出水管还应保证消防水池有效容积能被全部利用，且还需设置多个水位（最高水位、最高报警水位、最低报警水位、溢流水位），并在消控室、值班室等地点设置显示消防水池水位的装置。消防水池还需设置溢流水管和排水设施，并应采用间接排水。

3.1.2消防水泵选型原则

消防水泵是整个消防给水系统的动力，发生火灾时，对整个消防系统能否顺利运行起到至关重要的作用。消防水泵选型应遵循以下原则：（1）消防水泵零流量时的出口压力不应大于设计工作压力的140%。（2）消防水泵流量特性曲线应该是无驼峰、无拐点的平滑曲线，在消防水泵出口流量达到设计值时，应采用5%~10%为出流量设计标准，其出口压力与零流量时压力的增加值不应超过消防水泵零流量时出口压力值的1%。（3）实际性能应确保与消防给水系统的工作特性相符合。（4）所设计的出口流量不得小于设计工作压力，若流量为150%则不得低于工作压力的65%。（5）在所选择的消防水泵的流速特性曲线中任意一个点上，所需要的功率都必须符合。在相应的流场功率特性曲线上应该最大值，而驱动器的功率不应该低于最大值。（6）消防水泵的密封方式和材料应满足消防水泵在低流量时长期运转的要求，密封方式宜采用填料密封。（7）针对临时高压消防给水系统进行设计时，应确保其稳压泵达到稳压状态，稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量和系统自动启动流量。

3.1.3消防水泵的供电或备用动力要求

在大于20L/S的建筑或建筑高度大于54m的高层建筑中，其消防水泵的供电或备用动力应符合下列规定：（1）消防水泵必须按照一级负载的要求进行供电，在无法满足一级负载的情况下，应合理配备好柴油发电机组为备用电源［2］。（2）在工业楼宇中，应选用柴油机的灭火泵。

3.1.4消防泵的主要材料要求

球形墨铸铁泵的壳体；所述的叶轮为青铜或不锈钢；当输送的介质为海水时，壳体和叶轮应为双相不锈钢或银铝青铜；泵轴、轴套、联轴器应采用双相不锈钢或蒙乃尔合金。在针对高层建筑消防水箱的设计中，应确保水箱的高度符合设计要求，按照有关法规，其消防水箱的容积应确保达到灭火初期所需的用水量，并且应结合高层建筑物实际特性进行深化设计。消防水箱的安装位置应该比其所提供的灭火设备更高，且最小的有效水位应该达到灭火装置的最大值。（高层住宅建筑不小于0.10MPa，高于100m时，消防水箱不得小于0.15MPa）。当无法满足静压要求时，应设置稳压泵［3］。

3.2自动喷水灭火系统设计

3.2.1走道喷头的布置

在高层建筑中，吊顶设计较多，一般为隐蔽结构梁和各种专用管线施工为主。尤其是在有中央空调系统的高层建筑，更是如此。建筑梁式、空调式、分层式给排水、电力管线等，会导致天花板的走道净高下降，如果采取“闷顶”形式，则在沉顶处的净高将达到800mm以上。GB50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》规定：“当建筑物的净空高度超过800mm时，或技术夹层中存在易燃物质时，必须安装喷头。”但高层建筑实际工程，由于管线众多，在设计时，常常存在将喷头与自喷配水管连接在一起的错误做法。该连接方式不满足配水管道中可提供的喷头数目，且在管道中的自喷式配管通常直径大，缺乏具有小直径喷头的管件，在安装方面存在弊端。因此，走道内的喷头应从配水支管上与管道进行连接，其管道布置要与暖通、电力等专业密切合作［4］。

3.2.2自喷配水管入口减压

GB50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》指出：管道的直径是通过水力计算结果来决定的。供水管线的布置，必须保证输水管路进口的压力平衡。在轻、中两级危险区域，管道进口压力不应超过0.4MPa。我国针对高层建筑（民用）所规定的火灾风险等级通常为中等危险，在此，工作人员应对最不利的喷嘴工作压力进行计算，并配备自动喷水泵。工作压力经计算后确定。在实际设计中，若配管入口压力都不超过0.3MPa（最不利的喷嘴工作压力为0.10MPa），应明确自喷水泵系统所具备的扬程与高层建筑高度、水力损失达成联系，并保证下层配水管入口压力超过0.4MPa。

3.2.3自喷末端试水装置

GB50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》规定：“在各报警阀门组所控制的最不利位置，必须有末端试水装置，而末端试水装置的出口水，必须以孔出口形式排放。”在设计过程中，若忽视对试水阀以及压力表的设定，应按照试水接头的安装工序，并确保针对试水接头出水口大小进行调查。在此过程中，工作人员应依据实际的试验数据以及出水口流量系数合理选择使用合格的产品。此外，如果试验接头不能与管道、软管相连通，为了防止泄放效果受到影响，必须对自喷式排水管的设计进行严格的规范，防止管道中的气体经排泄漏斗进入室内［5］。

3.2.4报警阀进出口均需设置信号阀

GB50084-2017《自动喷水灭火系统设计规范》规定，“在报警器入口和出口处，应设置信号阀门。”通常在水位指示和报警阀门入口安装信号阀门为常规设计要求，按此要求施工几乎没有疏漏。但规范要求，在报警阀的出口处还应设置信号阀或带有锁定装置的阀门，以避免操作不当［6］。

3.3消火栓设计

应安装必要的减压孔，或使用减压、稳压消火栓等减压设备。从上述分析中可以看出，当消火栓水压大于0.5MPa时，应增设减压装置。在0.50~0.70MPa之间，应采用减压孔板减压，并需计算孔板的孔径，来保证减压效果。大于0.70MPa时，采用减压稳压消火栓。高水压对消火栓造成的损害和高压出水的反作用力都会对消防救援人员产生副作用。因此，在消防栓的静水压超过1.00MPa时，应当按照规定采用分段供水。为了提高消防效率，设计时，要尽量避免简单布局，要能在建筑平面中结合走廊、门、墙壁等进行实际设置。按照我国消防法规要求，其消防电梯的前室必须安装消火栓，以保证在突发事件中提供条件。在设计消火栓时，一定要充分考虑到消防水柱的间距，确保满足消防水柱的覆盖范围［7］。

4结语

综上所述，在高层建筑消防给水设计过程中，其给排水工程属于基础工程，主要满足生活、消防用水的实际需求，并适应建筑物其他功能变化。因此，加强对高层建筑消防给水系统的理论研究具有重要的现实意义，不仅解决了以往存在的设计问题，还可持续优化自动消防系统、防火栓的设计方式，以此来提高高层建筑消防用水效益。

作者：郭航宇 单位：厦门上城建筑设计有限公司

高层建筑给排水消防设计篇2

目前，为解决城市化加速发展占用大量土地与城市土地资源供应不足的矛盾，新建建筑越来越大高。高层建筑本身层数多，体积大，人流量大，其功能也是非常繁杂，若是发生火灾，施救和疏散人群都很困难，而且会造成非常大的经济损失。高层建筑中消防安全隐患逐渐成为危害建筑安全的重要问题，通过恰当的给排水消防系统的设计，能够有效降低高层建筑的消防安全隐患。然而，高层建筑层数较多、管线交错、内部结构复杂，往往还要追求空间的有效利用和设计的美观等，消防系统设计难度非常大，设计过程中问题较多。基于此，本文以福建省南平市某高层建筑为例，根据该建筑特点和消防系统设计要点，从消防水源与水泵扬程设计、室内外消火栓设计、自动喷淋系统设计和消防稳压泵设计阐述给排水消防系统的设计，以期为类似工程提供参考。

1工程概况与消防系统设计要点

1.1工程概况

某高层建筑位于福建省南平市，是高层住宅加商业楼的组合建筑类型，为一类高层住宅组合建筑。该高层建筑工程总建筑面积约为171294.58m2，共有6栋高层住宅组合建筑。每栋建筑总共27层，建筑总高度76.70m，建筑总面积为12848.41m2，建筑总体积为52861.8m3。建筑一二层区域为商业空间，三层及三层以上为单元式住宅建筑，并设有地下一层，为平战结合的地下室，平时为I类地下停车库，战时为物质库。

1.2消防系统设计要点

对高层建筑工程的设计要求以及工程现状进行全面分析，针对给排水消防系统设计内容，总结出以下几个设计要点。（1）该工程项目整体建造面积大，且所有住宅类建筑均为高层建筑。根据工程项目的实际可知，仅依靠市政给水水源作为消防供水水源，是不能够满足实际使用需要的，必须针对工程项目的实际情况对给水途径进行相应的优化设计。（2）作为高层建筑，其建筑高度及体量均不同于多层建筑，其水压要求以及供水的安全性要求均与生活给水系统有本质的区别。高层建筑消防供水系统与一般生活给水系统等应采用分别供给的设计方式，也是工程项目在设计过程中需要考虑的问题。从用水量的需求来看，在进行消防灭火的情况下，所需要的用水量十分巨大，针对这种特殊的供水要求，消防系统水泵房和消防水池的设计在高层建筑中尤其重要。（3）为了保障建筑内消防灭火功能得以实现，应采取室内消火栓和自动喷淋消防器具相结合的形式，以满足工程项目的消防需要。而在这些特殊的需求下，如何保证火灾发生时，消防系统能够准确无误的开启或者自动投入使用中，也是设计过程中需要考虑的。

2给排水消防系统设计

2.1消防水源与水泵扬程的设计

高层建筑消防给水设计必须要充分考虑不同消防系统、不同建筑类型的消防用水量，并且应将整个小区统一考虑。

2.1.1消防水源的设计

这种高层建筑中下部一二层为商业、超市及活动中心，上部为住宅的多种功能组合的建筑，上部住宅部分和下部非住宅部分的室内消火栓设计流量需要分情况考虑，选取两者中的较大者。根据相关规定可知：上部高层住宅按一类高层住宅选择室内消火栓设计流量，取20L/s；下部商业部分设计流量按体积大于25000m3的档位选择室内消火栓设计流量，为40L/s；室外消火栓设计流量按照建筑的总体积及公共建筑选择，取40L/s；消火栓火灾延续时间按2h设计。同时下部一二层商业部分设置自动喷淋系统，用水量为40L/s，火灾延续时间按1h设计；整个消防系统的消防用水量按下部商业部分用水量设计。消防给水水源依靠市政供水管网供给，市政供水水源仅一路供给到建筑室内作为消防用水，显然是不满足使用要求的。因此该工程项目采取如下措施：在地下设置一个有效容积720m3的储水池，在屋顶设置高位消防水箱，以供高层建筑的室内外消防用水需求，保证多路消防供水的需求。另外，在储水池内设置水位报警装置，保证消防水池、高位消防水箱的水位处于时刻监控状态，水量超出一定水位或低于最低消防水位时，均自动报警，确保消防用水过程中，给水系统正常工作以保证消防安全[1]。

2.1.2消防水泵扬程的设计

对于消防水泵的扬程经水力计算后可知，上部建筑要求消防水泵额定扬程Hb为140m，下部商业部分要求的消防水泵额定扬程Hb为50m。对于这类组合建筑在选择消防水泵型号时，无论是流量或者是扬程都应该综合考虑后决定，这样更有利于运行稳定、节能及后期的维护管理。针对案例工程建筑，消防水泵型号的选择可以分为以下两种情况：（1）消防水泵的流量和扬程都选择组合中的最大值，即流量Qb=40L/s,扬程Hb=140m；（2）综合考虑上部住宅和下部商业发生火灾后所需求的消防水泵流量及扬程参数值，选取中间值。此情况需保证的前提条件是：无论是住宅部分还是底层商业部分发生火灾，消防水泵都能处于高效运行状态。

2.2室内外消火栓的设计

2.2.1室外消火栓的设计

室外消火栓围绕高层建筑均匀设置，管网呈环状，保障消防车灭火取水时能够方便快捷。为了保障消防系统整体安全性的要求，通过整体规划的方式，将消防栓确定到适当的位置，室外消火栓之间间距控制在120米以内。同时确保小区各个角落均处在室外消火栓150m保护半径范围内。消火栓距离路面的距离在2m以内，为消防车进行管道连接提供便利。在日常运行过程中，水压应不低于0.14MPa，最小流量应在15L/s。同时室外消防系统另一路供水由消防水池提供，消防水池内储存了满足室外消防需求的用水量，消防水池设有消防车取水口，消防车取水口吸水深度控制在5m以下，以保证消防车取水顺利。

2.2.2室内消火栓的设计

该建筑工程室内消火栓系统采用临时高压系统，室内消火栓管网呈环状设置。环状给水管网能够确保多个点位同时用水时的水压稳定性，也可大大增加应用过程中的安全性。在管道的布置设计上，遵守以下几个设计要点：（1）需要保证管网进水管至少有2条以上；（2）布置消防竖管时，需要保证在同一楼层中的两个相邻消火栓中的水枪能够同时到达该楼层中的任何一个需要消防保护的区域；（3）应当利用阀门将管道分化成多个具有相对独立性的管道，要求在进行管道维护时，停止工作的管道数量有且仅有1根；（4）当室内的消防竖管有4根或以上时，可按照隔断间距关闭不相邻的管道；（5）任何一个消防阀门都应当保持长期的开启状态，并带有明显开启和关闭的标识，以便于工作人员能够及时监测消防阀门的启闭状态[2]；（6）室内消火栓保护半径需要慎重考虑，消火栓保护半径计算方法见《消水规》10.2.1条-公式10.2.1：R0=K3Ld+LS式中，R0——消火栓保护半径，m；K3——消防水带弯曲折减系数，宜根据消防水带转弯数量取0.8~0.9；Ld——消防水带长度，m；Ls——水枪充实水柱长度在平面上的投影长度，按水枪倾角45°时计算，取0.71Sk，m。Sk为水枪充实水柱长度，按《消水规》第7.4.12条第2款和第7.4.16第2款的规定取值，m。从消火栓保护半径计算公式可以看出，消火栓的保护半径由3个因素共同决定，即：（1）折减系数K3，火灾发生时从消火栓到起火地点，建筑物可能有很多转弯，造成水龙带无法按直线敷设，转弯越多，造成的敷设距离越短，因此宜根据转弯数量来确定折减系数，规定可取0.8~0.9，转弯次数多时取小值，转弯次数少时取大值；（2）水带长度Ld，《消水规》7.4.2-2规定室内消火栓配置的消防水带长度不宜超过25m；（3）水枪充实水柱长度Sk，按《消水规》第7.4.12条第2款取值，高层建筑、厂房、仓库、室内净高大于8m的民用建筑充实水柱长度为13m，其他场所按10m取值。考虑以上因素后，还应特别注意：水枪喷射的水柱不能拐弯。所以在考虑消火栓是否能保护相应区域时，应考虑水带是否能够拉到该房间内，特别是一些边S2022年第9期角区域的卫生间、储藏间等。对于这些区域可以与建筑设计方协商，修改门洞位置或增加房间门数量，以减少绕行距离。对于一些特殊的建筑，不适合将消火栓直接布置在建筑内部，如冷库项目中，规范要求消火栓应设置在常温穿堂或楼梯间内，这种场所需要延长单根水带长度来实现保护半径的增加，可以考虑采用水带串联的方式，设置甲型双栓带灭火器组合式消防柜，设置2根消防带，但仅设一个消火栓栓口。

2.3自动喷淋系统的设计

自动喷淋系统采用湿式自动喷淋灭火的方式，在该建筑工程中主要在地下室、设备用房以及底层商业等位置设置了自动喷淋系统。分析该建筑工程的消防给水需要，采用地下消防水池、屋顶高位消防水箱以及自动喷淋泵联合供水的方式进行自动喷淋消防给水。当喷淋系统的喷头开始运作后，将由消防水泵压力开关、消防水箱流量开关以及管道压力报警阀开关联动工作，自行启动消防给水系统中的供水泵，保证水量充足、持续且稳定。同时，消防控制室应当具备水流速率显示、开关启闭、水泵运行、消防水池及水箱水位等是否处于正常状态的反馈信号，并能够对水泵、电磁阀、电动阀等多个设备进行统一控制的功能，以保证消防人员能够实时查看自动喷淋灭火系统的运行状态，继而采取有效的灭火措施以进一步提升灭火效果[3-4]。需要注意的是，地下区域和地上区域的喷淋系统喷水强度也应当具有一定的差异。通常情况下，地下区域的喷水强度比地上区域的喷水强度更高。该建筑工程地下区域的喷水强度采用8L/（min·m2），而其他区域采用6L/（min·m2）。此外，为了保证各层配水管入口压力的平衡，低危险场所、中危险场所各配水管入口的压力均不应大于0.4MPa。布置大区域地下室喷淋配水管时，尽量将水流指示器布置在每个防火区域中心地带，以免长距离的配水后，末端喷头供水压力不足。

2.4消防稳压泵的设计

消防给水系统中，室内消火栓系统或自动喷淋系统都是利用消防管网的静水压力变化来实现自动控制的。要保证消防管道的静水压力，可以利用高位消防水箱与最不利配水点的高差来实现。该高层建筑设计中，高位消防水箱设置的高度无法满足最不利配水点的静水压力时，就需要设置消防稳压设施。消防稳压泵可以对整个消防给水管网进行压力调节，保证管道充满水，并具有一定的静水压力。稳压泵通过几个压力控制点与压力继电器相连接，实现自动控制。实际运行中，由于各种因素的影响，稳压泵如果经常频繁启动，不但泵容易损坏，而且对整个管网系统不利，因此，稳压泵经常与小型气压罐配合使用。在气压罐内通常有P1、P2、PS1、PS2四个压力控制点，P1为气压罐的最小工作压力，P2为水泵启动压力，PS1为稳压泵启动压力。当罐内压力为PS2时，消防给水管网处于较高工作压力状态，稳压泵和消防水泵处于停止状态；如果管网渗漏或者其他原因引起泄压，当罐内压力从PS2降至PS1时，便自动启动稳压泵，向气压罐补水，直到罐内压力增加至PS2时，稳压泵停止工作。若建筑发生火灾，随着灭火设备出水，气压罐内储水量减少，压力下降，当压力从PS2降至PS1时，稳压泵启动，但是稳压泵流量较小，气压罐内的水持续减少，当罐内压力下降至P2时，消防水泵启动并向管网供水，稳压泵停止工作，消防稳压泵的增压稳压工作完成。由此可知，稳压泵主要作用是维持消防管网的静水压力，当火灾发生后，管网内的压力迅速下降，消防稳压泵通过管网内压力开关或者流量开关自行启动[5]。

3结束语

综上所述，根据福建省南平市某高层建筑的实际工程情况和消防系统设计要点，从消防水源及水泵扬程、室内外消火栓的、自动喷淋系统和消防稳压泵等四个方面的设计，阐述了给排水消防系统设计的内容。高层建筑的给排水消防系统设计复杂，只有清楚地认识各个系统设计的关键点，才能保证给排水消防系统设计的合理性，保证火灾发生时消防用水的充足、持续与稳定。

作者：袁秀珍 单位：福建省闽武建筑设计院有限公司

高层建筑给排水消防设计篇3

在城市化进程日益加快的今天，为了满足与日俱增的居住及办公需求，建筑高度不断增加，从而增加了建筑给排水消防设计的难度。如果在工程建设之初没有做好给排水消防系统的设计工作，后期可能会因为设计缺陷导致建筑消防设施无法正常使用，最终会危及人身及财产安全。本文对福建斯泰克信息技术有限公司运营研发大楼给排水消防系统的设计进行介绍，并对相关注意事项进行总结。

1工程概况

福建斯泰克信息技术有限公司运营研发大楼项目位于福州市高新区，总建筑面积约22918.95m2，其中地上部分面积为17685.20m2，地下室总建筑面积5232.55m2，共布置1栋15层高层丙类厂房、1栋3层配套办公和1栋单层丙类厂房，高层建筑为工业楼。

2项目给排水消防系统的设计

2.1消防给水管网系统选择及设施的设置

本项目市政道路管道水压为0.2MPa，高层建筑消防用水所需的水压较高，市政水压无法满足且只有一路供水。根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）中4.3.1条，当采用一路消防供水且室外消火栓设计流量>20L/s或建筑高度>50m，应设置消防水池。再根据4.3.2条，消防水池的有效容积应满足火灾延续时间内室内外消防用水量之和[1]。消防用水总量按照本项目在同一时间内火灾次数为一次，一次灭火用水量最大的一栋建筑物计算（项目各建筑单体及地下室室内外消火栓用水量见表1）。本项目单层厂房层高>8m，按电子生产车间考虑，根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2017）中第5.0.2条，喷水强度取15L/（min·m2），作用面积160m2，火灾延续时间1h，则自喷系统的设计流量为40L/s，实际上自喷系统流量比设计流量要大，本项目取45L/s。本项目采用由屋面消防水箱、地下室消防水池及消防水泵房等组成的临时高压消防系统，包括：室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、气体灭火系统等。消防用水量见表2。根据表2，本项目室外消防用水总量为432t，室内消防用水总量为594t。高层丙类厂房地下室设置一个有效容积613.94t的室内消防水池（水池分为295.11t和S318.83t两格），并在水池旁的泵房内设置室内及喷淋消防泵，提供室内及喷淋系统消防用水量；本楼地下室设置一个有效容积433.47t的室外消防水池，并在水池旁的泵房内设置室外消防泵，提供室外系统消防用水量。本楼屋面设置一个36t的消防水箱，供火灾初期10min消防水量、水压要求，并设增压稳压设备XW(L)-Ⅰ-1.0-20-ADL，保证消火栓及喷淋系统压力。消防水泵应保证在火警后30s内启动，在屋顶露天设置高位消防水箱。

2.2室内外消火栓给水管网水力计算

按规范要求，室内外消火栓给水系统均采用环状布置，消防水泵所需的设计扬程按下式计算：P=k2(∑Pf+∑Pp)+H+P0式中：P——消防水泵的设计扬程，m；k2——安全系数；Pf——沿程水头损失，m；Pp——局部水头损失，m；H——当消防水泵从消防水池吸水时，H为最低有效水位至最不利点水灭火设施的几何高度，m；P0——最不利点水灭火设施所需要的设计水头，m。室内外消火栓给水管网最不利管段水力计算见表3、表4。2.3室内喷淋给水管网水力计算实际设计时，喷淋管道错综复杂，计算出水泵所需的扬程或者系统所需的压力较费时间，可以采用估算的方法快速计算出系统所需的压力。根据规范《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2017）中第8.0.7条配水管道的布置，应使配水管入口的压力均衡。该工程为工业建筑，火灾危险等级为中危险等级，采用最高层配水管入口处规范规定的最大值0.4MPa来估算整个喷淋系统水泵扬程。水泵扬程按下式计算：

3给排水消防系统设计中的注意事项

3.1消防供水设计的注意事项

消防供水包括消防水源的选择、消防给水形式及供水设施的确定。首先是水源的选择，该工程市政压力无法满足消防系统所需的压力且周边无天然水源，因此该工程采用消防水池作为消防水源。在高层建筑消防给排水设计中，保证水源的充足可靠显得尤为重要，需对建筑室内外消防水量进行精准计算。其次，在确定消防给水形式及设施时，应满足以下两点：（1）对高层建筑的定性、高度及特点进行仔细地研究分析，选择最恰当的给水方式；（2）合理布置消防设施，比如消防水池及加压泵房设置在高层建筑群中心位置；消防水池必要时应设置导流装置或者导流墙，防止进出水管产生水流短路现象；消火栓设置在显眼的地方，能确保消防人员第一时间接触到灭火设施[2]。

3.2消防排水设计的注意事项

民用建设工程当设有消防给水系统时，为了保护财产和消防设备在火灾时能正常运营等安全需要设置消防排水。高层建筑发生火灾，在灭火过程中会产生大量的水，以一支水枪流量5L/s计算，10min就有3t水流出，随着灭火时间的增加，水流量会不断地增大，所产生的水能否顺利、快速地排出是消防排水设计过程中需要考虑的问题。因此，设计人员在设计过程中，首先确定设置消防排水的场所，比如消防水泵房、消防电梯及设有消防给水系统的地下室等，以上几个场所必须设置消防集水坑，且需在集水坑中设置备用泵；其次，需要对消防用水量进行详细地分析计算，确保消防排水总量与消防用水量相匹配[3]，所设计的排水泵集水井及排水泵流量等满足消防排水要求。同时，消防给水系统试验装置处应设置专门的排水管道，不能兼用雨水排水管。此外，在设计过程中需与建筑专业配合，确保火灾所产生的大量水在不同楼层中的流动畅通，避免出现水体倒灌、阻塞现象，消防排水设施应采取防止倒灌的措施。

3.3自动喷水灭火系统设计的注意事项

在高层建筑给排水设计过程中，自动喷水灭火系统因其高效的灭火作用而最为常见。但在实际设计中存在以下问题：（1）自动喷水灭火系统的水力警铃位置设置不当，未设置在公共通道或值班室的外墙上，当发生火灾时，虽然警铃响了，但是工作人员不能在第一时间听到报警声音而做出应对措施，造成火灾越来越严重，甚至人员伤亡[4]；（2）设计时没有充分考虑施工实际要求，为了方便，设计时将没有吊顶的情况视为吊顶，并按照吊顶的规范进行设计，没有考虑梁、通风管道等障碍物对喷头洒水分布的影响，从而导致建筑发生火灾时，自动喷水灭火系统达不到最佳的灭火效果[5]。在自喷系统设计过程中，要注意以下几点：（1）喷头的布置间距是自动喷水灭火系统设计的重要参数。喷头间距过大会影响喷头开放时间及系统的控、灭火效果，间距过小会导致喷头过多，设计用水量偏大。为了防止以上情况的发生，设计时必须严格按照规范要求进行设计，确保喷头既能适时开放，又能使系统按设计选定的强度喷水[6]。（2）对自动喷水灭火系统进行整体分析，对最不利点处系统平面、立管等进行计算与统计，精准确定水泵扬程，然后反算每层配水入管口压力，在节能和安全的提前下进行减压设计，避免喷头水压过大而损坏。（3）自动喷水灭火系统末端试水装置的设计应做到与建筑消防水量相匹配，首先需对接头出水口进行试水试验，其次确定末端试水装置的型号，同时设计间接排水管。（4）应合理设置自动喷水灭火系统信号阀或能够锁定阀板位置的锁具，目的是为了防止误操作造成供水中断。湿式系统可设置以上两种，但干式系统、雨淋系统及预作用系统在调试时不允许水进入系统，这种情况下在报警阀出口只能设置信号阀。

4结束语

综上所述，工程建设之初应做好给排水消防系统的设计工作，确保后期无设计缺陷导致的建筑消防设施无法正常使用，无危及人身及财产安全的消防事故发生。本文对福建某运营研发大楼项目消防给水管网系统的选择及设施的设置、室内外消火栓给水管网水力的计算和室内喷淋给水管网水力的计算做了详细的介绍，并对消防给水、排水能力以及自动喷水灭火系统功能的设计注意事项进行了分析，可供相关设计参考。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.消防给水及消火栓系统技术规范:GB50974-2014[S].北京:中国计划出版社,2014.

[2]刘怀军.高层建筑给排水及消防设计研究[J].居舍,2021(4):84-85.

[3]张欣欣.高层建筑给排水消防设计探究[J].装备维修技术,2021(36):269.

[4]李锐.高层建筑的给排水消防设计探究[J].建筑工程,2021(3):268.

[5]宋力建.高层建筑给排水及消防设计研究[J].装备维修技术,2021(32):141.

[6]中华人民共和国住房和城乡建设部.自动喷水灭火系统设计规范:GB50084-2017[S].北京:中国计划出版社,2017

作者：徐佩佩 单位：时代建筑设计院（福建）有限公司