［摘要］随着城市建设的快速发展，城市土地资源的有限性，各类型的高层建筑越来越多，对高层建筑各方面的设计要求也不断提升。尤其当高层建筑发生火灾时，能否有效自救决定了高层建筑防火设计至关重要，而消防给水设计更是其中的重要环节。若设计不当，无法保证消防给水的正常运行，在高层建筑发生火灾之后，就不能充分发挥自身的作用。为此，本文将对高层建筑消防给水设计中的问题与措施进行探讨，以便共同促进我国消防事业的发展。
［关键词］高层建筑；消防给水；安全可靠
前言
高层建筑的不断增多，在给人们带来各种好处的同时，其自身也有难以避免的弊端，灭火抢险不易就为其中之一。而高层建筑火灾的消防给水也是火灾初期灭火的有效手段，因此，有必要对建筑消防给水系统进行研究与探讨。由于楼层的高度高、建筑大、可燃物多，一旦发生火灾，火势蔓延快，人员疏散及消防员进入的难度相对比较大，灾后带来的人员伤亡和财物损失也是非常严重的。因此，在进行高层建筑设计的过程中，应该认真做好高层建筑消防给水系统的设计工作。
1高层建筑消防给水形式
目前高层建筑消防给水系统包含室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统里也分为自动喷淋系统、水炮系统、泡沫灭火系统、水雾系统等。在实际使用的过程中，自动喷水灭火系统和室内消火栓及其他的消防灭火设备在火灾初期配合使用，能及时发现火灾、控制火灾，便于室内人员及时消除火灾隐患或尽快逃离火灾现场。因此消防给水形式的选择我们要确保各消防给水系统供水的可靠性、安全性，其次尽量选择经济合理的供水方式。
1.1消防给水供水方式。根据《消防给水和消火栓系统技术规范》第6.1.1条规定消防给水应根据建筑的用途、体积、高度、耐火极限、火灾危险性、重要性、次生灾害、商务连续性、水源条件等因素综合确定其可靠性和供水方式，并应满足水灭火系统灭火、控火和冷却等消防功能所需流量和压力的要求。消防水池、消防水泵和高位水箱结合的供水方式即临时高压供水方式，在我国建筑消防给水系统中应用较为广泛，它是直接将高位消防水箱置于建筑物的屋顶，消防水池和消防泵房设置于地下室或室外单独设置的一种消防供水模式。一旦建筑发生起火的现象，高位消防水箱提供火灾前10分钟火灾初期用水量，同时通过消防泵房里的消防泵从消防水池里抽水输送至建筑内部各消防用水点，然后进行灭火。该方式根据建筑物的高度和相关的规范对系统压力要求又可分为直接加压供水、分区串联供水和并联加压供水。其中，第一种供水方式主要在50m以下不需要分区的直接供水的建筑中进行使用，对于超过50m的建筑，或者超出相关规范的压力要求时，应进行供水分区即采用分区串联或并联加压供水。一般的高层建筑采用分区串联供水方式较多，对于低层多采用减压阀来控制水压，此方式减少了中间消防水箱的设置，避免了设备用房的配置，避免了环境的噪音、水质污染，提升了系统运行的可靠性也减轻了后期维修的工作。分区并联加压供水方式一般常用于超高层建筑设计中，加压泵一般集中设置在消防泵房内或设备转换层内，便于日后维修，但整个给水管网系统的压力较大，要注意管材和配件的选择。在一些超高层建筑消防给水设计中，也可以组合使用上述供水方式。
1.2消防给水供水服务范围。目前多采用区域集中供水，即两栋及以上的建筑物共用一套消防给水系统。根据现行规范要求高层建筑基本都要设置高位水箱、消防水池及消防泵房。若一个工程里有多栋高层建筑物，且每栋独立设置，工程成本就会相对比较高，后期设备维护的工作量较大。由于现实中多个高层建筑同时发生火灾的概率相对比较小，故目前多采用区域集中供水，即多个建筑的消防给水系统由同一个消防水池及消防泵房供水，高位消防水箱设置于建筑群中最高建筑物的屋顶上。各消防系统从水泵房中引出两条水管在室外形成环网，将每栋楼的供水管网与环网连接，保证供水安全及可靠性。因此高层建筑消防给水系统的供水安全可靠性是非常重要的，若达不到要求，就可能引起重大安全事故。因此在系统的安全可靠性和经济性之间应做好权衡，优化设计，保证在发生紧急状况后，消防给水系统能充分发挥自身的灭火作用，达到高层建筑室内自救目的。
2消防给水系统的设计
2.1消防水源。市政给水管网、消防水池、天然水源等都可以作为消防水源，但高层建筑的消防用水总量按照室内、室外消火栓系统和自动喷水灭火系统的各消防用水量之和确定，用水量较大。采用市政给水网管供水，除了须满足消防用水量还需同时满足生产生活用水，而现实中很难保证市政给水管网能同时满足。通常高层建筑都和地下汽车库相连，这样仅室外消防用水量就比市政消防给水设计流量大的多，同时市政给水管网的水压也满足不了高层消防用水的需求，故高层建筑的消防用水基本都取自自建的地下消防水池。且消防水池的总有效水容积应该满足相应火灾持续时间内的消防水量。当水500m3时，应设两个能独立使用的消防水池；当大于1000m3时，应设置能独立使用的两座消防水池。每格（或座）消防水池应设置独立的出水管，并应设置满足最低有效水位的连通管，且其管径应能满足消防给水设计流量的要求。通常消防泵房与消防水池合建，为土地利用最大化也将消防水池与消防泵房建于建筑地下室内。根据《消防给水和消火栓系统技术规范》第4.3.7条第1条规定储存室外消防用水的消防水池或供消防车取水的消防水池，其防水池应设置取水口（井），且吸水高度不应大于6.0m。这样决定了消防水池及消防泵房设置的高度要求，一般设于地下一层内。临时高压消防给水系统中的高位消防水箱有效水容积应满足火灾前10分钟消防用水量，目前规定超过100m的一类高层住宅建筑和一类高层公共建筑，不应小于36m3，但当公共建筑高度大于100m时，不应小于50m3；大于150m，不应小于100m3。其位置应高于其所服务的最高水灭火设施，最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力。在屋顶消防水箱的设计高度无法保障最不利点位置的静水压力的情况下，则需要设置相应的稳压装置，高层建筑设计中一般将稳压装置设置于消防泵房内。
2.2室内消防给水设施。室内消火栓系统。在建筑物内应按规范及间距设置室内消火栓箱，并保证本层任意一点位置都有两股水柱保护。当每层划分不同防火分区，火灾发生时，防火卷帘和防火门关闭时，可能会出现建筑内局部地方只有一股水柱保护，故在进行消火栓布置时，还应考虑到防火分区的划分，在保证安全的情况下，建议按一个防火分区为一个独立的空间进行布置。为便于消防员的快速拿取，消火栓箱一般设置于走道、消防疏散口等能直接看到的地方。同时由于高层建筑高度较高，对于较低层当消火栓栓口动压大于0.7Mpa时，也不利于消防员的操作，故此时消防管道应采取减压措施，或消火栓应选择减压稳压型消火栓。当前相关规范规定出现当栓口静压大于1.0Mpa，系统工作压力大于2.4Mpa时，消防给水系统应进行分区设计。自动喷水系统。自动喷水系统选型应根据建筑特征、环境条件和火灾特点等选择相应的喷水系统。当前大多工程适用于湿式灭火系统，它适用于室内温度不低于4℃且不高于70℃的建筑物内。湿式自动喷水灭火系统由喷头、管道系统、湿式报警阀和供水设施等组成。湿式自动喷水灭火系统中每组湿式报警阀控制的喷头数量不超800个，故对于高层建筑经常出现多组湿式报警阀，若考虑后期设备维护管理可集中设置于泵房或湿式报警阀间，从能快速知道火灾发生点考虑，可一栋楼独立设置湿式报警阀间。跨防火分区和建筑楼层时都应该设置独立的水流指示器。在喷头选型的过程中，应该具体问题具体分析，根据环境温度来选择喷头的温度级别，对于环境温度比较高的地方，如厨房等区域，应该选择使用耐热性能比较高的喷头，除此之外还应根据建筑的净空高度、建筑的功能定性确定喷头的喷水强度、作用面积；确保空间不漏喷还应选择合适的喷头工作压力，这些都决定了自动喷水系统的消防用水量的大小。水泵接合器的主要作用是在室内消防水泵发生故障之后，可以让消防车直接从室外消火栓取水，然后通过水泵接合器将水送到消防给水管网当中，供室内消防设施灭火使用。这相当于是对消防用水的一种补充。根据相关规范规定，在确定消防水泵接合器数量的过程中，应该根据各消防给水系统的消防水量计算得到，每个水泵接合器的流量应该按照10L/s-15L/s来计算。在实际设计过程中会发现，若根据每栋建筑各消防给水系统所需来设置，则室外会往往设置很多组，而在规范规定距离内有时只有一两个室外消火栓，这样的情况下，只有相应数量的水泵接合器可以快速使用，其余则需从更远的地方吸水，不利于消防扑救工作。因此，在设计的过程中，对于一些灭火系统，可以多个建筑同一系统在满足距离要求的情况下共用一组，分散设置，在周边内还应设有相应数量的室外消火栓，这样既可以有效控制工程成本，也能保证消防的安全使用。
2.3消防管网设计。对于消火栓系统，消防管网应设置成环状，这样当管网进行检修，关闭检修段，突发火灾时，室内消火栓和室外消火栓均能使用。因此环状管网上的阀门需合理设置，确保检修时，建筑有一路消防供水。对于自动灭火系统，因系统的末端需要试水，故湿式报警阀后的管网成支状布置，如有多组湿式报警阀组，则在湿式报警阀前成环状布置，阀后成支状布置，系统中的阀门多为信号阀或带有信号装置的阀门。高层建筑因建筑高度和区域集中供水，静压较高、输水管网较长，故消防给水系统压力通常较高，所以设计中选用的设备、管材管件、阀门和配件等系统组件的产品工作压力等级，应大于消防给水系统的系统工作压力，保证系统在可能最大运行压力时安全可靠。消防管网应独立于其他供水管网，保证各种消防管道使用的安全性，在特殊情况下室内消火栓室外埋地部分也可和室外消火栓系统管网合用，但同时应设置阀门进行划分。为了让消火栓灭火系统充分发挥自身的作用，还需认真做好消防系统管网、阀门等配件的安装和试验工作，保证消防管道安全和牢固性，让其在建筑灭火救援的过程中，充分发挥自身的作用。
3结语
随着时代的不断发展，对高层建筑消防给水系统设计提出了更高的要求。针对当前高层建筑消防给水系统设计中出现的问题，应该引起足够的重视，仔细研究工程方案，然后采取针对性的设计，充分保证设计效果，避免在设计中出现失误。
作者:钮青 单位:南京环宇建筑设计院