超高层建筑消防给水系统分析

超高层建筑消防给水系统分析超高层建筑消防给水系统分析关键词：给水，高层建筑，系统分析超高层建筑消防给水系统分析本文简介：摘要：结合杭州某超高层（建筑高度273.800m）工程设计，探讨超高层建筑消防给水系统，比较临时高压和高压消防给水系统两种供水方案。经论证，该工程采用高压消防给水系统，局部采用临时高压消防给水系统。关键词：超高层；临时高压消防给水系统；高压消防给水系统近年来在杭州召开G20以及即将举办亚运会助力下，超高层建筑消防给水系统分析本文内容：摘要：结合杭州某超高层（建筑高度273.800m）工程设计，探讨超高层建筑消防给水系统，比较临时高压和高压消防给水系统两种供水方案。经论证，该工程采用高压消防给水系统，局部采用临时高压消防给水系统。关键词：超高层；临时高压消防给水系统；高压消防给水系统近年来在杭州召开G20以及即将举办亚运会助力下，杭州发展迅速。因此杭州150米以上超高层建筑如雨后春笋般拔地而起。建筑功能也趋于复杂，如何安全、经济、合理地设计好超高层建筑消防给水系统，是工程师必须认真思考的问题。现笔者根据我院某项目超高层（建筑高度273.8m）设计，探讨超高层建筑消防给水系统。1工程概况本项目位于余杭区，总建筑面积45万m2。待讨论工程是5号楼，地下三层，地上为273.8m超高层。主要功能为酒店、办公。14层及以下为酒店，16及以上为办公，分别在15、30、45层设避难层和设备机房。工程按大于150m一类超高层建筑作防火设计。2相关规范对消防给水系统要求若想安全、经济、合理的设计超高层建筑消防给水系统，系统分区是首要解决的问题。对此，《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014，以下简称《消水规》）做了明确规定：①系统工作压力大于2.4Mpa时，系统应分区供水；②当系统工作压力大于2.4Mpa时，应采用消防水泵串联或减压水箱分区供水形式［1］。本工程建筑高度273.8m，按规范应采用消防水泵串联或减压水箱分区供水形式。针对两种供水方案，作如下比较。3设计方案比选3.1消防给水系统概况5号楼采用市政水作为消防水源，室内设消防水池。自喷灭火系统分区同消火栓系统，两种供水方案均以后者为例讨论。消防用水量详见表。3.2临时高压消防给水系统消防水泵串联分区即临时高压消防给水系统，仅火灾时自动启动消防水泵以满足水灭火设施的压力和流量。系统组成：消防水池630T（地下一层）、中间转输消防水箱100T（30层）、消防转输水泵（地下一层）、低区消火栓恒压水泵（地下一层）、高区消火栓恒压水泵（30层）、屋顶水箱100T（屋顶机房层）、稳压设备（屋顶机房层）、水泵接合器及管网。消防水池630T包括表中②③⑤用水量。其中③④用水量取最高者。中间转输水箱按规范及水泵房面积情况，设水箱有效容积为100T［1］。屋顶水箱按规范，设有效容积100T［1］。系统分区：以30F为界，系统垂直方向分高、低两大区，各区根据压力经减压阀组再分三个小区。-3F～6F为XD1L区，由低区消火栓泵减压供水；7F～15F为XD2L区，由低区消火栓泵减压供水；16F～25F为XD3L区，由低区消火栓泵供水；26F～37F为XG1L区，由高区消火栓泵减压供水；38F～49F为XG2L区，由高区消火栓泵减压供水；50F及以上为XG3L区，由高区消火栓泵供水。临时高压消防给水系统仅需要在底部设置储存全部消防水量的水池，中间转输和屋顶消防水箱只需满足规范即可，从经济性、建筑功能布局和结构受力角度讲，均受益。虽火灾发生时，需要有启动水泵的过程，但5号楼功能简单，主要为酒店和办公，且酒店本身管理相对完善，超高层办公安全巡检严格，再加上水泵均一用一备，亦可做到安全可靠［2］。3.3高压消防给水系统减压水箱分区供水即高压消防给水系统，能始终保持灭火设施所需压力和流量。系统组成：屋顶高位消防水池630T、地下转输消防水池100T（-1F）、中间转输兼减压消防水箱100T（31F）、低区消防转输水泵（-1F）、高区消防转输水泵（31F）、屋顶高区消火栓泵、消火栓稳压设备、水泵接合器及管网。高位水池630T包括表中②③⑤用水量。其中③④用水量取最高者。中间转输水箱和地下转输水池按规范，设计取值100T［1］。系统分区：消火栓系统竖向以22F为界，分为高、低两个大区。-3F～7F为低一区，由中间减压水箱减压供水。8F～22F为低二区，由中间减压水箱供水。23F～37F为高一区，由屋顶高位水池减压供水。38F～50F为高二区，由屋顶高位水池供水。51F及以上为高三区，由高区消火栓泵直接供水。超高层建筑火灾危险性大，火势蔓延速度迅速，人员疏散困难，扑救难度大，极易导致巨大的人员伤亡和经济损失。另由于建筑高度超过普通消防车扑救范围，需要安全性更高的消防系统。临时高压消防泵控制系统较为复杂，尤其高区消防时，消防泵的启动需一系列设备联动完成，存在电器或机械故障风险，一旦联动出现问题，将直接影响灭火。高压消防系统时刻保持供水压力和流量，一旦火灾发生，无需启动水泵，最大限度提高消防系统可靠性。虽全部消防水量存于高位消防水池中，增加结构负荷，但对结构体系影响不大，且对建筑抗震起到一定积极作用［3］。3.4消防专家评审会论证结果杭州地区建筑高度超过250m，需召开消防专家评审会来确定最终消防系统。会上笔者提供上述两种方案，经讨论后，一致认为高压消防给水系统更适合本工程，即适当增加结构负荷及经济投资，以保证5号楼消防给水系统的可靠性。此外，专家还提出如下几点修改，完善高压消防给水系统：①由于窗玻璃自喷冷却系统用于首层，火灾发生时，需从250米高的高位消防水池取水，经减压水箱，再经减压阀，水才到达窗玻璃自喷冷却系统喷头。若采用临时高压形式，则可直接从地下转输消防水池取水用于救火，反而更便捷。则将这部分用水量合并于地下转输消防水池，设计取值200T，屋顶高位消防水池580T；②中间转输兼减压消防水箱分开设置，按规范要求，转输水箱设计取值64T，减压水箱设计取值18T。③按最新消防纪要要求，每层增设双出口泡沫消火栓系统。4结论（1）杭州地区建筑高度超过250m，需召开消防专家评审会，超高层建筑火灾危险性大，蔓延迅速，难扑救，宜首选高压消防给水系统。（2）虽全部消防水量储存于高位消防水池中，增加结构负荷，但对结构体系影响不大，且水池靠近建筑中心位置，对建筑抗震起到一定的积极作用。（3）系统设计需充分考虑消防灭火设施实际使用情况，便于设施快速灭火，必要时高压和临时高压消防给水形式可以同时设计，如5号楼窗玻璃自喷冷却系统。参考文献［1］消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-2014［S］.［2］谢蓉.超高层建筑消火栓系统设计探讨［J］.给水排水，2007（33）：284-285.［3］张怡，陈浩.珠海国际红酒交易中心消防给水系统设计思考［J］.给水排水，2014，40（3）：52-56.作者：徐云飞单位：浙江省建筑设计研究院