高層建筑消防給水系統設計

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1消防給水系統的分類與分區

項目采用超限高層建筑中廣泛采用的中間水箱轉輸的水泵串聯臨時高壓供水系統，分1、2二個區。1區分低區和高區，1區供地下室至26層，其中低區供地下室至15層，高區供16~26層，低區和高區采用減壓閥進行減壓分區。1區消防水泵和2區轉輸水泵設于地下室一層水泵房內，從消防水池吸水。2區供27~49層，2區消防水泵和中間轉輸水箱設于31層泵房內，轉輸水箱同時起著2區消防水泵的吸水池和1區消防給水屋頂水箱的作用,其儲水有效容積按15~30min消防設計水量經計算確定,并不宜小于60m3。2區高位水箱設于48層，水箱有效容積為18m3。

2消防給水系統的設計

2.1室外消火栓給水系統

根據規范，室外消防用水設計秒流量為30L/s。分別從蔡嶺路和縱二路市政管網各引一條DN200供水管，在室外成環狀供水管網。在室外環狀消防水管網上設7個室外消火栓，每個消火栓設計水量為15L/s，滿足室外消防的需要。

2.2室內消火栓給水系統

2.2.1設計參數根據規范，室內每層均設消火栓保護。消火栓設置間距保證相鄰二個消火栓的水槍充實水柱同時到達室內任何部位。當建筑高度超過100m的高層建筑，水槍的充實水柱不小于13m。建筑高度大于50m的一類公共建筑的室內消火栓系統設計秒流量為40L/s，消火栓栓口處的出水壓力大于0.5MPa時，應采取減壓措施，減壓后壓力不小于0.35MPa。當消火栓口的靜水壓力大于1.00MPa時,應采取分區給水系統。本工程建筑高度為219.55m，故給水分區分1區（低區、高區）和2區二個區。

2.2.2水泵的選型消火栓給水系統的水泵有1區加壓泵、2區加壓泵和2區轉輸泵。其中1區消火栓加壓泵與2區消火栓轉輸泵設于地下一層消防水泵房內，從消防水池內吸水，2區消火栓加壓泵設于31層（避難層）泵房內，從轉輸水箱內吸水，水泵的型號及參數如下：1區加壓泵：XBD40-170-HY(Q＝40L/s，H＝170m，N＝110kW)，一用一備；2區加壓泵：XBD40-120-HY(Q＝40L/s，H＝20m，N＝90kW)，一用一備；2區轉輸泵：XBD40-160-HY(Q＝40L/s，H＝160m，N＝110kW)，一用一備。1區和2區分別設置3套DN150消火栓水泵接合器，水泵接合器設于室外地面。當1區發生火災時，1區加壓泵開始工作，為1區消火栓提供消防用水，同時消防車也可通過1區水泵接合器直接供水至1區消火栓系統。當2區發生火災時，轉輸泵及2區消火栓加壓泵同時工作，轉輸泵的作用是滿足2區消防時消火栓用水量的補給，消防車通過2區水泵接合器直接供水至31層轉輸水箱，補充2區消火栓用水。同時為確保2區最不利點消火栓靜水壓力不低于0.15MPa，在48層泵房內設置額定工作壓力為0.15MPa、氣壓罐的調節水容量為300L的消火栓系統增壓設施。

2.2.3系統的減壓1區低區和高區之間采用減壓閥進行分區，減壓閥設于15層頂板下，采用兩個可調式減壓閥串聯的形式，閥后壓力為0.35MPa。消防立管分別在低區和高區單獨成環。同時根據規范，當消火栓栓口處的出水壓力大于0.5MPa時，應采取減壓措施，所以本工程的1～10、16～24、27～44層消火栓采用減壓穩壓消火栓，消火栓栓口壓力為0.35MPa。室內消火栓系統原理圖。

2.3濕式自動噴水滅火系統

2.3.1設計參數根據規范，本項目自動噴淋系統設計秒流量為50L/s，地下室部分按中危險（Ⅱ）級設計，噴水強度8L/min•m，作用面積160m2。地上部分按中危險（Ⅰ）級設計，噴水強度6L/min•m，作用面積160m2。規范中關于自動噴水滅火系統采取分區給水的要求是報警閥處的工作壓力大于1.60MPa或噴頭處的工作壓力大于1.20MPa，大于消火栓給水系統分區要求的消火栓靜水壓力的1.00MPa，故本項目自動噴水滅火系統采用與消火栓給水系統相同的給水分區。

2.3.2水泵的選型噴淋給水系統的水泵有1區加壓泵、2區加壓泵和2區轉輸泵。其中1區淋加壓泵與2區噴淋轉輸泵設于地下一層消防水泵房內，從消防水池內吸水。2區噴淋加壓泵設于31層（避難層）泵房內，從轉輸水箱內吸水。水泵的型號及參數如下：1區加壓泵：XBD50-180-HY(Q=50L/s，H=180m，N=160kW)，一用一備；2區加壓泵：XBD50-140-HY(Q=50L/s，H=140m，N=132kW)，一用一備；2區轉輸泵：XBD50-160-HY(Q=50L/s，H=160m，N=160kW)，一用一備。1區和2區分別設置4套DN150噴淋水泵接合器，水泵接合器設于室外地面。當1區發生火災時，1區加壓泵開始工作，為1區噴淋系統提供消防用水，同時消防車也可通過1區水泵接合器直接供水至1區噴淋系統。當2區發生火災時，轉輸泵與2區噴淋加壓泵同時工作，轉輸泵的作用是滿足2區消防時噴淋用水量的補給，消防車通過2區水泵接合器直接供水至31層轉輸水箱，補充2區噴淋用水。同時為確保2區火災初期最不利點噴頭的供水壓力不低于0.1MPa，在48層泵房內設置噴淋氣壓罐增壓設施，氣壓罐的總有效調節水容量為150L。3.3.3濕式報警閥及減壓閥、減壓孔板的設置根據規范，每個濕式報警閥控制的噴頭數不超過800個。本工程共設17個濕式報警閥，1區低區設9個濕式報警閥，其中地下室6個，上部1~15層3個，報警閥設于地下一層消防泵房內。1區高區的3個濕式報警閥設于15層(避難層)的報警閥間內，從1區專用噴淋泵后引二根DN200的噴淋管進行供水。2區于31層（避難層）泵房內設置5個濕式報警閥。根據每個報警閥所控制的樓層的高度不同在報警閥前設置不同減壓效果的減壓閥或減壓孔板，同時根據規范，各防火分區水流指示器前壓力大于0.4MPa時用減壓孔板進行減壓。

2.4消防水池、水箱

消防水池設于地下一層消防泵房內。消防水池貯水量計算如下：室內消火栓40L/s，火災歷時3h，一次滅火用水量432m3；自動噴淋50L/s，火災歷時1h，一次滅火用水量180m3；合計消防水池貯水量612m3。根據規范，當采用消防水泵轉輸水箱串聯時，轉輸水箱的有效儲水容積不應小于60m3，一類公共建筑高位消防水箱的消防儲水量不應小于18m3；所以消防水池、轉輸水箱及高位消防水箱有效儲水容積分別為612m3、60m3、18m3．

3結語

采用中間水箱轉輸的水泵串聯臨時高壓供水系統，將消防水池及水泵房設于地下室，上部建筑僅設置轉輸水箱及2區加壓水泵，不僅能夠有效地利用建筑空間，減少結構荷載，同時串聯供水還能夠減少管道的數量、降低對管道壓力的要求，減少管道的維修，在一定程度上降低了整個工程的造價。雖然與常高壓供水系統相比需要在著火初期采取手動或自動的方式啟動加壓設備，但對于一個管理完善、且平時安全巡檢嚴格且加壓設備設有一用一備的水泵的超限高層建筑綜合體來說，是能夠做到安全可靠的。

作者：吳慧 單位：上海建筑設計研究院有限公司廈門分院