高层建筑消防给水系统给水方式的选择
摘要：本文主要介绍了高层建筑消防给水方式的选择，探讨了分区供水中的相关问题。
关键词：高层建筑；消防供水方式；选择
前言
高层建筑由于很多自身的特点，比如功能繁杂、空间跨度比较大的本构，如果出现了火灾就很难快速对其扑救，往往造成的损失庞大，后果非常严重，所以必须要为高层建筑配备可靠完善的消防系统，这可以很好的遏制初期火势的蔓延，在很大程度上降低人员伤亡以及财产损失。我国目前还未制定完善的高层建筑消防设计标准和规范，当高层建筑出现火灾的时候，最大的困难就是消防供水问题。因此，针对高层建筑消防供水系统进行研究具有重要的现实意义。
一、高层建筑消防给水方式的选择
建筑物的消防给水方式一般取决于建筑物的高度，分界点分别为50m、70m、130m和200m。下文将详细分析不同高度建筑物的消防给水方式的不同选择。
1.不分区给水方式
一般来说，当建筑物的高度低于70m时，消防给水方式为不分区的给水方式，即消火栓给水系统单独为一个分区。这种给水方式会在屋面设置消防水箱和消防水泵，而值得注意的是这个高度所设的消防水泵的扬程一般只有50m-100m，这就是上文所提及到的为什么50m为一个分界点。当建筑物高度超过50m时，接近消防水泵的扬程，这将增加扑灭火灾的不确定性。另一方面，当建筑物高度不超过50m时，其消防给水方式大多以系统简单为主，同时设备简洁，对管道的材料和各种设备的耐压性要求较高。因此，在日常的消防设计里，为体现“自救为主，外救为辅”的消防设备安装原则，建筑物高度为50m以下的将会采取不分区的消防给水方式。
2.分区给水方式
建筑物高度为70m-130m时，可采取有两个竖向分区的分区给水方式。这种给水方式包括串联和并联分区供水两种模式。分区给水方式设备比其他类型的消防给水方式多了竖管设备，因此造价也比其他给水方式高，占地面积变大，大部分建筑物都不采用这种给水方式。但在某些旧式的高层建筑中仍会采用，例如花园酒店等。同时，这种消防给水方式的每个分区的消防水泵单独运行，提高了消防系统的可靠性。分区给水方式分为两大类：减压供水方式和并联供水方式。当建筑高度为70m-130m时，可采用两个竖向分区的消防给水方式或并联分区供水方式。上面提到的两种给水方式是现时我国高层建筑物使用率比较高的。以下是减压阀分区给供水方式、并联分区供水方式和串联分区供水方式的详细介绍。
（1）减压阀给水方式。减压阀给水方式是我国消防给水技术发展得最为迅速的，其设备主要包括室内设立的水箱和消防水泵，消防水泵的扬程一般为100m-170m。这种给水方式能够迅速发展并广为民用是因为这种给水方式所用的水泵机组较少，因此泵房占地面积变小，有利于设计和施工，给水系统也变得简单，便于使用，造价也有所降低。值得一提的是，当使用减压阀替代减压水箱的时候，可以减少建筑面积，节约工程的投资和简化给水系统，因此建筑高度为70m-130m的建筑物比较适宜采取这种供水方式。
（2）并联分区供水方式。这种供水方式的消防水箱主要设于高区和低区，这两个分区的消防水箱都可独立给水，水质要求并没有减压阀分区给水方式那么高，安全性能较好。要注意的是这种供水方式的消防水箱的分区不可超过三个，以免安全系数有所下降，但允许建筑物设置高位水箱。和减压给水方式相比，由于在低区增设了一个消防水箱，设备的占地面积有所增加，造价也提高了。尽管如此，并联分区供水方式可根据实际情况灵活增减水泵数量，便于设计和安装施工，因此，在日常设计中，这种给水方式也是首选方案之一，多用于建筑高度为70m-130m的高层建筑物。
（3）串联分区供水方式。当建筑物高度为130m-250m时，消防水泵的扬程容易会过高，安全性能降低，这时高区供水可采用串联分区供水方式。工作原理是高区（130m-200m）供水由下一个分区（130m-200m）的水箱中抽水，这时高区的水泵扬程一般是100m左右，一般地说，这种情况下会分为三个竖向分区。由于每个分区的消防设备占用面积较大，因此对于楼层的隔音和防震动功能要求较高，同时也要提高设计质量，加强消防设备的日常管理和维修。当建筑物高度超过250m时，应按《高层民用建筑设计防火规范》的有关规定，采用特殊的防火设备和措施，并根据实际情况选择适合的给水方式，但串联分区给水方式仍然为给水系统的总体。
二、分区供水中需探讨的几个问题
1.消防车供水范围外的分区是否需要设置水泵接合器的问题
《高层民用建筑设计防火规范》规定：“消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器。”但有部分设计院在设计时，对200米以上的分区没有设置水泵接合器。但作者认为消防车的供水范围与能力是个动态变化的过程，就拿广州支队的主战车辆五十铃水罐消防车来说，其车载水泵基本都是中低压泵，水泵扬程在1.0～2.0MPa范围之间，理论上，可以供水高度可以达到200米，实际测试过程中可以达到160米左右的供水高度。另外的UD水罐消防车水泵出口压力可以达到2.5MPa，在单车供水能力测试中可以供到226.5米的范围。此外，压缩空气泡沫在高层建筑灭火工作中的应用也越来越广泛，压缩空气泡沫成为高层建筑灭火剂已成为一种趋势，上海消防总队在消防车供水能力测试时的数据表明，单车供泡沫能力可以达到375米，因此，不论是消防车供水范围内还是供水能力范围外的分区都应设置水泵接合器，以适用装备的发展。但应考虑供水管网和水泵接合器接口所能承受的压力。同时，在供水管网充满水时，如何同时供应压缩空气泡沫仍需进一步实验探索。
2.串联供水时，中间水箱的设置高度问题
在第一节中，作者已经提到，超高层建筑中经常会采用串联供水方式，但在实际工作中一些设计院在设置中间水箱时没有考虑当地消防车供水范围，导致消防车根本不能供水至中间水箱，如当地主战消防车的供水高度如仅有120米，中间水箱设置在130米高度处，则难以满足串联供水的要求。或者将中间水箱位置设置过低造成本来在消防车供水范围内的分区无水泵接合器至分区管网，这主要源于一些设计院习惯将中间水箱以上分区的水泵接接合器直接接至中间水箱导致。因此，中间水箱的设置高度问题要与当地消防装备的发展保持一致。
3.供水竖管未接至分区管网最高层的问题
试想，如果高区最高层着火，而中间一些消火栓因维护保养不到位被破坏漏水，此分区最高层的消火栓会不会有水？新疆德汇大厦灭火救援中曾出现过这样的问题，无论消防车怎么向水泵接合器供水，室内灭火用的消火栓水压和流量没有明显变化，导致内部消防设施灭火效率大打折扣。可以这样理解，这样的设计至少会大大降低系统的可靠性。因此，建议供水竖管应接到分区最高层。
三、结束语
随着建筑行业新技术、新材料的高速发展，必将会对建筑给排水技术提出更高的要求，为了适应和推动高层建筑的发展，从事给排水工程的技术人员必须不断改进和提高技术，使高层建筑给排水技术达到一个新的高度。
参考文献：
[1]李华东.消防给水系统实用技术研究[D].重庆大学硕士论文，214.（06）