高层建筑消防给水系统给水方式的选择
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摘 要：在我国经济飞速发展、人口急剧增长国情下，高层和超高层建筑如雨后春笋般拔地而起。现如今高层建筑保有量巨大，且大多的高层建筑功能较为复杂，这给如今的消防给水系统带来了一定的难度。而消防给水系统决定着消防系统是否能够正常运行，它与人们的生命安全和财产安全息息相关，因此给水的方式也越来越被重视，同时也有了更多的选择空间。本文阐述了高层建筑消防给水系统方式的选择的重要性，进而分析了在高层超高层建筑日益增多的情况下选择消防系统给水方式的一些些问题，最后对如何科学选择高层建筑的给水方式做出了阐述[1]。
关键词：高层建筑;消防系统;给水方式
1 高层消防给水系统类型现状概述
1.1 自动喷水灭火系统概述
自动喷水灭火系统为全球公认控制、扑救初期建筑火灾最有效灭火方式之一，根据设置场所的建筑特征、环境条件和火灾特点选择喷头开启形式闭式系统、开式系统二种，闭式系统包括湿式、干式、预作用、自动喷水-泡沫联用自喷系统;开式系统分为雨淋、水幕、喷雾系统。湿式系统优点及时灭火、管理维护方便、运行速度快。缺点设置建筑环境温度需在4℃～70℃间，否则会出现管道内水受冻无法出水，或者高温导致管道组件受损破坏，无法正常工作。干式系统优点可设置于4～70℃建筑环境，弥补湿式系统缺点;干式系统缺点火灾时，需通过空压机排气冲水，会出现滞后喷水现象，不能及时灭火。自动喷水灭火系统灭火剂根据建筑环境选择水、惰性气体、化学物品。
1.2 室内消防栓给水系统概况
消火栓灭火系统是我国最基本的灭火系统，严格要求每层设置，根据建筑类别、高度、防火分区决定消火栓数量，根据消火栓水带长度25m，在合理距离内敷设消火栓;根据建筑高度、市政压力、建筑供水方式，选择消火栓供水分区、消防水池、屋顶消防水箱。根据现在的相关设计规范的要求，消火栓水枪充实水柱不小于13m，栓口动压均不小于0.35MPa，且栓口出水压力不大于0.5MPa，选择消防水泵及设置減压稳压消火栓。
2 目前的消防给水方式
2.1 高位消防水池给水
高位供水方式是通过将计算后所得消防水池设置在高于其所服务的水灭火设施（一般位于建筑屋顶），并在火灾前用加压水泵将发生火灾时所需要的水一次性全部输送到楼顶的消防水池中储存。发生火灾时，依靠该水池的容量和通过重力供水的方式为火场供水灭火。此类消防供水方式优点：及时供水灭火系统，及时灭火;缺点：需要楼顶有较大的空间建设消防水池，无法保证消防水池及时补水。适用于楼顶有较大空间的普通高层。
2.2 低位水池联合专用的消防水泵组给水
消防泵是整个消防系统核心，占有非常重要的地位，通过控制箱为消防泵配电及消防信号传至消防控制室，可自动控制消防泵开启及故障检测等。采用增压、稳压方式，利用屋顶消防水箱+稳压泵+增压泵结合，有效解决最不利喷头和消火栓水压问题。发生火灾，屋顶消防水箱提供建筑初期消防用水量，同时开启地下消防水泵房增压泵，将消防水池消防水输送消防管道灭火。其优点保证最不利点消火栓或喷头水压要求，缺点稳压泵与增压泵同时开启，水箱不能有效调节自身容积，频繁启闭稳压泵会导致其受损破坏，适用于大部分高层建筑。
2.3 用消防气压罐给水
气压罐+稳（增）压泵+消防水箱方式，该方式有效解决消防水箱+稳压泵+增压泵缺点，提高消防系统增压、稳压稳定性及可靠性，并由于稳压泵直接从高位消防水箱吸水，大幅度降低稳压泵参数，因此，建议高层建筑设计采用此方式增压、稳压。
2.4 自动调速变频恒压给水
自动调速变频恒压给水方式在消防设计中是一种能效较高的节能的消防给水方式。其理论设计思路为利用自动调速变频恒压技术，精确而严格的检测管网的压力，是相对水泵转速的实时科学调控，保持管网的恒压。特点还在于要设计一用一备的消防主泵，同时配套一台全自动的调频泵。这样可以在水压出现较小波动时可以启动调频泵，当变化较大时再启动主泵。同时为了保障消防系统的可靠性稳定性都要配备用电源或者发电机。这种方式提高了消防安全的可靠性，避免了专用消防水泵供水方式中的长时间闲置所导致的锈蚀现象。该方案的缺点在于调频设备的价格较为高昂。
3 高层建筑消防给水系统的给水方式选择
3.1 分区原则
（1）系统工作压力大于2.40MPa;（2）消火栓栓口处静压大于1.0MPa;（3）自动喷水灭火系统报警阀处工作压力大于1.6MPa或喷头处的工作压力大于1.20MPa。一般情况，高层建筑项目设计消防给水分区在45m～55m范围中，保证供水压力及供水效果，利于消防员现场扑救。
3.2 不分区的给水方式
一个水源，消防水池及消防水泵设置于地下，消防泵扬程在50m到100m之间，建筑高度大于50m，受消防泵扬程的限制可能对火灾扑灭的可靠性造成影响。建筑高度不大于50m，消防给水系统相对简单，但对设备、管材的耐压性有较高的要求，因此通常将50m做为分界点。
3.3 分区给水方式
分区给水方式分为减压阀给水、并联给水和串联给水。减压阀给水方式，减压阀设置于消防立管或水平干管上，其主要由消防水池+消防水泵+屋顶水箱组成，水泵扬程在100m～170m之间，适用高度为70m～130m建筑物，减压阀给水方式优点，相对于其他给水方式水泵数量减少，泵房面积减少，设计和施工较为简单，造价低，其缺点有国产产品质量不可靠安全，需要国外进口，造成建筑费用增加。并联给水方式，高、低区分别设置高位水箱+消防泵，每个高位水箱独立供水，对水质要求低，消防泵设于地下消防水泵房，但不能超过三个分区。并联给水方式优点，由于高、低区供水互不影响，因此供水较安全可靠;缺点相对于减压阀给水方式占用面积较多，造价相对较高，同样适用于70m～130m建筑高度。串联给水方式，消防水箱设于建筑中间某层，高区火灾时，联动低区消防泵为高区环网供水，主要防止水泵扬程过高，通常需要将消防供水系统分为三个竖向分区，此方式优点选择水泵扬程较低，不需选择耐高压管材管件，造价降低;缺点消防水箱占用建筑面积较大，且需要做好防震和隔音，且供水安全性较差，适用于130m～200m超高层建筑。
4 结论
通过分析、研究优化设计高层建筑消防系统给水方式，通常4℃～70℃建筑环境选择湿式自动喷水灭火系统，除此之外选择干式自动喷水灭火系统。根据建筑高度、类别、消火栓水带长度敷设消火栓。消防给水方式选择消防水池+变频机组+屋顶水箱+气压罐+稳压泵，独立消防给水，即可达到增压又可稳压，系统安全可靠。消防系统给水方式选择，建筑高度不高于50m，不分区，消防系统相对简单;50m～130m选择并联给水方式，消防集中设于消防水泵房，方便管理;130m～200m选择串联给水方式，水泵要求较低，造价相对较低。
5 展望
在社会经济飞速发展下，人们对城市发展要求越来越高，城市化进程向前推进越来越快，城市土地越来匮乏稀缺，是推进建筑向高层或超高层发展的主要动力，高层建筑火灾预防与行之有效灭火系统设计关乎人民生命安全和财产安全，显得尤为重要。本文通过分析高层建筑消防系统给水方式优缺点及存在差异，加强相关设计人员对消防系统给水方式理解，因地制宜选择合理消防给水方式。
参考文献：
[1] 李茜.高层建筑消防给水系统给水方式的选择研究[J].规划设计，2018（8）：64.
[2] 钱玲.高层建筑的消防给水系统设计[J].泰州职业技术学院学报，2013（2）：72～75.
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