时间：2023-10-05 10:39:25
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前言
现代社会的发展，城市化进程逐步深入，各项建设活动十分频繁，高层建筑的建设也成为了十分普遍的项目，该行业的发展十分迅速。而其中超高层建筑是指高度超过100米的建筑，该类建筑在设计是需要考虑的因素较多，包括外观设计、环境和谐、节能环保、抗震因素、结构合理等，因此在消防设计方面受到较大的限制及影响，其规范与制度尚未与建筑设计及建筑行业的发展形成相应的系统，使得超高层建筑的在给水及消防设计方面存在较多的问题，也造成了许多安全的隐患，时刻威胁到人员的生命财产安全，需要予以重视，保障建筑物的使用安全并延长其使用寿命，创造出良好的经济效益及社会效益。
1.超高层建筑设计施工特点
超高层建筑一般是指民用建筑，规格要求是在40层以上，高度则需要超过100米。由于其高度大，在设计原则及施工工艺方面相较一般高度的高层住户有着较大的差异，包括电梯的数量、消防设施位置的选择、设置方式、通风排烟设备的安装等，且人员安全疏散的方式及程序较为复杂，需要强化其建筑结构抗震性能及最大载荷。在施工方面，由于超高层建筑的高度大，气势宏大，外墙面的装修所需的材料相对较为高档，需要投入的成本也相对较高。
2.给水及消防要求
超高层建筑的特殊性决定了建筑标准更高，使用给水设备的人员数量较多，水量消耗较大，如果给水出现异常而导致停水或者排水管道被异物堵塞，会直接严重影响到人员的正常生活及消防工作，且波及范围广阔。由于超高层建筑的装饰材料种类丰富，且区域内的竖向分区数量多，在进行消防工作时，需要的动力设备种类丰富，使得该项工作有较大的困难。不同性质及形式的高层建筑被分为不同的类型，而各种类型的建筑的要求也有所区别，包括耐火等级、防火分区、消防设施、防火间距、安全疏散等，不仅需要符合高层建筑消防安全的要求，还需要兼顾成本投入，保障经济效益。因此，从建筑使用性质，火灾危险性、疏散和扑救难度方面进行考量，超高层建筑被规划至一类高层建筑的范围内，再将其细化，其主体部分、地下室的耐火等级均为一级，而裙房的耐火等级需要高于二级[1]。
3.给水设计内容
3.1合理选择给水方式
《建筑给水排水设计规范》中对于排水设计有着详细的规定，因此其设备的使用要求也有所不同，一般来说，根据压力的不同，高层建筑的供水方式可以分为两个类型，即重力或压力供水方式和减压供水，具体情况如下：①重力或压力供水方式 生活用水会或者消防给水系统，一般会选择重力或者压力供水方式，即在建筑中设置高位水箱、气压水箱，以达到静压和动压规范要求，且由于高层建筑的供水任务繁重，需要先将其划分数量不等的区域，进行分区供水，能够有效的保障建筑物内的各个人员的用水；②减压供水方式 某些建筑的特性适应于减压供水方式，在设计生活及消防给水系统时，则需要使用一组水泵实施一次性加压，该供水方式中使用的是减压阀，而并非一般的中间水箱，因此大大的减少了楼层空间的使用，其不仅能够降低动压，也能够降低静压，且具有安装施工方便、操作简单灵活，避免出现噪声扰民的现象，也减少了二次污染，需要的水泵较少，在进行设备及管理及维护时较为简单，成本较低[2]。
3.2合理设计中间转输水箱
超高层建筑中传输水箱的使用极为广泛，其根据用途的不同可以分为生活用水转输水箱及消防转输水箱两种类型，具体情况如下：②生活用水转输水箱 该类水箱的转输调节容积适合于取转输水泵5min一lOmin的流量，进行生活给水的转输，其主要功能在于可以作为上区加压水泵的吸水井，也能够调节下区转输泵的容积；①消防转输水箱 该类水箱的主要功能在于可以作为上区输水泵的吸水池，并能够作为本区消防给水的屋顶水箱，其储水容积的确定需要根据15min～30min的消防设计进行计算，得出最后的结果，且一般需要要超过60立方米[3]。
4.消防设计内容
4.1隔离设计
防火隔离设计是消防设计中的内容，其对于控制火势蔓延有着十分重要的作用，内容页较为丰富，具体如下：①防火门 防火门需要具有良好的耐火性，属于平开形式，且朝向人员疏散的方向，能够自动关闭，及时发送信号，处于关闭状态时可以人工启动其中任意一侧，该设计能够有效的防止火灾迅速蔓延。②防火墙 在设置防火墙时，尽量不要选择高层建筑中内转角的位置，施工时将其砌至梁板底部，不留死角，保温材料应选择不可燃烧的材料。墙体上不能设置可以自动关闭的门窗等设施或者输送可燃气体及液体的管道，其与两侧的门、窗及各类洞口之间的最小距离需要超过2m。③防火卷帘 如果建筑物由于各种因素选择防火卷帘，则应在其两侧设置闭式自动喷水灭火系统，喷头的间距需要超过2m。如果防火卷帘的位置处于疏散走道中，其两侧则需要设置自动手动两用且机械控制性良好的启闭装置[4]；④分区防火 火灾发生后，火势会根据敞开式自动扶梯、跨层窗、走廊等开放性设施向上发展，因此需要进行竖向防火分区控制。根据建筑物的具体情况，将若干个楼层划分为一个分区，使用非燃烧体的钢筋混凝土制作楼板，能够有效控制火势的发展。
4.2灭火设计
灭火设计包括室内消火栓及室内电梯，其作用及设计方式都有较大的区别，具体内容如下：①室内消火栓 建筑主体的内部需要配备数量较多的消火栓，包括各楼层公共走廊、公共通道、避难层内等，室内的消火栓箱内需要配备消防卷盘，一旦出现火灾，人员或者消防源能够及时使用，方便灭火自救。消防电梯前室及防烟楼梯间的合用前室内也需要设置消火栓，该位置的消火栓是方便消防队员及时就近取水灭火，因此，不能随便动用。另外需要在屋顶设置消火栓，其功能不仅在于灭火，还能够检查消火栓压力；②消防电梯 消防电梯在一般情况下属于服务电梯，在发生火灾的情况下，消防人员则可以进行灭火救援，或者通过其将老弱病残人员及受伤人员转移至安全地带[5]。
5.总结
随着城市建设步伐的加快，超高层建筑的建设事业成为了较为普遍的工程项目。高层建筑建设方面的规章制度等已经形成完整的系统及质量标准等，而在建筑消防设计方面却尚未与之形成对应的体系，另外，高层建筑度在施工建设是需要考虑各个方面的因素，综合把握，因此消防设计也受到了较大的限制，给建筑的安全带来了较多的隐患。本文仅从一般的角度分析了超高层建筑给水及消防设计基本内容，实践活动中还需要相关人员先掌握超高层建筑的规模、整体结构、施工水平、消防要求、周边环境等，遵循科学的设计原则制定出符合实际情况的设计方案，形成完善的消防系统，保障人员的生命财产安全，延长使用建筑物的使用寿命，创造出良好的经济效益及社会效益。
参考文献：
[1]张梅红，赵建平.超高层建筑防火设计问题探讨[J].消防科学与技术.2010（03）：217-219.
[2]张蕾.浅析超高层建筑消防设计——以重庆环球金融中心为例[J].建筑设计管理.2011（04）：73.
[3]魏修全.浅谈超高层建筑的防、灭火理论及预防技术[J].科技信息.2012（27）：477-488.
[4]王兴中.试论高层民用建筑室内消防给水系统的供水方式[J].黑龙江科技信息.2012（24）：275.
[5]袁长标，张昭杰，翟瑞华.超高层建筑给排水设计中几个问题的思考[J].给水排水.2009（09）：90-93.
关键词：超高层建筑 消防给水 系统设计
随着我国经济的发展，超高层建筑近年来逐渐增多。而消防系统的设计，由于与人的生命和财产息息相关，显得尤为重要，下面以一工程实例进行讨论。
1 工程概况
沈阳某建筑占地面积约为92000，地上建筑面积约为80000，地下总建筑面积约为330000。项目包括一68层办公楼，约为350m，四层大型商场及四层地下车库。地下第三层、第四层部分为平战结合六级人防二等人员掩蔽所，包括车库，设备间等。
2 消防系统
本建筑为一类超高层民用建筑，耐火等级为一级。消防设计内容包括室内、室外消火栓给水系统，自动喷淋给水系统，灭火器配置系统，防火幕冷却保护喷淋系统，七氟丙烷气体灭火系统。
本项目消防水源由市政给水环网上分别引入两条进水管，在小市政成DN600环管。办公楼、商场及室外消火栓水缸各自从环管引出2根DN150水管进入各自消防水缸内。
2.1 消防系统用水计算
办公楼消防系统用水量
室内消火栓系统选用40L/S，运行时间为3小时，所需储水池容积为432m3，自动喷淋灭火系统选用30L/S，运行时间1小时，所需储水池容积为108m3，大净空自动喷淋系统选用60L/S，运行时间1小时，所需储水池容积为216m3，（自动喷淋灭火系统与大净空自动喷淋系统储水池容积只取较大者，所以按216m3计算）消防系统总计用水量为100L/S，储水池容积为648m3。与空调冷却塔补水（400m3）合用，储水池总容积为1048m3。
办公楼首层入口大堂净空高8―12m，喷淋系统选用流量为60 L/S，净空小于8m ，流量按30 L/S计算。
商场及地库消防系统用水量
室内消火栓系统选用40L/S，运行时间3小时，所需储水池容积为432m3，防火幕冷却保护喷淋系统选用200L/S，运行时间3小时，所需储水池容积为2160m3，自动喷淋灭火系统选用30L/S，运行时间1小时，所需储水池容积为108m3，大空间自动扫瞄定位喷水灭火系统选用42L/S，运行时间1小时，所需储水池容积为151.2m3，（自动喷淋灭火系统与大空间自动扫瞄定位喷水灭火系统储水池容积只取较大者，所以按151.2m3计算）消防系统总计用水量为282L/S，储水池容积为2743.2m3。与空调冷却塔补水（244.8m3）合用，储水池总容积为2988m3。
室外消火栓系统选用30L/S，运行时间为3小时，所需储水池容积为324m3。
2.2 消火栓系统
室外消火栓系统用水从设于地库四层的消火栓水池经专用消防水泵吸取加压后经过埋地的环网管提供。室外消火栓采用地下式。系统设两台室外消火栓水泵(一用一备), 扬程为0.6MPa，流量30L/S。
在首层设置三个室外消火栓系统消防水泵接合器。
室外消火栓消火栓充实水栓不少于13m，栓口静止压力不大于100m水柱和动压不大于50m水柱。另在每个消火栓处设消防软管卷盘。办公楼T1座及商场的室内消防系统均为独立系统及水缸。
2.2.1办公楼消火栓系统
办公楼消火栓系统用水从设于地库四层的办公楼消防及空调补水合用水缸经专用室内消火栓水泵(一用一备) 扬程为0.96MPa，加压后通过管网送至地库四层至十层的消火栓。另有消防转运泵扬程为1.4MPa，流量为40L/s（两用一备），把消防用水供给在23层的消防中间转运水箱(90立方米)，该水箱将用作为转运及稳压之用。相同的消防中间转运水箱设于41层，59层用于运转和稳压，分区供给。在68层放置一个18立方米的高位水箱及稳压设施。
在首层设置三个办公楼消火栓系统消防水泵接合器。
2.2.2商场及地下停车库消火栓系统
消火栓系统用水从设于地库四层的消防及空调补水合用水缸经专用消火栓水泵(一用一备) 扬程为0.75MPa, 加压后通过管网送至各消火栓。系统用水流量为40L/s。在地库四层及三层设水平环网。在四层设一个18立方米的高位水箱和稳压设施。
在首层设置三个商场及地下停车库消火栓系统消防水泵接合器。
2.3自动喷水灭火系统
2.3.1自动喷淋系统
2.3.1.1办公楼自动喷淋系统
办公楼自动喷淋系统设计为中危险II级。办公楼自动喷淋系统用水从地库四层的办公楼消防及空调补水合用水缸经专用自动喷淋水泵(一用一备)， 扬程为1.06MPa,送至地库四层至十层的自动喷淋系统。系统用水流量为30L/s。
办公楼自动喷淋系统用水从设于地库四层的办公楼消防及空调补水合用水缸经专用自动喷淋水泵(一用一备) 扬程为1.06MPa，加压后通过管网送至地库四层至十层的喷头。消防中间转运水箱（与消火栓系统用同一水箱）(90立方米)设于41层，59层用于运转和稳压，分区供给。在68层放置一个18立方米的高位水箱及稳压设施。在首层设三个喷淋水泵接合器。
2.3.1.2商场及地下停车库自动喷淋系统
商场自动喷淋系统用水从地库四层的商场消防及空调补水合用水缸经专用的喷淋水泵(一用一备), 系统用水流量为30L/s, 扬程为0.85MPa，吸取加压后再通过报警阀组输送至每一个的喷头。在四层设18 m3的高位水箱及稳压设施。
于首层设置二个消防水泵接合器。
2.3.2大空间自动扫瞄定位喷水灭火系统
办公楼L67层观光台装设大空间自动扫瞄定位喷水灭火系统。该系统设水泵两台(一用一备)于59层，系统流量为60 L/s，（4支9 L/s自动扫描水炮），扬程为0.9MPa。在首层设四个喷淋水泵接合器。
各商场中庭将会设置大空间自动扫瞄定位喷水灭火系统对该等场所进行灭火保护。该系统设水泵两台(一用一备), 系统用水流量为42L/s (6支7升/秒自动扫瞄水炮), 扬程为1.1MPa。在首层设三个水泵接合器。
2.3.3防火幕冷却保护喷淋系统
防火幕冷却保护喷淋系统设水泵六台(五用一备)，系统用水流量为200 L/s，扬程为0.9MPa。首层设十四个水泵接合器。
2. 4灭火器具
灭火器系统按规范要求设置。 所有强电房、弱电房、资讯机房均只设火灾自动报警系统(感烟探测器)及手推车式灭火器。每个设置点放置四公斤三具。
2. 5七氟丙烷气体灭火系统
本项目油箱房和发电机房设置气体灭火系统。七氟丙烷气体利用管道输送至保护区内。气体喷放由置于保护区内的感烟/温探器联动控制。
【关键字】超高层建筑，给水设计，排水，消防
中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
随着我国经济的快速发展建筑工程犹如雨后春笋般的在神州大地上兴起，建筑工程行业逐渐成为了我国重要的经济增长行业，不仅仅关系到国民经济的快速发展，也关系到人们生活质量的提高，尤其是自我国大力推进新农村建设以来，农村人也开始和城里人一样住进了一栋栋的高楼大厦了。因此，加强超高层建筑工程质量的控制，特别是探讨超高层建筑给排水消防设计中存在的问题，具有十分重要的意义。
二、工程概况
(1)天津某超高层位于塘沽区，总用地面积9917.4平方米，总建筑面积170487．23平方米。建筑主楼54层、裙楼4层，建筑高度269．9米(屋面高237．7米)，属一类超高层公共建筑，耐火等级为一级。1层至3层为商业用房，4层为餐饮和办公用房，5～54层为办公用房，15层、27层和42层为避难层。地下共4层，面积31758．67平方米，主要为地下车库、设备用房。地下4层局部设置人防。
(2)连云港某超高层是集商业、办公、酒店式公寓等为一体的超高层公共建筑。总建筑面积154122．2平方米，地上60层，建筑高度203.95米，属一类超高层公共建筑，耐火等级为一级。1层为商业，2层至3O层为办公用房，32层至6O层为酒店式公寓，16层、31层及46层为避难层。地下共2层，面积36571平方米，主要为地下车库、设备用房，地下2层战时作二等人员掩蔽部及物资储备库。
三、超高层建筑给水方式分析
1、天津实例
该超高层采用的是分区串联的供水方式。在地下4层，15层及42层分别设装配式不锈钢水箱和生活水泵。生活给水系统分区按竖向分五个区域：一区为地下部分的生活给水，均由室外给水管网直接供给；二区为1至11层，由15层生活水泵房内生活水箱下行供给；三区为12至38层，由42层生活水泵房内生活水箱下行供给；四区为39至52层，由屋顶生活水泵房内生活水箱下行供给；五区为53、54层，由屋顶生活水泵房内生活水箱经变频水泵加压后供给。
各分区内再结合立管和支管可调式减压阀减压，控制各用水点压力不超过O20MPa，达到节水节能的要求。生活水泵由水箱进水管上的电动液位阀反馈信号控制水泵的启停。
2、连云港实例
该超高层采用的是水泵并联结合分区串联的给水方式。在地下2层和地上31层分别设装配式不锈钢水箱和变频泵组。
生活给水系统分区按竖向分六个区域：一区为地下2层至2层的生活给水，均由室外给水管网直接供给；二区为3至15层：三区为16至30层：四区为32至41层：五区为42至51层：六区为52至6O层。二区和三区用水均由地下二层生活水泵房内各区变频泵组供水。四区、五区、六区用水均由31层生活水泵房内各区变频泵组供水。31层设生活转输水箱，由地下二层生活泵房两台转输水泵供给。支管设置可调式减压阀减压，控制各用水点压力不超过O.2OMPa，达到节水节能的要求。
3、给水方式分析
（一）给水系统的分区方式是超高层设计的重点。分区方式多种多样，有时要相互结合彼此嵌套，必须在设计初期结合建筑功能进行方案评审，确定一种节水节能的合理方式。
（二）水箱供水和变频供水的节能性在学术界存在较大的分歧。除考虑节能性以外，水箱供水有供水可靠但加大二次污染可能性的特点，变频供水则相反。笔者认为办公楼采用水箱供水较好。办公楼用水量较公寓或住宅用水量小得多，采用变频系统则会出现高扬程小流量、不易调节、节能效果差等情况。而水箱供水则容积小，机房面积小。
（三）不同给水方式调节水箱容积的计算方法不同。《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)3．7．8条规定：生活给水用中途转输水箱转输调节容积宜取5～10min转输水泵的流量。如系统为水箱下行供给，则中间转输水箱除作为上区水泵的吸水井外，还需储存本区用水的调节容积，一般此部分调节容积按水箱重力供水服务区域最大时用水的50％计，两部分叠加为水箱下行供给系统中间转输水箱的容积。
四、消防设计要点
超高层建筑物的消防设计主要从消防水池、火灾报警系统和地下室排水来进行控制。在进行消防水池的设计时，要严格按照相关规定，对于所有的超高层建筑物都必须设置消防水池，但是很多消防水池并没有用到实处，反而增加了建筑物的面积和投资。
针对这种情况，在设计的过程中首先要增强整体规化意识，可以在一个建筑群建造一个公用的消防水池，并进行统一管理，这样可以节省投资;其次，还可以在建筑群的中心位置设置消防加压泵，以便能够直接从市政管道直接取水;最后，对还可以对小区的游泳池进行综合设计，采取过滤措施，以备在火灾发生的时侯作消防水池使用。
在进行火灾报警系统的设计日寸也要注意很多技术要点。国内超高层建筑物为了控制防排烟系统和消防电梯，普遍设置了火灾报警系统，但很多都成了摆设，实际运用效果并不明显。主要表现为烟气到达探测器的时间很长，不能及时报警。在进行火灾报警系统的设计时，要在厨房或者客厅灯对烟气敏感的地方安装探测器。
同时，要严格控制消防水泵的启停。消防水泵是灭火措施中比较关键的设备，对消火栓系统来讲，按照高规的方式，消火栓处的消火栓泵一定要做到能够直接启动。依照报警规范，在消防控制室，消火栓泵的启、停也必须做到能够手动控制。以消防控制室为主。可以采取以下措施：消火栓的控制方式是将自动和手动转换的开关装设于泵房控制柜上，一般设在自动位置；消防控制室的手动启停按钮可以直接启动消防泵，而无需经过设在泵房处的转换开关。
《超高层民用建筑设计防火规范》规定“消防水泵的供水管上应设置DN65的放水阀门”，目的是便于水泵检查试验时排水。排水量小时，可直接排至泵房集水池；排水量大时，可排至消防水池。同时消防水泵出口还需要考虑一定的稳压同流措施。因为在实际使用中，会出现消防水量小于水泵选定流量值的情况，此时水泵扬程远大干设计值，在无任何回流措施保护下，消防管蹦压力过大，容易造成事故。简单的做法是在供水管上装设安全稳压阀，在管网超压时，可以通过同流管泄压，将回流水排至消防水池；在管网压力不稳定时，亦可稳压。
五、消防设计注意事项
1、恒切向消防泵及防超压措施。
恒切向消防泵的特点是流量从零提升到最大流量之间的变化幅度不超过5%，且小流量和零流量没有压力，这些泵供水有压力稳定，供水可靠性高，寿命长等优点，在切向恒启动消防水泵正常运行时，改变系统的管网变化不大，压力系统的安全性高，但由于突然断电或其他原因引起的消防泵阀门的开启状态，水泵突然停止运转时，将发生停泵水锤，因此，在使用恒压切线消防泵时，为了防止泵运行时系统管网的压力过大，采用缓闭式止回阀和安装减压阀可以减小水锤压力，可以减少消防泵出口管道的危害，消防系统更安全。
2、选择减压稳压消火栓减压孔板
根据《高层民用建筑防火设计规范》（2005版）》规定的，不得超过1.0MPa静水压力工程的室内消火栓系统，室内消火栓管道不设垂直分区。当消火栓栓口的水压力大于0.5MPa，应该采取的救济措施，根据《条例》入口压力的危险场所自动喷水灭火系统设计不低于0.4MPa。消火栓减压不需要手动调试，安装方便，但不能任意设定，根据螺栓压力的特性曲线，能减压稳压消火栓压力，当插头前压力等于0.4Mpa压力0.25MPa，消火栓压力会下降。为了保证消火栓的水枪充实水柱不小于10m的要求，当插头在压力低于0.4MPa，不应设置减压稳压消火栓。
六、结束语
我国超高层建筑中对于火灾防范措施还不健全，和发达国家比还有一定的差距，问题也比较多，我们应该积极向发达国家学习，结合我国具体国情将超高层建筑的消防给排水设计到最佳，保障人民生命财产安全。
参考文献：
[1]超高层建筑设计防火规范(2005年版)[S]
【关键词】超高层建筑、消防水系统、优化设计
通过苏州新地中心（苏州香格里拉大酒店）项目消防水系统设计、施工、调试、运营过程中发现的各项问题，特别是南京新地中心项目（建筑高度232米）消防水系统的认知，认为各方案的实施都存在一些不足，现提出超高层消防水系统设计新思路和新方案。
问题的提出：
1、超高层建筑消防水系统设计方案的合理性以及如何解决系统超压问题；
2、选取泵房集中加压供水利用双出口（高、低扬程）泵供水，一是受建筑高度限制，建筑太高，供水能力受限制，且泵体受损危险系数增大，降低系统安全性，系统管网承受压力加大，施工难度增多；二是对于消防泵的故障，影响整个建筑消防水系统安全使用，在日常维护、维修过程中，使未受损维修区域处于系统不能正常监控状态，从而不能确保消防水系统的安全运行。
3、利用加大屋顶以及设备层的消防水箱的容积方式供水，固然有利于系统自动供水，同时又加了大建筑物的负载能力。因为即使加大水箱容积也需要泵组且还不能安全达到正常供水状态，仍需要泵组在火灾延续时间内对水箱供水补水；最多大概贮存0.5h消防用水量，也不能完全满足消火栓3h用水量和喷淋1h的消防用水量要求。
基于上述主要问题的提出，我们必须优化一种设计方案，该方案既要满足消防设计规范要求，又要克服和解决提出的问题，这里笔者不在对种种设计方案摆出进行比较，而是自己认为对于超高层建筑来说，是比较理想的消防水系统设计方案抛出并进行分析介绍，（见图1、图2）以便大家共同探讨。
一、消防水系统的基本分区条件：
1、高层或超高层建筑消防水系统的分区一般应考虑高位消防水箱及设置稳压给水装置，以保证消防水系统最不利点处流量和压力要求的影响，因为从规范角度消火栓系统分区的界限为80mH??2O，考虑到诸多因素对系统各部位压力不均匀的影响，所以系统分区的基数为50m左右为宜，最高不超公共建筑一般10层层为一个分区，住宅建筑一般14―18层为一个分区，在《自动喷水灭火系统设计规范》第6.2.4条中，控制“每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m”。所以在图1和图2中，分区高度原则上遵循上述参数。
二、设计方案的选择
在图1和图2中，我们对室内消火栓系统和自动喷水灭火系统设计为临时高压串联。消防供水系统，利用水箱间的设置位置，可将整个建筑据高度分成若干个大区域，每个区域采用减压阀组可分成二个至三个竖向消防分区，也就是说，消防水箱的设置位置，一般考虑控制二至三个消防分区为宜，且中间消防水箱采用重力自流方式稳压供水，最顶层水箱间采用消防气压给水设备，来满足系统达到准监控状态时的压力和流量要求。合理利用建筑结构承受负荷的能力，每个消防水箱间都分别设有两个消防水箱，每个水箱容积均不小于18m3，目的就是确保消防用水系统火灾初期的10min消防用的可靠性，充分发挥消防水系统在设计中的自救能力也同时提高了二级以上增压泵组工作的安全可靠性。
三、各级水泵设置，运转及系统主要控制方式
1、初级水泵是指设在消防水池水泵房内，直接从消防水池吸水向本控制区域系统和上级区域控制系统加压供水的泵组，由2台喷淋泵，2台消火栓泵及2台消防水箱补水泵组成；
2、中间级水泵是指设在中间消防水箱间内，中间消防水箱间据建筑高级可以不分一个，由2台消防喷淋泵，2台消火栓泵，2台消防泵和补水泵，2台（3台）喷淋接力泵，2台（3台）消火栓接力泵组成。在自动状态下，发生火喷时对于自动喷水灭火系统或室内消火栓系统，报警阀组的压力开关除了联动本区域的喷淋泵向管网加压供水外，还应联动本区域以下各级喷淋泵启动和联动开启本区域以下（含本域）中间水箱的系统供水电动/手动阀门，以保证整个分层达到串联消防给水的目的。对于室内消火栓系统，消火栓箱内的消火栓按联动消火栓泵和中间水箱的系统供水电动/手动阀门的原理同自动喷水灭火系统。
这一点符合GB50045～95《高层民用建筑设计防火规范》中第7、4、75条“除串联消防给水系统外，发生火灾时由消防泵供给的消防用水不应进入高位消防水箱”的规范要求。对于在各级中间水箱间内设置的喷淋接力泵和室内消火栓接力泵，在接合器处于工作时可以依靠消防控制室手动操作盘或现场接合器处设置的接力泵控制箱，完成启动、停止功能，由接力泵加压供水直接进入分层管网内，不进入消防水箱，以达到加压供水灭火目的。
3、顶层消防水箱间是由2台喷淋稳压泵和2台室内消火栓形压泵及1套喷淋气压水罐和1套室内消火栓气压水罐组成，这就保证各分层最不利点的静水压力要求，以保证各系统处于准监控状态。
四、确保消防分层安全可靠运行的几项措施：
对于超高层建筑来说，消防系统必须充当它的忠诚卫士作用，在发生火灾时，必须保证消防系统安全可靠运行。
1、在设计中，采取了分区分水箱串联加压供水方式供水，有利于系统维护管理，在维护检查中，不致于影响其它区域的正常监控，且每一级设有两个消防水箱，也是有利于系统一个水箱检修和冲洗时，另一水箱仍处于工作状态，且加大了火灾初期10min用水管的安全可靠性。
2、在设计中，喷淋分层所有报警总控阀（水源总控阀）以后信号蝶阀和向中级水箱外的电动/手动阀门都设有状态显示装置，室内消火栓系统环状管网由阀门和向中级水箱补水的电动/手动阀门都设有状态显示装置。特别要说明的是各系统向中级水箱补水管上的电动/手动阀门，除自动控制外还应有控制中远程和现场手动开启、关闭功能，这些阀门状态都在消防控制室有状态显示监控。
3、因为无论是喷淋系统，还是室内消火栓系统，都设有系统水泵接合器的接力泵，防止因缺水或设备故障时系统处于瘫痪状态，充分发挥现场人的因素的积极作用，也有利于大厦安全。
五、结语
综上所述，据多年来积累的工作经验，可以说这套消防水系统的设计思路既立足系统自救的特点，同时兼顾了建筑结构不易超负荷的实际难点，又能结合各系统的各自基本原理，也能满足国家现行规范要求，当然任何事物都要一分为二。此方案总造价相对较高，对于我们开发商来说是个无形的成本增加，故未被集团公司高层领导采纳。因此，笔者提出以上方案，同专家们探讨，为今后进一步做好超高层（高层）消防设计、技术工作而共同努力。此方案是否具有可操作性还有待专家们的意见。
【参考文献】
关键词：超高层综合楼；导流三通；节水节能；超静音排水管；串联分区；高压细水雾
引言
随着我国经济的不断增长，综合型建筑、超高层建筑等大型建筑项目在城市里越来越多，这样也对其的施工质量要求随之提高。但是，由于在施工前的设计不够严谨完善等原因，大型建筑的一些基础设施和系统例如排水、消防系统经常出现问题，这就对整个建筑的安全使用造成了障碍。下面我们就如何对这些系统设计进行讨论分析。
1 工程概况
某建筑地下3层，与同一地块的B楼（30层办公楼）地下室连为一体，主要功能为停车库、设备机房和酒店辅助用房。地上42层，其中1～4层为裙房，为酒店服务区（包括接待、餐饮、休闲、商业等）；6～19层为酒店客房区；21～42层为办公区。不计入屋顶设备机房高度，建筑总高度为153.5m，地上总建筑面积约为7.2万m2。
2 给排水系统设计
2.1 给水系统
2.1.1 冷水系统设计
大楼为超高层综合楼，针对不同用户具有不用性质的用水特点，采用了分区、分质供水的方式。
分质供水方面，在地下3层生活泵房内设置一套水质净化、软化处理设备，并分别设置原水池、净水池、软水池。软水供给酒店洗衣房，净水供给除洗衣房外的酒店其他区域，而办公部分则采用自来水。
分区供水方面，裙房部分采用生活水池水泵用水点的变频供水方式，裙房及其屋顶冷却塔分开独立设置变频泵；酒店客房区和办公区各独立采用生活水池水泵高位水箱用水点的高层建筑传统供水方式，其中酒店客房高位生活水箱位于20层避难层内；办公采用两级串联供水，在35层避难层内设置中间生活水箱，此水箱既作为21～34层办公生活水箱，又兼作为向屋顶36～42层办公生活水箱供水的水池。
2.1.2 热水系统设计
大楼集中热水供应的区域主要包括酒店的客房、厨房、包房、SPA、游泳池等，根据业主的建议，办公部分根据用户实际需要就地制备热水。
考虑到不同功能区热水使用上的差异，热水系统也做了适当的分区。酒店厨房、包房、SPA共用一套热水系统，在地下3层换热间内设置3台导流型半容积式热水器。为保证冷热水系统分区相同且冷热水压差不大于0.02MPa，酒店的客房又分为6～10层、11～15层、16～19层三个热水次级分区，在5层避难层换热间内分别为6～10层、11～15层独立设置2台导流型半容积式热水器；由于16～19层冷水采用20层中间水箱加压供水，为减少多余管程，就近在20层换热间内为16～19层设置2台导流型半容积式热水器。为进一步改善冷热水压力平衡，除传统的同程回水措施外，本设计热水立管和回水干管的连接采用了导流三通（见图1），它具有进、出两个回水干管接口和一个垂直于干管的回水支管接口，回水支管内端插入导流三通内且开口方向朝向三通的出水端；通过导流三通，回水支管内的热水能够顺利进入回水干管，并与干管内水流方向保持一致，从而消除远、近热水环路内循环流量的不平衡现象。
另外，在裙房4层设置一个小型恒温室内游泳池，池水采用了太阳能与80℃高温热媒水联合加热的方式。太阳能热水作为热媒通过板换与游泳池循环水间接换热，当热量不足时可由80℃高温热媒水作为辅助热源。
2.1.3 节水、节能与降噪
（1）给水系统除了传统的采用阻力小的管材、管件和节水型器具外，合理安装计量表则是利用经济杠杆进行节水。大楼每层和具有独立产权的小单元，以及厨房、游泳池、冷却塔、各类水箱进水、洗衣房等具有特别功能的用水点均设置了远传数字式水表，并将用水信息传递至控制中心，实时监控用水使用情况。
（2）在上述标准中要求各用水点压力不应大于0.2MPa，因此当引入管入口压力大于0.2MPa时，为避免高压下龙头出流量较大，在支管上设置专用的小型减压阀减压供水。
（3）对于用水特点差异较大的功能分区分开独立设置变频泵组，如洗衣房、厨房和冷却塔都分设变频泵组；同种功能分区用水波动较大的采用多台变频泵，如厨房及其包房则设置了3台变频泵。在设计流量变化范围内，各台泵保持在高效区运行；在额定转速时，水泵最不利工况点在高效区段的右端点。为避免小流量时水泵频繁启动，每套变频泵组均设置了隔膜式气压水罐。
（4）热水系统采用强制机械循环，热水设备、供回水管和热媒管均做了保温处理，在热交换器的热媒进出水管上均设置了流量计。换热器按分区就近设置，避免了管路过长造成的热损失。
2.2 排水系统
2.2.1 污废水设计
室内采用污废水合流，卫生间污水立管均设置专用通气立管，不同的功能分区分设排水系统，避免互相干扰。21～35层办公污水立管在20层避难层内汇合后通过主水管井接至室外；裙房3、4层内包房、SPA管井与6～19层客房管井对应，因此两者污水立管在2层汇合后通过主水管井接至室外。为了分散立管排水压力、减少坡降和抗事故冲击性，每种功能区的汇合立管均不少于2根，并与其他功能区的汇合立管分开设置。厨房独立设置废水立管，并与其他废水分开排放，降低了隔油设备的负荷。
2.2.2 雨水设计
大楼的雨水主要来自主楼屋面、裙房屋面和不容忽视的侧墙，经测算毗邻裙房以上1/2主楼侧墙正投影面积约为3300m2，几乎等于主楼和裙房屋面面积之和。主楼屋面较小，采用87型雨水斗按重力流布置立管；裙房屋面承接了主楼侧墙雨水，考虑雨水量较大，传统悬吊管泄流量小等原因，裙房则取10年重现期，采用虹吸雨水排放系统，对屋面雨水分块集中设立管排放。由于屋面面层厚度较小，为安装虹吸雨水斗，结合结构梁的布置，采用了局部梁间降板的措施。另外，根据规范在屋面适当位置设置若干溢流口，减少雨水对建筑结构本体的危害。
超高层建筑雨水在立管中下泄时，压力和速度都增长较快，减速降噪实属必要。除采用金属管材外，大楼雨水立管在5、20、35层避难层，采用简单的Π型管件进行雨水消能，缓解了管道的压力。
3 消防系统设计
3.1 消火栓系统
大楼整体按照一类高层综合楼设计消火栓系统，室内消火栓用水量取为40L/s，室外消火栓用水量取为30L/s。采用消防泵直接串联的分区系统，高区消火栓泵和低区消防水箱设置在20层避难层。为解决低区水泵切换等短时间内的特殊供水，应设管道从低区水箱内抽水，因此条文将低区水箱容积从18m3增加至30m3。为保证最不利消火栓栓口处的静水压力不小于0.15MPa，高低区在消防水箱出水管上均设置了增压泵。值得注意的是当计算消火栓栓口处的静水压力时，很容易忽略增压泵的出水压力；因设置增压泵的目的就是为了维持最不利栓口处的静水压力，所以在分区时应考虑增压泵的出水压力。
3.2 自动喷水灭火系统
大楼地下部分危险等级为中危险Ⅱ级，地上部分为中危险Ⅰ级，作用面积均为160m2；由于入口门厅处高度大于8m且小于12m，可按非仓库类高大净空场所中的中庭考虑，上述规范中将此类场合的喷水强度定为6L/（m2・min），作用面积定为260m2，并将系统最小设计用水量定为40L/s，大楼依此选取低区喷淋泵流量为40L/s，而高区则按中危险Ⅰ级选取水泵。大楼采用喷淋泵直接串联的分区系统，与消火栓系统共用消防水箱，高区喷淋泵吸水管布置原则与消火栓系统相似。
3.3 特殊消防系统
大楼内部设有变配电站、柴油发电机房、燃气锅炉房等场合，因其火灾的特殊性，工程设计中常用气体灭火系统或水喷雾灭火系统进行控火灭火。但传统的气体灭火系统对大气臭氧层有破坏作用或对人体健康有影响，而水喷雾灭火系统存在喷头必须直接喷向着火或被保护部位的限制。因此，设计对上述场合采用了近几年发展起来的高压细水雾灭火系统。细水雾灭火机理是利用水从喷头喷出时，形成粒径在40～200μm的水雾遇火后迅速气化，体积可膨胀1700～5800倍，将火灾区域整体包围或覆盖，使燃烧因缺氧而窒息灭火。具有均衡的表面冷却、高效吸热、窒息灭火、冲击乳化和稀释、阻隔热辐射、电绝缘性好、洗涤烟雾和废气等特点。针对大楼内需要防护的区域较多，距离供水装置远近高低不同，系统设计流量比较大（防护面积最大的燃气锅炉房系统流量为417L/min）等特点，设计采用了泵组式的全淹没系统。在地下室泵房内设置1个储水池和3台（2用1备）高速水喷雾泵，系统持续供水时间为20min。采用开式高压细水雾喷头，布置比较灵活，可用正方形、矩形或菱形均匀布置喷头，但喷头间距不应大于3m，距离被保护对象表面不应小于0.5m，距离边墙不应大于1.5m。
大楼机房屋顶设有一个停机坪，可满足中、小型直升机起降。因涉及油类火灾，由专业设计单位配置一套H2级泡沫灭火设备，每次火灾至少需要5m3消防水，与屋顶高区消防水箱合并设置，容积由18m3增加至24m3。
4 结语
总的来说，超高层综合楼的使用功能复杂，我们要考虑到建筑给排水各个层面的问题。在进行设计的时候来说，我们不仅要满足大楼的基本功能需求，还应该有意识地运用新技术、新材料，使建筑朝节能、节水、环保等绿色建筑方向发展，这样才能创造更多的经济和社会效益。
参考文献：
关键词：超大中庭 防火设计 安全疏散 防排烟设计
1、项目概述
华鸿·红星美凯龙商业广场位于黑龙江省哈尔滨市南岗区，是集商业、住宅、娱乐和五星级酒店为一体的城市综合体，为当地地标性建筑。场地东、南紧邻城市主干道。西、北侧为新建居住社区。四周有消防道路环绕，同时场地东侧的酒店及商业前广场可作为扑救场地，所以消防条件较好。项目总建筑面积40万m2，分为南、北两区，南区裙房5层为商业卖场，其上为3幢独立的30层塔式高级住宅；北区由五星级酒店（1～27层）和影院（4、5层）以及酒店式公寓（28～42层）组成；主体塔楼42层。高170m（图1，2）。
2、设计难点
为了给北区五星级酒店及酒店式公寓创造一个舒适的室内环境，在北区塔楼设计了一个贯穿整个地上全部楼层的超大中庭，中庭顶部设计为玻璃采光顶，整个中庭高度达170m，为国内目前最高的中庭之一（图3，4）。沿中庭每层设置客房及公寓的走廊，内部空间显得疏朗、壮观。但是，这在防火上却成为薄弱环节。虽然现行高层民用建筑设计防火规范对建筑中庭防火设计有一定要求。但对于如此超大中庭在火灾情况下容易形成的“烟囱效应”和“烟气层化”现象的安全防范并无具体要求。而一旦失火。浓烟将迅速蔓延至上部客房层与公寓层，将给疏散和扑救带来极大困难。为此。特聘请罗尔夫杰森消防技术咨询（上海）有限公司针对高大中庭进行了消防性能化分析，从而依据分析结果采取了相应措施。
3、设计采取措施
3.1 防火与防烟
北区由裙房和主楼两部分组成。在平面划分上将裙房与主楼之间设置防火卷帘及甲级防火门进行严格分开。由于主楼部分环绕中庭。所以根据现行高层建筑防火规范可设为一个防火分区。且在与中庭相连的房间门设置乙级防火门将中庭与房间分开。为满足五星级酒店超大中庭在消防设计上的较高要求，将此房间门设为甲级防火门，以提高消防安全性。在性能化分析中，我们模拟了在不同位置发生火灾情况下，烟气产生的时间以及烟气蔓延、滞留的情况。根据模拟结果，采取了如下措施：1）为了进一步阻止中庭内烟气向每层客房蔓延。特在8～27层（客房层）沿中庭周围设置挡烟垂帘；2）在28层以上公寓部分设置耐火极限不小于1h的防火玻璃隔断，将中庭与公寓分开，使28层以上形成一个高达59m的天然储烟仓。在火灾情况下可有效稀释、容纳烟气。
3.2 安全疏散与耐火构造
作为功能复杂的城市综合体。其容纳了庞大的顾客、旅客、工作人员以及居民。所以火灾发生时，人员的安全疏散是一个至关重要的问题。设计时考虑在水平和垂直向安排了完善的疏散设施。对于水平疏散，在主楼内布置了环形走道连接南北两座防烟楼梯间。其疏散宽度满足疏散要求。同时，设置一部消防电梯与北侧防烟楼梯间合用前室，消防队员可通过此电梯到达每层实施救援。对于垂直疏散。按照我国规范要求。超高层建筑应设置避难层，故在主楼7、16、27层设置避难层。通过主楼内的防烟楼梯间疏散时，必须通过避难层后才能继续下行。所有疏散楼梯在首层与地下室的出入口处均设置耐火极限不低于2h的隔墙和乙级防火门隔开。
该建筑以钢筋混凝土为主。局部采用钢结构体系。因此所有外露钢结构表面均涂防火涂料进行保护。钢筋混凝土承重墙、柱耐火极限达到3h以上。梁板结构达到2～1.5h以上。内装修选用不燃或难燃材料。
3.3 防、排烟及报警灭火设备
首先，由于170m高大中庭部分的排烟量达到220000m3/h，所以，中庭设置6台排烟风机。其中4台设置于塔楼屋面。2台设置于27层避难层。火灾时6台风机同时启动进行中庭机械排烟。考虑到项目中庭除一层具有直接开向室外的少量门洞外，基本为封闭空间，为有效组织气流，减少烟气层化现象对机械排烟系统效率的影响。重点在中庭一层设置棚械补风系统（图5）。
其次，根据性能化模拟，当环廊发生火灾时，烟气会沿中庭向各层蔓延，从而影响每个楼层。为了将烟气尽可能控制在回廊内，同时考虑到回廊是各层人员疏散的必经之路，性能化分析建议对回廊内的排烟系统进行加强设计。所以，在设计中沿中庭的走廊位置设置自动喷水灭火系统以及自动报警设施，并在每层走廊（回廊的排烟量比原计算量增加一倍）和中庭顶部设有机械排烟，以防止烟气在中庭内肆意蔓延和在中部滞留。特别是在中庭采用大空间智能主动喷水灭火系统，在酒店二层楼板位置设置两座自动扫描高空水炮。该系统由信号阀、自动扫描射水高空水炮、智能型红外探测组件、水泵接合器、模拟末端试水装置等组成（图6）。
第三，为保证人员的疏散，每个防烟楼梯间均设有加压送风系统，每两层设有一个压力为50Pa的送风口，当楼梯间有两个双扇门同时打开时，还能保持25Pa的压差，足以抵挡烟气进入楼梯间。同时，与消防电梯合用的前室设有独立加压系统。并在7、16、27层的避难区设有独立的加压送风系统。从而使疏散人员得到保护。
关键词：超高层、消防系统、喷淋、设计
Abstract: in the tall building project construction, fire fighting design in meet the standard and use requirement at the same time, still be combined with engineering practice consider the rationality of the design, and the intelligent building, environmental protection, energy saving technology in the design process of application. In this paper, the top-constant day off-gauge international building fire system, automatic spraying system design of and characteristics, and provide the reference for colleague.
Keywords: tall, fire control system, spray, design
中图分类号：TU998.1 文献标识码：A文章编号：
1.工程概况
恒天国际大厦，位于珠海市吉大核心区九洲大道上。本工程按一类高层办公楼（＞100m）进行消防给水设计。建筑高度180米，地上：37层，地下：3层车库，其中1层到4层为商业、物业管理用房。5层到37层为办公，其中12、28层为避难层，-3层为战时人防地下室，-3、-2层为双层机械式停车库。
2.消防水源及消防用水量
2.1 消防水源：室外消防系统及生活给水水源均采用市政给水。本工程从周边吉石路及九州大道上各引一路给水管,引入管管径DN250。在红线范围内形成环状供水管网，供室外消火栓用水。
2.2 消防用水量：
消防用水量标准及一次灭火用水量 表 1
序
号 消防系统名称 消防用水量标准 火灾延续时间 一次灭火用水量 备注
① 室内消火栓系统 40L/s 3h 432 m³ 由消防水池供
② 地下车库、裙房商铺自喷系统 28L/s 1h 108 m³ 由消防水池供
5-37F办公楼层自喷系统 21L/s
③ 大空间智能型主动喷水灭火系统 10L/s 1h 36 m³ 由消防水池供
④ 室外消火栓系统 30L/s 3h 324 m³ 由城市管网供
消防水池储水量 ①+②+③ 576 m³ 消防水池设于屋顶
消防用水总量 ①+②+③+④ 900 m³ 一次灭火用水量
3.室外消防给水工程设计
3.1 室外采用生活用水与消防用水合用管道系统。共设有5套室外地下式消火栓，其间距不超过120m，距道路边不大于2.0m，距建筑物外墙不小于5.0m。
3.2 室外消防采用低压制给水系统，由城市自来水直接供水，发生火灾时，由消防车从室外消火栓取水加压进行灭火或经消防水泵接合器供室内消防灭火。
4.室内消防工程设计
4.1 本工程按一类高层办公楼（＞100米）进行消防给水设计。自动喷水灭火系统，以车库和商业楼层为标准按中危险级Ⅱ级进行设计。
4.2 消防水源及消防用水量：消防水源为本建筑内屋顶层的消防贮水池。屋顶层设有有效容积为V=600m³ 消防贮水池一座，满足一次灭火用水量要求。
4.3 消防用水量标准及一次灭火用水量，详见本说明书表1。
4.4消防水池储水合理利用：消防用水量合计576m³，在600m³消防水池内含空调系统冷却水补水储水量26m³，利用空调冷却水补水，对消防储水合理利用和更换，设置保证消防用水量的技术措施。
4.5室内消火栓灭火系统消防分区为：一区，-3F~5F；二区，5F~17F；三区，18F~31F；四区，32F~屋顶层；一~三区： -3F~31F为常高压消防系统；四区：32F~屋顶层为临时高压消防系统。
4.6 -3F~31F为常高压消防系统，消防、自动喷淋系统由屋顶消防水池各引下两根DN150主干管，满足区域内各消防系统灭火要求。主干管设置减压阀组进行减压； 32F~37F为临时高压消防系统，在屋顶消防水泵房内设加压泵一组。两台，一用一备。水泵运行情况应显示于消防中心和水泵房的控制盘上。
4.7 建筑物内各层均设消火栓进行保护。其布置保证室内任何一处均有2股水柱同时到达。灭火水枪的充实水柱为13m。
4.8 消火栓选用SG16D65Z-J型铝合金薄型单栓带灭火器箱组合式消防柜，尺寸1800X700X160mm，结构专业配合预留剪力墙消火栓孔洞。32F~屋顶层消火栓设置消防按钮，启泵按钮应设有保护按钮的设施；-3F~31F不设消防按钮。
4.9 本工程试验消火栓箱参照04S202-16。各分区内普通消火栓采用单阀单出口SN65型，压力大于0.50MPa消火栓采用旋转型减压稳压消火栓SNZW65-Ⅲ-H型。系统横干管起点阀门为信号阀，反映至消防控制室，各阀门应有明显启闭标志。
4.10 水泵接合器位于小区室外，一区设置水泵接合器三具；二区、三、四区合用水泵结合器三具，在-1F设置消防水泵接合器加压泵组，一用一备，对接合器进水接力增压。水泵接合器型号：SQS100-E。
5.自动喷水灭火系统
5.1采用湿式自动喷水灭火系统。保护范围：地下车库，裙房商业，办公楼层等规范规定需配置的场所。
5.2 设计参数：以车库为准按中危险Ⅱ级设计。系统设计用水量按车库28L/s计，设计取30L/s。喷水强度：地下停车库-1~-3层和商铺1~4层按中危险级Ⅱ级设计，喷水强度8L/min.㎡，作用面积：160㎡；持续喷水时间：1h；最不利点喷洒头工作压力0.05MPa。
5.3 喷淋分区为：一区，-3F~6F；二区，7F~21F；三区，22F~31F；四区，32F~屋顶层；消防水池位于屋顶，-3F~31F为常高压消防系统，32F~屋顶层为临时高压消防系统。各防护分区内采用环状管网供水。
5.4 -3F~31F为常高压消防系统，自动喷淋系统由屋顶消防水池引下两根DN150主干管，满足区域内各喷系统灭火要求。主干管根据各区进水压力情况设置减压阀组进行减压。阀后压力大于0.5MPa，设置减压孔板减压。32F~37F为临时高压消防系统，在屋顶消防水泵房内设室内喷淋加压泵一组。两台，一用一备。水泵运行情况应显示于消防中心和水泵房的控制盘上。
近年来，随着经济的发展，建筑业中各种超高层建筑不断涌现，消防给水设计是超高层建筑设计中的一个重要环节，由于超高层建筑其建筑高度大，功能复杂，在消防给水系统的设计过程中往往存在着：分区多，管路复杂，管道系统受压过高，系统联动控制复杂，水泵运行过程中管道易出现超压现象，严重时甚至会出现管道破裂现象等一系列问题，特别是管道超压问题一直是设计人员谈论的热点，在设计过程中，设计人员都采取了各种不同的措施，如采用多台小流量泵并联运行代替大流量泵，选用水泵特性和曲线平缓的水泵，在水泵出水管上加设安全阀等，本人认为超高层建筑消防给水系统采用高位重大水箱的供水方式难较好地解决上述消防供水过程中存在的问题，现就某一超高层建筑的消防给水系统设计作简要介绍。
二、概述
某大厦，总建筑面积11万多平方米；D栋塔楼35层，屋面高度119.8米，一至六层为商场，七至三十一层为写字楼（其中二十 一层为避难层）；A、B、C栋塔楼29层，屋面高度96.0米，为商住楼；裙楼六层，作为商场；地下一层，作为设备用房及车库；现主 要介绍D栋塔楼的消防给水系统，另根据业主要求，由于资金问题，该大厦的设计按分二期使用考虑，一期为地下室至六层及裙楼部分，二期为七至三十五层。
三、消炎栓系统及竖向分区
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95），下面简称《高规》，第7.4.6.5条规定：消火栓口的静水压力不应大于 0.80Mpa时，当大于0.80Mpa时，应采取分区给水系统，消火栓口的出水压力大于0.50Mpa，消火栓处应设减压装置，根据规范要求，本工程消火栓系统采取分区给水，通过对多种方案的对比，研究以计算，最火后确定，消火栓给水系统采用高位水箱供水以及高位 水箱结合减压阀进行减太分区供水的供水方式。
《高规（GB50045－95）第7.4.6.2条规定：消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑高度不超过100m的高层建筑 不应小于10m，建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m，本建筑消火栓处补充水柱按13m计，消火栓箱内设置DN65消火栓接口一个，DN65衬胶水带长25m一套，φ19枪一支，消防卷盘一套（DN25胶管长25米一套，特制水枪一支），报警按钮一个，各供水分区最不 利点消火栓口压力按公式：Hd=AdLdq2+q2/B计算，经计算Hd 为22.0m水柱。
系统分为四个区，I区根据使用要求，设计为独立的消火栓系统，设置于七层处的水箱充分利用了裙楼的屋顶空间，系统压 力由设于裙楼天面处的一套稳压装置保证，该稳压装置的气压水罐其调节水量为两支水枪与5个喷头30S的用水量（水火 栓系统与自动喷水系统合用），水箱为生活消防合用水箱，火灾发生时，水枪喷水灭火，系统压力降低，消火栓泵启动，从地下贮 池抽水向系统供水灭火，（消火栓泵设于地下室的水泵房中），消火栓泵的启动由系统压力控制直接启动，也可以通过消火栓处的 报警按钮或消防控制中心启动消火栓泵，Ⅱ区为屋顶高位水箱经减压阀减压供水，减压阀设置于避难层中，采用减压代替减压水箱 ，增加了建筑物的有效使用面积，且便于管理与维修，消火栓口处出水压力大于0.50mPa时设减压孔板减压，Ⅲ区为屋顶高位水箱直 接供水，屋顶水箱底距Ⅲ最不利点消火栓的最小垂直距离按式：H＝Hf+Hd计算。经计算，管道阻力损失Hf小于3m水柱，按3m计，由此可得出H为25m，Ⅱ、Ⅲ区火灾初期十分钟消防用水量由屋顶高位水箱供给，十分钟后的消防用水，由专用消防泵从地下贮水池将 水提升至屋顶高位水箱，再由屋顶高位水箱向系统供水。专用消防泵通过消火栓处的报警按钮直接启动或通过消防控制室启动，IV 区为增压给水系统，由于屋顶高位水箱供水不能满足Ⅳ区消火栓口处的水压要求，我们采取了气压罐与消防主泵相结合的给水罐的 调水量同Ⅰ区，火灾发生时，通过系统压力变化直接启动屋顶消防主泵，向系统供水灭火，同时启动设于地下室水泵房中的专用消防泵，向高位水箱供水，Ⅳ区增压给水系统为消火栓系统与自动喷水灭火系统合用，自动喷水灭火系统于湿式报警阀前与消火栓系 统分开设置，设于屋顶的消防主泵选取运行特性曲线平缓的水泵。
四、自动喷水灭火系统与竖向分区
《高规》第7.6.1条规定：建筑高度超过100m的高层建筑，除面积小于5.00m的卫生间，厕所和不宜用水扑救的部位外，均应 设自动喷水灭火系统，又《自动喷水灭火系统设计规范》第5.4.5条及第5.2.5条规定：自动喷水灭火系统管网内压力不应大于1.2kg /cm2；闭式自动喷水灭火系统每个报警阀控制的喷头数不宜超过800个，本建筑自动喷水灭火系统按规范要求设置了
组湿式报警阀，根据使用要求，地下室至六层及裙楼部分为I区，该区设置一级自动喷水灭火系统消防喷水泵，系统稳压由设于楼裙 屋面的一套稳压装置保证。（该装置为消火栓系统与自动喷水灭火系统合用，如前所述），火灾发生时，由系统压力变化自动控制消防喷水泵的启动，或由消防中心控制消防喷水泵的启动，Ⅱ、Ⅲ区由高位水箱经减压阀减压供水，Ⅳ区由高位水箱直接供水，Ⅴ区为增压给水系统，其增压设备为消火栓系统与自动喷水系统合用，见前述，这里不再重复。火灾期间，自动喷水灭火系统用水量按 延续时间一小时计，本建筑屋顶高位水箱贮存了一个小时的自动喷水灭火系统用水量，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区不再在地下室水泵房处设置自动喷水灭火系统消防喷水泵。系统设置，减少了一组消防喷水泵，简化了管道系统，且联动控制简单，维修方便，供水安全可靠。
五、屋顶重力水箱的容积确定
屋顶重力水箱为生活消防合用水箱，本建筑本着预防为主，立足于自救的原则，为确保消防供水的可靠性，充分地发挥自动 喷水灭火系统的作用，将火灾有效地控制在初期阶段，屋顶重力水箱容积设计为220M3，其中贮存一个小时自动喷水灭火系统用量（108M3），十分钟消火栓系统用水量（24M3），合计消防贮水量为132M2，其余88M3为生活用水量，水箱中生活出水管高于消防用水水位，以确保消防供水的可靠性，十分钟后，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区消火栓系 统用水量由专用消防泵从地下贮水池将水提升至屋顶水箱，再由屋顶水箱供水灭火。
六、问题探讨
《高规》第7.4.7.5条规定：除串联消防给水系统外，发生火灾时由消防水泵供给的消防用水不应进入高位水箱。根据其条 文说明解释，本人认为这里所指的消防水泵出水管直接与消火栓系统连接的消防泵。（注：这种情况下，如果消防泵启动后，消防用水进入水箱，消火栓口处所需的压力就难以保证），本系统设置与《高规》要求没有抵触，且能保证消火栓口处水压要求，同时保持压力恒定。
七、优点与结论
超高层建筑消防给水系统采用高位水箱重力供水，对于静水压力大于80m水柱的分区采用高位水箱结合减压阀减压分区供水 的供水方式具有以下优点：
1、与并联供水系统比，其管网所承受的压力大大降低，系统各供水分区均不存在高压管道，压力恒定，不会出现超压现象。
2、与设置中间传输水箱的供水方式比，设备少，系统简单，管路简化，维修方便，便于管理，系统联动控制简单，同时增加了建筑物的有效使用面积。
3、供水安全可靠，除了专用消防泵外，生活泵也能作为消防备用泵，起着双保险作用。
【关键词】建筑；消防；超高层
以某大厦为例，本工程为一商业-办公综合超高层建筑，建设用地面积8089.94m2，总建筑面积162129.67m2。地下四层，地上四十四层，其中裙楼五层，建筑高度为199.50m。第十六层和三十二层为避难层，消防控制室设在地下一层。
1 手动报警按钮的设置问题
根据《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第8.3.1条规定：每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离，不应大于30m。手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处。例如，在本工程中一个半径30m的圆形商业区，附近有两个疏散出口，属一个防火分区，有的设计人员只在中心设一个按钮，虽然满足“每个防火分区应至少一个”和“30m”的原则。但并不执行疏散出口“宜”设报警按钮得要求。火灾时因为按钮不在人员逃生必经得疏散路线上，报警的几率是非常小的，可以说形同虚设。因此，遇到这样的设计问题，我们一定要灵活运用规范，应首先满足报警按钮“应”设在公共活动场所的出入口处要求。其次，才能遵循“30m”和“每个防火分区应至少一个”的原则。而只按30m的原则设置报警按钮是不完全满足规范要求，也是不负责任的。
2 防火卷帘的控制问题
电动防火卷帘门主要起隔离作用，其本工程设置位置在地下汽车库、裙房商业区及自动扶梯周围，按建筑的防火分区界限安排。一般的电动防火卷帘门内外侧各设一对烟感器、温感器，除了控制箱（一个）可设在内侧或外侧外，内外侧还应各设一个手动启停按钮，距地1.4米左右明装，而位于自动扶梯周围的电动防火卷帘门，其烟感器、温感器只设在外侧（本层工作区一侧）。
从电动防火卷帘门的工作方式来区分，可分为两种：一为隔离式，一般设在防火分区边界的出入口处，一旦探测器报警并确认火灾，防火卷帘门一步降到底，同时喷淋系统开始向起火区和卷帘门喷水。二为疏散式，一般疏散通道上，烟感器报警后经确认（人工确认或两个以上探测器报警）先降金属卷帘至距地1.8米处，如火势发展，温度升高，则温感器动作后防火卷帘门再降至地面。两次动作之间的时间用于门内人员逃离。
无论哪种电动防火卷帘门，在超高层建筑中整个消防系统的一个组成部分，其动作不是独立的。因此，电动防火卷帘门两侧从属于卷帘门控制箱的烟感器、温感器，均应与火灾报警系统的探测器回路相接并在一个系统内工作。
3 非消防电源的切除问题
《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第6.3.1.8条和《民用建筑电气设计规范》（jgj16-2008）第13.4.9条都明确规定，消防控制室在确认火灾后，应能切断有关部位的非消防电源，由于消防设备总能量一般小于普通设备负荷总容量，因此总配电室的总计算负荷一般不包括消防设备容量。为了火灾扑救方便，防止消防队员扑救时的触电事故，保障消防设备的用电安全，防止因过载使电气线路起火，造成火势蔓延扩大，因此在消防人员进入火场进行扑救之前应切断起火部位的非消防用电。不过切断非消防电源时应控制在一定范围之内，《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第6.3.1.8条文解释切断非消防用电的有关部位是指起火的防火分区或楼层。切断顺序应考虑按楼层或防火分区的范围，逐个实施，以减少断电带来的不必要的惊慌。在火灾确认后，当两探测器“与”门报警或消防泵启动后，才可以切断非消防电源，特别是在面积较大、人员密集的公共场所，这样可以防止因探测器误报引起的切非而引发不必要的恐慌和事故。
4 火灾自动报警系统总线制中应注意的问题
本项目的火灾自动报警系统采用总线制。《民用建筑电气设计规范》（jgj16-2008）第13.10.5条规定：当横向敷设的火灾自动报警系统传输线路如采用穿导管布线时，不同防火分区的线路不应穿入同一根导管内；探测器报警线路采用总线制布设时不受此限。可见，总线制系统不同防火分区的线路可以穿入同一根导管。我们知道，当火灾自动报警系统总线发生故障时，隔离模块作用是将故障总线与整个系统隔离开来，以保证系统的其它部分正常工作，同时便于及时确定故障的总线部位。当故障部分的总线修复后，隔离器自行恢复将被隔离的部分重新纳入系统。
5 火灾报警系统智能化的提高
本项目为超高层建筑，相对于普通的高层建筑而言，在消防设计中还应该考虑系统智能化的问题。这个问题分内外两个层次。对火灾报警系统内部而言，超高层建筑一般采用智能型地址编码探测器，而中小普通建筑多用非编码探测器，以回路区分建筑区域。鉴于超高层建筑体量大，面积多，其使用面积的分割具有较大的不确定性，因此，为了适应房间形状、面积、使用性质的变化，每条报警回路应留出30%左右的探测器数量裕量。
对火灾报警系统外部而言，智能化的含义主要指系统联动。超高层建筑一般为重要建筑，其政治、经济价值巨大，如果灭火不及时，损失将是惨重的。因此，采用系统联动方式，就成为争取火灾前期时间和主动权的有效手段。例如，火灾报警系统与保安监控系统联动，在火灾之初，火场的摄像机可将现场画面迅速传至中央控制室，通过实景画面，值班人员可以立即确认火灾或是探测器误报，从而马上采取排烟、广播、正压送风、启动消防泵、喷淋、向消防局119台报警、降客梯、切非消防电源等一系列应急措施。又如，火灾报警系统与车库管理系统联动，一旦发现火情，便可声光报警，强制抬起进出口栏杆，使车辆尽快逃出车库。另外，火灾报警系统还可与楼控系统、广播音响系统及门禁系统等联动。只要这些措施可靠得力，超高层建筑的火灾便可被消灭在萌芽状态，将损失减至最小。
