高层民用建筑的消防给排水设计
摘 要：我国在近些年来的高层建筑中不断发生火灾事故，不仅造成了巨大的经济损失，同时对人们的生命财产造成了巨大的威胁。保证建筑的消防安全是我国面临的重要课题，尤其是高层建筑的消防安全。本文分析了高层民用建筑的消防给排水设计相关问题。
关键词：高层民用建筑；消防给排水；设计问题
一、概述
在我国的高层建筑规范中，根据高层建筑的使用性质、火灾的危险性和扑救难度等对其进行了分类。在规范中规定，19 以及 19 层以上的民用建筑为一类建筑，10 层到 18 层民用建筑为二类建筑。在公共建筑中，像档案楼、办公楼和科研机构等重要场所为一类建筑，除一类公共建筑外的高层民用工作建筑均为二类建筑。但是 21 到24 层为一类居住建筑。
二、高层建筑消防给水
《高层民用建筑防火规范》（以下简称《高规》）规定：高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。
根据高层建筑类别和建筑高度确定室内、室外消火栓用水量（L/s）。21# 楼建筑总高度为 68.725m，室内、室外消火栓用水量分别为 15L/s、20L/s。
在消防用水的水源供给中，一般有以下几种形式：市政的供水管网、消防水池的储水和天然水源。但是值得注意的是，如果利用天然水源的话，要充分的考虑到季节性缺水和地理位置的限制，必须保证在枯水期最低水位能够满足消防用水。在目前我国的高层建筑中，应用的最广的消防用水为消防水池，这是最为保险和可靠的消防供水方式，其设置的条件为：a.当市政的进水管道和天然用水无法满足消防用水时应设置消防水池；b.当市政消防供水管道只有一只或者为枝状结构时。如果室外的供水网能够保证室外消防用水时，那么消防水池的有效容积应该能够最大限度的满足室内消防用水量。如果室外消防用水无法满足消防用水时，消防水池的有效储水量应该最大限度满足室外和室内消防用水量的和。
在计算高层建筑消防用水量时，应该计算室外和室内用水量的和。在高层建筑中一般在室内都会有自动喷淋灭火装置、水幕和消火栓，所以在计算室内消防用水时，应该按照室内用水消防设施全部开启的状态来计算，以保证消防用水。
室外消火栓的数量应按高层建筑的室外消火栓用水量经计算确定，每个消火栓的用水量为 10～15L/s。防烟楼梯间不应设置消火栓，原因： ①防烟楼梯间本身无火灾危险。②GB 50045-95《高层民用建筑设计防火规范》第 5. 4. 2 条规定： “用于疏散的走道、楼梯间和前室的防火门，应具有自行关闭的功能。”消防水带若穿越防火门，将导致防火门不能完整关闭，因此会影响到防烟楼梯前室或消防电梯前室的防烟效果。所以，防烟楼梯间即使设置消火栓，也不允许穿越防火门为防烟楼梯间之外的场所服务。
三、高层建筑室内消防系统
室内消防给水系统应与生活、生产给水系统分开独立设置。室内消防给水管道应布置成环状。室内消防给水管网的进水管和区域高压或临时高压给水系统的引入管不应少于两根，当其中一根发生故障时，其余的进水管或引入管应能保证消防用水量和水压的要求。
3.1 室内消火栓给水系统
高层建筑室内消防竖管的布置，应保证相邻两个消火栓的水枪充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位。每根消防竖管的直径应按通过的流量经计算确定，但不应小于 100mm。但是，十八层及十八层以下的单元式住宅和十八层及十八层以下、每层不超过8 户、建筑面积不超过 650m2的塔式住宅，当设两根消防竖管有困难时，可设一根竖管，但必须采用双阀双出口型消火栓。
室内消防给水管道应采用阀门分成若干独立段。阀门的布置，应保证检修时关闭停用的竖管不超过一根。当竖管超过 4 根时，可关闭不相邻的两根。
消火栓水泵接合器的数量应按室内消火栓用水量经计算确定，每个水泵接合器的流量应按 10～15L/s 计算。水泵接合器宜采用地上式，当采用地下式水泵接合器时，应有明显标志。水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消火栓或消防水池距离宜为 15～40m。
室内消火栓的合理设置关系到扑救火灾的效果。因此，高层建筑的各层包括和主体建筑相连的附属建筑各层，均应合理设置室内消火栓。以保证建筑物任何部位着火时，都能及时控制和扑救。
火场事件说明，水枪的水压太大，一人难以握紧使用。同时水枪的流量超过 5L/s，水箱内的消防用水可能在较短时间内被用完，对扑救初期火灾极为不利。所以规定栓口的出水压力不大于0.5MPa。当超过 0.5MPa 时，要采取减压措施。
3.2 室内自动喷洒系统
在室内自动喷洒系统中和消火栓系统存在很大的差别，首先二者的作用时间就不同，一般情况下，自动喷洒系统可以持续一个小时，而消火栓则可以持续三个小时。自动喷洒系统喷头处的工作压力要比消火栓的小。自动喷洒系统的水质要求要比消火栓的高。此外，在使用消火栓的同时会对自动喷洒系统有所影响。
系统的设计流量，应按最不利点处作用面积内喷头同时喷水的总流量确定。
湿式系统：a.火灾发生后喷头玻璃球爆碎，向外喷水，水流指示器动作，向消防控制中心报警，显示火灾发生位置并发出声光等信号。b.系统压力下降，报警阀组的压力开关动作，并自动开启自动喷水灭火给水加压泵，与此同时向消防控制中心报警。并敲响水力警铃向人们报警，给水加压泵在消防控制中心有运行状况信号显示。
高层商住楼其住宅部分的走道、门厅均应设置自动喷水灭火系统。建筑高度不超过 100 m 的一类高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于 5. 00 m2的卫生间、普通住宅、设集中空调的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。根据GB 50045-95《高层民用建筑设计防火规范》7. 2. 2 条对消防用水量的规定可知，一类高层住宅楼的室内消火栓用水量为 20 L/s，而一类高层商住楼的室内消火栓用水量为 40 L/s，二者相差了一倍。大多数商住楼的住宅层的每层电梯厅和公共走道一般安装5 ～ 8 只喷头就可以满足要求了，加上 20 L / s 的消火栓用水量，住宅层的消防用水量不会超过 40 L/s。但住宅层喷淋立管宜独立设置，在首层设湿式报警阀，水力警铃设在值班室附近。如果以每层 5 只喷头计，整幢住宅层的喷头不超过 150 只，显然这个系统很小。为了降低工程造价，笔者以为可以省去每层的水流指示器和控制阀门，而在立管底部装一总控制阀和水流指示器。一旦楼层发生火灾，喷头爆破喷水灭火，则湿式报警阀后水力警铃会发出报警信号，而且每层的感烟探测器也会发出火警信号，指示火警地点。如果喷头误爆，则水力警铃也会动作，指示值班人员去巡查误爆地点。所以在高层商住楼消防设计时，住宅层的喷淋系统可以利用消火栓系统的消防泵，而无需单独设喷淋泵，从而节省了投资和减少泵房占地面积。另外，为了保持住宅层电梯厅和走道的美观，当不设吊顶时，可以采用边墙式喷头，喷淋管道暗敷墙中，在喷淋系统的最高层末端宜设试水阀和压力表。
参考文献
[1]GB50084-2001 自动喷水灭火系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2001.
[2]GB500067-97.汽车库、修车库、停车场设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，1998.
[3]陈秀生主编.给水排水设计手册-建筑给水排水（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.