摘要：我国的经济发展速度越来越快，城市的发展也得到了大幅度的提高。一项成功的建筑工程设计，除了考虑结构安全，还应同时考虑消防安全同题，因为它直接关系到人民的生命财产安全。消防给水系统设计规划随着新技术，新设备的使用而不断改进，安全性也更高。本文对高层建筑消防给水系统设计进行了分析。
关键词：建筑消防：给水设计：分析
中图分类号：TU976.5文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
引言
在当今社会城市建设发展的速度越来越快，因而高层建筑不断涌现。由于高层建筑使用功能复杂，且人员相对密集，在发生火灾时，比单层、多层建筑火灾危险性更大，容易造成重大财产损失和人员伤亡事故，因此，作为重要灭火设施的消防给水系统，应得到越来越多的重视。高层建筑消防给水系统设计必须遵循国家的有关政策及消防管理部门的有关标准和规范规定，一切从实际出发，以安全适用，技术先进，经济合理为前提，采用可靠的消防措施，做到防患未然，确保安全。近年来，虽然研制出不少新型的灭火剂，但水仍是建筑物扑救火灾的主要而且廉价的灭火剂，高层建筑消防灭火设备，仍立足于消防给水设计。
一．高层建筑消防给水系统形式分析
1.消防水泵、高位水箱、消防水池合用的供水形式
这种供水方式是高层建筑消防给水系统中应用最广泛的一种方式，它是采用将高位消防水箱置于高层建筑的屋顶上，将消防水池和水泵房设置在建筑物的底层或室外的一种消防给水模式。当发生火灾时，由高位水箱提供前10min的消防用水量，消防水泵启动，将消防水池中的水提升并输送至给水管网，完成灭火任务。
该给水方式是从高层建筑物的高度和分区角度出发，分成一次性加压供水、分区串联加压供水和分区并联加压供水三种。其中一次性加压供水方式多应用于无需分区直接给水的高层建筑物，对建筑物的高度要求在50m以下，当建筑物高度超出50m或者有分区减压供水需求的，则需要采用分区串联加压供水和分区并联加压供水方式。分区并联加压供水，各分区为独立的给水系统，供水安全可靠，分区水箱容积较小，水泵集中布置，方便了管理与维护，但对于消防管材方面要求较高；分区串联加压供水，各分区供水相互联系，下区供水出现故障时，上面的分区也将受到影响，供水安全性较差，水泵也是分散布置，维修管理不方便，但整个系统管道压力较小，管道维修较少。
2.区域集中高压消防供水方式
即两幢或两幢以上高层建筑共用一个泵房的消防给水系统。对于一栋单独的高层住宅楼而言，消防给水系统组件，消防泵和高位水箱是不可缺少的。但对于由多栋高层建筑组成的小区，如果在每栋建筑上都设置高位水箱和消防水泵，这不仅大大提高了工程造价，同时还给小区物业管理部门增加了多余的工作量。为了解决这个难题，提出了在小区内设置集中消防供水系统。因为同一个小区内的多栋高层建筑同时发生火灾的可能性较小，可以认为同一时间内发生火灾的次数为一次，从设计合理、经济节省的角度出发，从消防水泵引出多条出水管，分别与小区内各栋楼的供水管网相连接，相当于每栋楼都设有消防水泵，只不过在供水距离上存在了差别，但并不影响对建筑的消防供水能力。只是这种方式要求消防管网设计成环状，以达到供水的安全可靠。
3.加压给水方式
目前常用的加压给水方式有气压罐给水和二次加压两种。气压罐给水方式是在考虑到高位水箱的高位摆放以及影响建筑美观与结构承重问题上提出的，这种密封可靠的消防给水方式很受用户的青睐。它的运行机理是：运用气压罐将水加压后，输送到消防给水管道内，以满足各个消防设备用水需求，当达到一定的压力时，多余的水会进入气压罐，此时，水泵以及自动控制系统进入准备状态，当消防管道内水压小于规定的水压值时，气压罐将自动启动，并向消防给水管网及时给水。但是气压罐的应用，需要与之配套的水泵和自动控制系统的参与，使得消防给水的成本大幅度增加。二次加压方式，是为了应对多层建筑的集群布置管理的形式，当单独的某个气压罐无法满足水压要求时，需要对气压罐内的水进行二次加压，以达到集中加压与稳压的目的，该给水方式的缺点是：投资成本比较大，且需要专门的技术人员做维护。
4.全自动恒压变频调速系统供水形式
此种供水形式是一种最新的供水系统，该种系统将消防与生活供水合为一体，统一供水，同时采用先进的变频以及自动化技术，对管网压力以及各种参数进行调节控制，不仅减少了水泵数量，同时节省了空间使用量，提高了系统的安全可靠性。
二．超压问题的解决方式与消防水箱的优化设计
1.超压问题
对于高层建筑而言，要想保证给水系统稳定运行，就需要针对超压问题，设置必要的减压措施以及装置，对其进行适当地减压以及泄压处理，保证消防给水系统的可靠性。
（1）采取有效措施避免超压现象的产生。如，采取合适的水泵，根据水泵的流量—扬程曲线，来确定每台水泵工作时的最佳工作压力，以及所能承受的最大压力，最好选用恒压变流量变频调速水泵，以适应更大范围的流量变化。
（2）提高整个消防给水系统的承压能力，可以使消防给水系统在一定情况下不出现超压，使整个灭火过程的压力都在允许的范围内。这需要开发和使用新型低成本、高效能的管道材料，以及安全经济、稳定可靠的给水系统压力技术等。
（3）采取相应的泄压和减压措施。减压、泄压和稳压措施是指在工作压力超压后，能够及时使消防系统的工作压力降至允许工作压力的范围内，包括泄压阀、安全阀、稳压阀、气管阀等的安装。如，在减压阀减压消火栓的设计中，首先要根据相关的公式及需水量要求设计消火栓的数量，以符合国家的标准和实际的需求。
（4）要考虑到系统的防腐蚀问题，选择耐腐蚀的管道材料，最大限度的避免出现管道腐蚀现象，减少管道由于腐蚀而出现泄露或者堵塞导致超压的现象发生。另外还要合理选择消火栓的供水方式，即减压阀分区供水系统和双出口水泵供水系统。
2.消防水箱的优化设计
对于消防水箱的优化设计与实际应用，要注意以下三个方面：
（1）对高层建筑而言，消防给水系统的设计首先要遵循安全可靠以及经济实用的原则，在楼房顶部安装必要的高位水箱。
（2）设计高层建筑的消防水箱时，如果出现安装困难，或者对立面存在很高的要求，对于给水系统而言，可以根据实际需要设置稳压水泵，以维持供水管网的水压以及水量，这就需要设置保护措施，保证稳压水泵的正常工作。
（3）对于超高建筑，还需要设置中间传输的水箱，对于水箱容积以及水量的设定，要根据相关的规定以及设计手册进行设计（容积≥6 0 m 3，消防用水量0 ．5 ～1 h ）。
三、高层建筑消防给水系统可靠性分析
高层建筑消防给水系统的可靠性,是指建筑消防给水系统在规定的条件下,在规定的时间内,能够完成规定功能的能力。它的可靠性直接关系着高层建筑消防安全。可靠性通常用可靠度来表示，是一个时间函数，是一种表示随机事件发生概率大小的量。可靠度有两种方式来测定，一是消防给水系统的可靠性框图，分为非储备系统、储备系统、复杂系统等三方面。二是可靠性度量，又分为串联、并联、混联、表决系统可靠性的计算。
系统可靠性的选取与分配能保证高层建筑消防给水系统的功能和寿命达到设计要求。要使系统在长期使用过程中不间断地工作,这就要求整个系统与每一个子系统具有一定的可靠度。如果提高消防给水系统的可靠性，必然会提高系统花费，如果给水系统的可靠性达不到要求，就可能引起重大安全事故，出现严重后果，因此系统设计者必须在经济与安全之间做好平衡协调工作，优化系统设计，保证系统安全以及可靠性满足应用要求。可靠性工程设计是一门系统学科，这里就不再详加探讨。
结束语
综上所述,高层建筑消防给水系统设计,应根据高层建筑的消防水压要求以及市政管网供水压力、管路布置等情况,合理选择消防给水系统形式。在高层建筑消防给水的超压和泄压问题上,要对给水系统进行科学布置，在管材及设备上进行合理选取，在达到要求的前提下减少额外投资。对于消防给水系统的可靠性研究,要知道不同的消防设备发挥功能状况可靠度是不同的，因此对待可靠性研究要在对消防给水系统全面认识的基础上，通过大量试验，去发现可靠度与各个消防组件之间的函数关系，以便达到高层建筑消防给水系统预期的消防安全能力以及安全效果。
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