摘要：消防給水工程設(shè)計(jì)是高層和超高層圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的重要組成部分之一。文章匯總了一些設(shè)計(jì)案例，依據(jù)國家規(guī)范要求，敘述了消防水量、自動(dòng)滅火系統(tǒng)等相關(guān)問題，并結(jié)合在海南?？谒邔釉O(shè)計(jì)中的體會(huì)論述了超高層設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；消火栓滅火系統(tǒng)；自足急救；消防給水工程設(shè)計(jì)；消防水量；自動(dòng)滅火系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU208 文章編號(hào)：1009-2374（2016）07-0107-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.054

超高層建筑作為最年輕的一員，從20世紀(jì)初到如今僅有100多年的歷史。超高層建筑憑借著它特殊的結(jié)構(gòu)形式、復(fù)雜的垂直交通等各個(gè)方面，展出了一個(gè)龐大、負(fù)責(zé)、豐富的科學(xué)與技術(shù)體系。超高層宛然是從下到上垂直的街道，包含諸多問題，例如安全問題、交通問題、環(huán)境問題、能源消耗等。超高層越高，建筑的安全性、產(chǎn)品的耐久性、產(chǎn)品的舒適性等諸多問題涌現(xiàn)出來，對于建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電乃至于電梯的要求就越來越高。

1 消防蓄水池水量的設(shè)計(jì)

根據(jù)中國的現(xiàn)實(shí)國情，絕大多數(shù)的高層是占用地下箱式基礎(chǔ)部分作為消防水池，這樣充分利用了地下室不好利用的面積，設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮到如下兩點(diǎn)注意事項(xiàng)：（1）由于作為超高層建筑的基礎(chǔ)，擔(dān)負(fù)承重的墻比較多，且其隔墻也不少，故而設(shè)計(jì)中必須考慮水路暢流，從而避免形成死水區(qū)，因此在水池的各個(gè)分隔中，均應(yīng)考慮導(dǎo)流檢修口并考慮設(shè)置交錯(cuò)，使每一個(gè)分隔中不存在死角，不積有雜物，從而能便于清洗；（2）考慮到超高層的消防蓄水量較大，故而貯水池應(yīng)分成兩個(gè)，便于經(jīng)常輪流清洗，防止水質(zhì)污染。并且消防水池頭頂必須考慮采用連通空氣的管道，為了滿足合理換排氣的技術(shù)要求，并且保證消防水池的各個(gè)分隔互相的有效連同。

2 超高層消防水泵接合器要點(diǎn)

高層建筑滅火首先要立足于自救，并且依賴建筑室內(nèi)的滅火設(shè)備。但當(dāng)設(shè)置于室內(nèi)的滅火系統(tǒng)無法使用時(shí)，此時(shí)由消防滅火車通過室外消火栓取水，通過消防車內(nèi)的加壓泵把水通過水泵接合器送到室內(nèi)管網(wǎng)。水泵接合器設(shè)置原則，須在室外消火栓15～40m的范圍內(nèi)，且設(shè)計(jì)中不應(yīng)該把同一個(gè)分區(qū)的消防接合器設(shè)在一起，這樣做首先便于解決消防車無法停靠，其次也便于消防車取水、用水、提升水。

3 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中考慮的重點(diǎn)環(huán)節(jié)

第一，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防管網(wǎng)壓力總是存在過大的隱患，這個(gè)是自動(dòng)噴灑系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)都會(huì)存在的不可回避的要點(diǎn)。所以在火災(zāi)初期，也就是火災(zāi)的著火面范圍較小時(shí)，通常僅僅需要3～4個(gè)噴頭或2個(gè)消火栓就可控制并撲滅的火災(zāi)。由于管網(wǎng)承壓過大，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中應(yīng)根據(jù)不同系統(tǒng)不同的工作壓力設(shè)定值選擇安全可靠的泄壓安全閥進(jìn)行自動(dòng)泄水。并且消火栓及噴淋系統(tǒng)在設(shè)置泄壓安全閥的同時(shí)，考慮雙保險(xiǎn)均應(yīng)在水泵出水管上設(shè)置超壓泄壓閥，泄壓的水排至排水溝，有效地預(yù)防在局部小面積著火，由于消火栓或開啟噴頭的數(shù)量較少，管網(wǎng)內(nèi)壓力過高，導(dǎo)致管道破裂。

第二，多層噴淋系統(tǒng)，考慮到底層噴頭的壓力過大，應(yīng)通過計(jì)算加減壓孔板來平衡各層管段的水頭損失。

第三，由于噴淋的特殊的對水質(zhì)需求。噴淋泵的吸水管在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在吸水管上加設(shè)過濾器，以防止污物堵塞噴頭出水口且吸水不應(yīng)該靠近箱底，以防雜物吸入。

4 給水分區(qū)

超高層建筑設(shè)計(jì)中，給水方式的選擇涉及面很廣，包含整個(gè)給水系統(tǒng)的安全問題、可靠問題、運(yùn)行費(fèi)用問題等，因此給水方式的選擇非常重要。

在超高層建筑設(shè)計(jì)中，通常會(huì)碰到用水點(diǎn)水壓超壓問題，在給排水設(shè)計(jì)中，通常采用分區(qū)設(shè)水箱與設(shè)置減壓閥相結(jié)合的方式。

應(yīng)采取分區(qū)供水方案，盡量充分利用外網(wǎng)壓力，當(dāng)采用水箱串聯(lián)供水時(shí)，各區(qū)按照本區(qū)所負(fù)擔(dān)供水對象的最大小時(shí)用水量確定本區(qū)的提升泵流量，下區(qū)還應(yīng)設(shè)置與上區(qū)提升泵相匹配的轉(zhuǎn)輸泵（流量相同，揚(yáng)程按照各區(qū)要求確定）。提升泵與下面的轉(zhuǎn)輸泵自成系統(tǒng)。當(dāng)提升泵既向用水點(diǎn)直接供水，又向水箱供水（再由水箱供給至其余的用水點(diǎn)）時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算流量，取大者為泵的流量。但系統(tǒng)中的高位水箱的調(diào)節(jié)容積不宜小于服務(wù)對象最大小時(shí)用水量的50%，而且啟泵水位應(yīng)設(shè)在水箱水深的一半處，泵的揚(yáng)程應(yīng)滿足兩者的供水要求。

5 實(shí)際設(shè)計(jì)案例分析

下面以筆者實(shí)際參與的一個(gè)超高層案例來分析一下超高層設(shè)計(jì)中實(shí)際遇到的一些問題和處理方法。海口塔項(xiàng)目位于?？谑行翪BD區(qū)大英山新城中心的D15號(hào)地塊，該項(xiàng)目將成為海南省最高的地標(biāo)性建筑，包括一家超五星級酒店、頂級餐廳、SOHO、高級寫字樓、商業(yè)區(qū)和觀景臺(tái)等。整座大廈約為94層，地面以上高度為428m，?？谒鳛榈貥?biāo)成為國際旅游島成功開發(fā)的新標(biāo)志。

5.1 消防系統(tǒng)

海口塔作為?？谑行轮醒肷虅?wù)區(qū)的核心，規(guī)劃項(xiàng)目包括10座超高層建筑，高度從150～450m不等。率先動(dòng)工的428m高?？谒沁@10座超高層建筑群最高的一座。從全局考慮消防的分區(qū)及屋頂水池的布局及消防水泵的選型尤為重要，要點(diǎn)及建議如下：

5.1.1 從全局考慮消防分區(qū)，力爭做到一個(gè)在整體布局的最高點(diǎn)，居重點(diǎn)的即428m的?？谒鉀Q10座超高層的全局消防用水量需求。

5.1.2 ?？谒捎诟叨冗^高考慮采用常高壓消防供水系統(tǒng)，即在屋頂設(shè)置?？谒康南浪?。屋頂?shù)南浪淇梢钥紤]與超五星酒店的游泳池共用，但需考慮保證水池檢修期間的消防水池的不間斷供水性。

5.1.3 考慮消火栓系統(tǒng)分區(qū)如下：

1區(qū)：負(fù)4～9層（由16層減壓水箱常高壓供給）

2區(qū)：10～25層（由48層減壓水箱經(jīng)過減壓閥減壓后，常高壓供給）

3區(qū)：26～41層（由48層減壓水箱常高壓供給）

4區(qū)：42～53層（由73層減壓水箱經(jīng)過減壓閥減壓后，常高壓供給）

5區(qū)：54～65層（由73層減壓水箱常高壓供給）

6區(qū)：66～81層（由89層消防總水池常高壓供給）

7區(qū)：82～94層（由89層消防總水池加壓供給）

各分區(qū)消防水箱的位置集中在以下位置：（1）地下部分消防轉(zhuǎn)輸+空調(diào)補(bǔ)水合用水箱500m3；（2）16層消防減壓水箱42m3；（3）32層消防轉(zhuǎn)輸水箱60m3；（4）48層消防減壓水箱42m3；（5）65層消防轉(zhuǎn)輸水箱60m3；（6）73層消防減壓水箱42m3；（7）89層整體總消防水池600m3。

5.2 給水系統(tǒng)

超高層建筑供水應(yīng)將安全、穩(wěn)定放在首位，加之建筑頂部為超五星級酒店，對供水可靠性、穩(wěn)定性、冷熱水用水壓力平衡及噪聲控制等有更高要求，參照類似案例，確定本項(xiàng)目供水采用分類給水系統(tǒng)。按照辦公、SOHO、酒店不同的功能和需求，采用各自獨(dú)立的供水泵房和系統(tǒng)，以滿足各種用水要求。生活用水儲(chǔ)存量：辦公、公寓按最高日用水量的50%儲(chǔ)存，酒店按最高日用水量的100%儲(chǔ)存。在地下四層各建一座辦公、酒店及商業(yè)給水泵房。泵房內(nèi)設(shè)不銹鋼儲(chǔ)水水箱。辦公、酒店給水泵房另設(shè)有一組三臺(tái)高區(qū)給水轉(zhuǎn)輸泵，給水轉(zhuǎn)輸泵從給水儲(chǔ)水箱中吸水，向高位水箱供水。

高位水箱儲(chǔ)存本區(qū)15%的日用水量。接力水箱另儲(chǔ)存20m3轉(zhuǎn)輸容積。辦公給水轉(zhuǎn)輸泵房設(shè)于32層避難層。酒店給水轉(zhuǎn)輸泵房設(shè)于33、65層避難層。

市政自來水進(jìn)入地下儲(chǔ)水箱前進(jìn)行砂濾處理。洗衣房用水采取軟化處理。生活二次供水均采用紫外線消毒器消毒。酒店采用全日制24h集中供應(yīng)生活熱水。酒店熱水系統(tǒng)分區(qū)同給水系統(tǒng)，洗衣房單設(shè)一套熱水供應(yīng)系統(tǒng)。

5.3 熱水系統(tǒng)

本建筑采用熱水的部分主要分為兩大部分，即SOHO辦公區(qū)及酒店生活區(qū)，這兩部分均采用24h集中供應(yīng)系統(tǒng)。生活熱水采用可回收式冷水機(jī)組預(yù)熱，鍋爐輔助加熱制備。熱水供水溫度為60℃，回水溫度為50℃。生活熱水采用可回收式冷水機(jī)組預(yù)熱，鍋爐輔助加熱制備。熱水系統(tǒng)采用下供上回同程機(jī)械全循環(huán)系統(tǒng)，酒店熱水10s內(nèi)出熱水，節(jié)水節(jié)能。

5.4 中水系統(tǒng)

以本建筑三個(gè)區(qū)即辦公區(qū)、SOHO辦公區(qū)、酒店區(qū)的分類污水排放中的洗滌廢水為水源，通過設(shè)于地下四層的中水處理站（優(yōu)先采用MBR法中水處理工藝）處理達(dá)標(biāo)后，用于本項(xiàng)目以下部分中水使用：（1）辦公區(qū)域（含辦公區(qū)及SOHO辦公區(qū)）的沖廁用水；（2）室外景觀綠化及澆灑道路用水。

酒店區(qū)域?qū)儆诔逍蔷频?，故中水考慮采用市政中水的穩(wěn)定中水水源供給。

綜上所述，我們可以清楚地看到，隨著城市人口的高度集中，高層建筑的發(fā)展是自然的結(jié)果，它是社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)物。近幾年隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)超高層建筑物與日俱增，與此同時(shí)超高層的快速發(fā)展也給設(shè)計(jì)帶來許多以前從未接觸過的課題。如何做到合理地設(shè)計(jì)給排水及消防系統(tǒng)，對高層和超高層建筑的日常運(yùn)行以及消防時(shí)的安全性有著不容置疑的重要意義。

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作者簡介：孟喆（1979-），男，遼寧沈陽人，天津海航建筑設(shè)計(jì)有限公司高級工程師，研究方向：給排水工程。

（責(zé)任編輯：小 燕）