高层建筑消防给水系统设计

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1消防给水系统的分类与分区

项目采用超限高层建筑中广泛采用的中间水箱转输的水泵串联临时高压供水系统，分1、2二个区。1区分低区和高区，1区供地下室至26层，其中低区供地下室至15层，高区供16~26层，低区和高区采用减压阀进行减压分区。1区消防水泵和2区转输水泵设于地下室一层水泵房内，从消防水池吸水。2区供27~49层，2区消防水泵和中间转输水箱设于31层泵房内，转输水箱同时起着2区消防水泵的吸水池和1区消防给水屋顶水箱的作用,其储水有效容积按15~30min消防设计水量经计算确定,并不宜小于60m3。2区高位水箱设于48层，水箱有效容积为18m3。

2消防给水系统的设计

2.1室外消火栓给水系统

根据规范，室外消防用水设计秒流量为30L/s。分别从蔡岭路和纵二路市政管网各引一条DN200供水管，在室外成环状供水管网。在室外环状消防水管网上设7个室外消火栓，每个消火栓设计水量为15L/s，满足室外消防的需要。

2.2室内消火栓给水系统

2.2.1设计参数根据规范，室内每层均设消火栓保护。消火栓设置间距保证相邻二个消火栓的水枪充实水柱同时到达室内任何部位。当建筑高度超过100m的高层建筑，水枪的充实水柱不小于13m。建筑高度大于50m的一类公共建筑的室内消火栓系统设计秒流量为40L/s，消火栓栓口处的出水压力大于0.5MPa时，应采取减压措施，减压后压力不小于0.35MPa。当消火栓口的静水压力大于1.00MPa时,应采取分区给水系统。本工程建筑高度为219.55m，故给水分区分1区（低区、高区）和2区二个区。

2.2.2水泵的选型消火栓给水系统的水泵有1区加压泵、2区加压泵和2区转输泵。其中1区消火栓加压泵与2区消火栓转输泵设于地下一层消防水泵房内，从消防水池内吸水，2区消火栓加压泵设于31层（避难层）泵房内，从转输水箱内吸水，水泵的型号及参数如下：1区加压泵：XBD40-170-HY(Q＝40L/s，H＝170m，N＝110kW)，一用一备；2区加压泵：XBD40-120-HY(Q＝40L/s，H＝20m，N＝90kW)，一用一备；2区转输泵：XBD40-160-HY(Q＝40L/s，H＝160m，N＝110kW)，一用一备。1区和2区分别设置3套DN150消火栓水泵接合器，水泵接合器设于室外地面。当1区发生火灾时，1区加压泵开始工作，为1区消火栓提供消防用水，同时消防车也可通过1区水泵接合器直接供水至1区消火栓系统。当2区发生火灾时，转输泵及2区消火栓加压泵同时工作，转输泵的作用是满足2区消防时消火栓用水量的补给，消防车通过2区水泵接合器直接供水至31层转输水箱，补充2区消火栓用水。同时为确保2区最不利点消火栓静水压力不低于0.15MPa，在48层泵房内设置额定工作压力为0.15MPa、气压罐的调节水容量为300L的消火栓系统增压设施。

2.2.3系统的减压1区低区和高区之间采用减压阀进行分区，减压阀设于15层顶板下，采用两个可调式减压阀串联的形式，阀后压力为0.35MPa。消防立管分别在低区和高区单独成环。同时根据规范，当消火栓栓口处的出水压力大于0.5MPa时，应采取减压措施，所以本工程的1～10、16～24、27～44层消火栓采用减压稳压消火栓，消火栓栓口压力为0.35MPa。室内消火栓系统原理图。

2.3湿式自动喷水灭火系统

2.3.1设计参数根据规范，本项目自动喷淋系统设计秒流量为50L/s，地下室部分按中危险（Ⅱ）级设计，喷水强度8L/min•m，作用面积160m2。地上部分按中危险（Ⅰ）级设计，喷水强度6L/min•m，作用面积160m2。规范中关于自动喷水灭火系统采取分区给水的要求是报警阀处的工作压力大于1.60MPa或喷头处的工作压力大于1.20MPa，大于消火栓给水系统分区要求的消火栓静水压力的1.00MPa，故本项目自动喷水灭火系统采用与消火栓给水系统相同的给水分区。

2.3.2水泵的选型喷淋给水系统的水泵有1区加压泵、2区加压泵和2区转输泵。其中1区淋加压泵与2区喷淋转输泵设于地下一层消防水泵房内，从消防水池内吸水。2区喷淋加压泵设于31层（避难层）泵房内，从转输水箱内吸水。水泵的型号及参数如下：1区加压泵：XBD50-180-HY(Q=50L/s，H=180m，N=160kW)，一用一备；2区加压泵：XBD50-140-HY(Q=50L/s，H=140m，N=132kW)，一用一备；2区转输泵：XBD50-160-HY(Q=50L/s，H=160m，N=160kW)，一用一备。1区和2区分别设置4套DN150喷淋水泵接合器，水泵接合器设于室外地面。当1区发生火灾时，1区加压泵开始工作，为1区喷淋系统提供消防用水，同时消防车也可通过1区水泵接合器直接供水至1区喷淋系统。当2区发生火灾时，转输泵与2区喷淋加压泵同时工作，转输泵的作用是满足2区消防时喷淋用水量的补给，消防车通过2区水泵接合器直接供水至31层转输水箱，补充2区喷淋用水。同时为确保2区火灾初期最不利点喷头的供水压力不低于0.1MPa，在48层泵房内设置喷淋气压罐增压设施，气压罐的总有效调节水容量为150L。3.3.3湿式报警阀及减压阀、减压孔板的设置根据规范，每个湿式报警阀控制的喷头数不超过800个。本工程共设17个湿式报警阀，1区低区设9个湿式报警阀，其中地下室6个，上部1~15层3个，报警阀设于地下一层消防泵房内。1区高区的3个湿式报警阀设于15层(避难层)的报警阀间内，从1区专用喷淋泵后引二根DN200的喷淋管进行供水。2区于31层（避难层）泵房内设置5个湿式报警阀。根据每个报警阀所控制的楼层的高度不同在报警阀前设置不同减压效果的减压阀或减压孔板，同时根据规范，各防火分区水流指示器前压力大于0.4MPa时用减压孔板进行减压。

2.4消防水池、水箱

消防水池设于地下一层消防泵房内。消防水池贮水量计算如下：室内消火栓40L/s，火灾历时3h，一次灭火用水量432m3；自动喷淋50L/s，火灾历时1h，一次灭火用水量180m3；合计消防水池贮水量612m3。根据规范，当采用消防水泵转输水箱串联时，转输水箱的有效储水容积不应小于60m3，一类公共建筑高位消防水箱的消防储水量不应小于18m3；所以消防水池、转输水箱及高位消防水箱有效储水容积分别为612m3、60m3、18m3．

3结语

采用中间水箱转输的水泵串联临时高压供水系统，将消防水池及水泵房设于地下室，上部建筑仅设置转输水箱及2区加压水泵，不仅能够有效地利用建筑空间，减少结构荷载，同时串联供水还能够减少管道的数量、降低对管道压力的要求，减少管道的维修，在一定程度上降低了整个工程的造价。虽然与常高压供水系统相比需要在着火初期采取手动或自动的方式启动加压设备，但对于一个管理完善、且平时安全巡检严格且加压设备设有一用一备的水泵的超限高层建筑综合体来说，是能够做到安全可靠的。

作者：吴慧 单位：上海建筑设计研究院有限公司厦门分院