消防给水设计范例

［摘要］随着城市建设的快速发展，城市土地资源的有限性，各类型的高层建筑越来越多，对高层建筑各方面的设计要求也不断提升。尤其当高层建筑发生火灾时，能否有效自救决定了高层建筑防火设计至关重要，而消防给水设计更是其中的重要环节。若设计不当，无法保证消防给水的正常运行，在高层建筑发生火灾之后，就不能充分发挥自身的作用。为此，本文将对高层建筑消防给水设计中的问题与措施进行探讨，以便共同促进我国消防事业的发展。

［关键词］高层建筑；消防给水；安全可靠

前言

高层建筑的不断增多，在给人们带来各种好处的同时，其自身也有难以避免的弊端，灭火抢险不易就为其中之一。而高层建筑火灾的消防给水也是火灾初期灭火的有效手段，因此，有必要对建筑消防给水系统进行研究与探讨。由于楼层的高度高、建筑大、可燃物多，一旦发生火灾，火势蔓延快，人员疏散及消防员进入的难度相对比较大，灾后带来的人员伤亡和财物损失也是非常严重的。因此，在进行高层建筑设计的过程中，应该认真做好高层建筑消防给水系统的设计工作。

1高层建筑消防给水形式

目前高层建筑消防给水系统包含室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统里也分为自动喷淋系统、水炮系统、泡沫灭火系统、水雾系统等。在实际使用的过程中，自动喷水灭火系统和室内消火栓及其他的消防灭火设备在火灾初期配合使用，能及时发现火灾、控制火灾，便于室内人员及时消除火灾隐患或尽快逃离火灾现场。因此消防给水形式的选择我们要确保各消防给水系统供水的可靠性、安全性，其次尽量选择经济合理的供水方式。

1.1消防给水供水方式。根据《消防给水和消火栓系统技术规范》第6.1.1条规定消防给水应根据建筑的用途、体积、高度、耐火极限、火灾危险性、重要性、次生灾害、商务连续性、水源条件等因素综合确定其可靠性和供水方式，并应满足水灭火系统灭火、控火和冷却等消防功能所需流量和压力的要求。消防水池、消防水泵和高位水箱结合的供水方式即临时高压供水方式，在我国建筑消防给水系统中应用较为广泛，它是直接将高位消防水箱置于建筑物的屋顶，消防水池和消防泵房设置于地下室或室外单独设置的一种消防供水模式。一旦建筑发生起火的现象，高位消防水箱提供火灾前10分钟火灾初期用水量，同时通过消防泵房里的消防泵从消防水池里抽水输送至建筑内部各消防用水点，然后进行灭火。该方式根据建筑物的高度和相关的规范对系统压力要求又可分为直接加压供水、分区串联供水和并联加压供水。其中，第一种供水方式主要在50m以下不需要分区的直接供水的建筑中进行使用，对于超过50m的建筑，或者超出相关规范的压力要求时，应进行供水分区即采用分区串联或并联加压供水。一般的高层建筑采用分区串联供水方式较多，对于低层多采用减压阀来控制水压，此方式减少了中间消防水箱的设置，避免了设备用房的配置，避免了环境的噪音、水质污染，提升了系统运行的可靠性也减轻了后期维修的工作。分区并联加压供水方式一般常用于超高层建筑设计中，加压泵一般集中设置在消防泵房内或设备转换层内，便于日后维修，但整个给水管网系统的压力较大，要注意管材和配件的选择。在一些超高层建筑消防给水设计中，也可以组合使用上述供水方式。

作者：赵启斌 单位：山东省消防总队济宁市公安消防支队任城区大队

设计高位水箱时的注意事项

在消防给水系统中，相较于消防蓄水池，高位水箱的配制主要是针对设计高度、建设规模较大的构筑物，用以火灾初期阶段的消防给水，高位水箱的设计标高、位置、容量，对于整个消防给水系统的有效性有着直接影响。对此，在实际进行水箱设计时，应严格依据我国有关的标准、规范，对于配有临时高压给水系统的构筑物，不仅需要增设高位水箱，同时还需保证水箱的实际容量，能够满足构筑物内部各消防设备10分钟的灭火用水量；对于高层建筑的消防给水设计，相较于位置最高的消防栓，高位水箱的设计标高应超出7m左右，以此保证初期火灾建筑物各消防点的供水压力要求；倘若要求高位水箱同时用以构筑物的生活用水、消防用水，应采取一定的技术措施确保消防用水不做它用，例如分别计算构筑物生活、消防用水的需求量，针对两种管道的出水口，选取适当的高度差、生活出水口居上。值得注意的是，为保证构筑物的消防用水能够在启动消防水泵后进入水箱，针对各消防管网的出水管道，应增设单向阀。

设计水泵接合器时的注意事项

长期以来，在众多消防工程给水设备的设计中，设计人员往往较为侧重对消防水泵的设计，而忽略了水泵接合器。在具体的消防给水系统中，水泵接合器设置主要作用于当发生火灾构筑物内部消防用水不足，或室内消防水泵损坏、故障时，供消防车从构筑物外部的消防栓进行取水，并利用水泵接合器将消防用水输送至构筑物内部各消防供水管网，以此保证消防系统的有效性。对此，我国有关消防规范中列有明确规定，要求构筑物的有效消防范围内，对于所有消防车供水压力分区，均需要安装水泵接合器。值得注意的是，对于设计高度、建设规模在50米以上的构筑物，多数消防设计人员普遍认为构筑物的超出部分无法利用消防车进行辅助灭火，即无需装设水泵接合器。然而，随着我国经济与科技的飞速发展，国内各大城市的消防车进一步加大了运作功率，实际消防供水的有效高度已超出50米。在实际进行水泵接合器的设计时，其具体的装设数量应在计算得出构筑物内部消防水量的基础上确定，而单个水泵接合器的流量应设定为10L/s到15L/s。与此同时，对于构筑物外部的消防栓，其主要用以消防取水，应综合考虑构筑物外部的消防用水需求量与供水管网布设情况，以此确定消防栓的位置、数量，而单个消防栓的用水量应设定为10L/s到15L/s之间。基于此种做法，当构筑物外部的消防用水量低于内部时，水泵接合器数量将超出构筑物外部的消防栓；而当发生火灾构筑物内部的消防系统无法运作时，利用室外消防栓、消防水池，水泵接合器将直接负责向整个构筑物输送消防用水。由此可见，在消防给谁系统中，水泵接合器、室外消防栓两者属于对应关系。

消防给水管网、消防栓的设计

作为消防给水系统的重要组成部分，消防给水管网、消防栓的设计难度虽然较小，但仍需注意一些容易被忽视的问题。例如：构筑物内部的喷水系统、消防栓系统的设计应相对独立，以免为日后的使用、维护带来不便，倘若技术条件、场地条件不允许，则可将其设计为合用泵，但却需要沿着流水方向，在自动喷水系统的报警阀前进行独立设置；在高位水箱能够为构筑物提供10分钟消防用水的基础上，由于消防水枪的喷射压力、出水流量较大，水箱内的消防用水将在短时间内消耗殆尽，为保证消防给水系统的灭火效率，倘若消防栓口的压力在0.5Mpa以上，则需要加装减压设备，而当栓口静水压力超出0.8Mpa时，应将给水系统设计为分区形式。值得注意的是，通过相关试验、计算表明，半径为50mm的消防给水管道最大流水量仅能满足一台消防车的用水需求。对此，消防给水管道的半径应设定在50mm以上，构筑物内部的管网应设计为环状。

摘要:随着我国社会经济的快速发展和人们生活水平的提高，人们对高层建筑给排水提出了更高的要求，高层建筑消防给水设计成为建筑工程设计中的重中之重。基于此，文章结合建筑工程设计过程中的一些经验，对高层建筑消防给水设计的要求及关键技术进行分析和探讨，以期为同类工程提供借鉴和参考。

关键词:高层建筑；消防给排水设计

0引言

随着我国社会经济的快速发展，人们生活水平不断提高，对高层建筑给排水提出了更高的要求[1]。高层建筑的消防给水设计是消防设计的重要部分，合理的消防给水设计可以保证高层建筑的质量安全，减少火灾危害，保护人身和财产安全。基于此，文章阐述了工程设计过程中高层建筑消防给水设计的一些经验，以供同行参考。

1高层建筑消防系统设计要求

高层建筑消防系统设计要求具体表现在以下几个方面:1）高层建筑消防给水设计应根据高层建筑的具体特点，针对性的设计不同的灭火设施，从而保证高层建筑的消防安全；2）高层建筑的性质使得排水管道的排水效果严重下降，因此，高层建筑设计人员需要根据高层建筑发生火灾的情况针对性的设计给排水消防排水管道，避免大量水渗入到建筑地下，从而造成建筑物的损毁；3）高层建筑消防设计人员还需要保证高层建筑的电源不受影响，防止出现因发生火灾情况而造成高层建筑断电，消防排水系统发生故障无法使用的情况。

2高层建筑给排水消防设计关键技术

摘要：环境温度低于4℃的场所，宜采用干式系统，湿式系统常规保温只起到减小管道散热的速度，没有额外的热量供给，无法避免管道冻结，保温只起到减小管道散热的速度，采用电伴热又会增加日常的运行费用，实际应用效果难以保证。干式系统无疑是一种安全、可靠、节能的选择，但是其在设计中与湿式系统相比，存在诸多不同，文章拟对南京江北新区某敞开式停车楼为例，对干式系统的设计进行分析总结，为同行在类似工程设计中提供参考。

关键词：敞开停车楼；干式消火栓系统；预作用系统；充水时间

随着国民经济发展及建筑行业的快速发展，敞开式停车楼无须大面积开挖及容积率的考虑，逐渐被建设方所接受。然而近年来接连出现极端恶劣的雨雪天气，给排水管道冻裂爆管现象时有发生，给人民群众日常生活带来了诸多不便，非常年温度在0℃以上地区的管道防冻工作理应引起建筑给水排水专业设计人员的重视。本文以南京江北新区某敞开式停车楼为例，着重介绍该项目的消防给水系统的设计思路，总结了各系统的设计要点，并提出个人看法，供同行参考。

1工程概况

本工程位于南京市浦口区桥林街道，为敞开式停车楼，地上5层，建筑面积2.1万m2，建筑高度21.85m，其中1层为附属设备机房，2层~5层为敞开式停车库。南京地区最冷月平均气温-1.8℃，极端最低温度为-12.2℃。

2敞开式汽车库的设计依据

文献[1]第2.0.9条：“任一层车库外墙敞开面积大于该层四周外墙体总面积的25%，敞开区域均匀布置在外墙上且其长度不小于车库周长的50%的汽车库”；文献[2]第7.1.3条：“室内环境温度低于4℃或高于70℃的场所，宜采用干式消火栓系统”。环境温度低于4℃的消火栓系统，由于没有额外的热量供给，管道有结冰的危险，导致管道供水能力减弱，影响系统安全，本工程采用干式消火栓系统；由于本项目疏散距离不满足文献[1]第6.0.6条的要求，需要增加自动灭火系统。文献[3]第4.2.3条：“室内环境温度低于4℃或高于70℃的场所，宜采用干式系统”，文献[3]第4.2.4条：具备下列要求之一的场所，应采用预作用系统第3款：“用于替代干式系统的场所”，本工程采用预作用自动喷水灭火系统。

工业建筑主要是指为工业生产服务的建筑，工业建筑不单指工业生产性质的建筑物或构筑物，也包括粮食堆场等农业、农用性质的建筑。据统计，2016年，全国共接报火灾31.2万起，死亡1582人，伤1065人，直接财产损失37.2亿元，其中厂房火灾死亡41人、伤55人，损失7亿余元，占18.9%；仓储场所火灾死亡12人、伤22人，火灾损失近6亿元，占16%。工业建筑消防给水设计的技术问题非常突出，施工图审查是保证建筑消防施工图设计质量安全的重要环节。本文就工业建筑消防给水施工图设计审查中常见设计技术问题提出探讨。

一、工业建筑火灾危险性分类不准确

1．正确分析工业建筑火灾危险性分类

《建筑防火设计规范》GB50016-2014明确规定了厂房和仓库的火灾危险性分类，根据生产中使用或产生的物质性质及其数量等因素划分，可分为甲、乙、丙、丁、戊类。其中丙类火灾危险性特征：①闪点不小于60℃的液体。②可燃固体。大多要设置自动喷水灭火系统。储存物品的火灾危险性分类应根据储存物品的物质性质和储存物品中可燃物数量等因素划分，也分为甲、乙、丙、丁、戊类。

2．严格把控火灾危险性分类问题

工业建筑设计时，为节省一些消防设备投资故意降低厂房或仓库的火灾危险性等级，不设自动喷水灭火设备等；有的设计说明是丁、戊类生产车间，又无法明确生产中使用或产生的物质性质及其数量；而有些厂房建筑面积很大，单层面积甚至超过30000m2，但生产中使用或产生的物质性质无法确定，不在《建筑防火设计规范》生产的火灾危险性分类举例所包括的内容中，如太阳能多晶硅加工及组装车间等等……施工图设计审查时应认真分析工业建筑的火灾危险性分类，不应听之任之，应正确确定火灾危险性分类，不得随意降低其火灾危险性。

二、工业建筑设计是否设置自动喷水灭火系统分歧较大

摘要：消防给排水是现代高层建筑设计中非常关键的组成部分，其设计有效性关系高层建筑内部正常生活用水和消防用水的便捷性、高效性与畅通性。文章以高层建筑为例，对其消防给排水设计的原则与要点进行了重点探讨。

关键词：高层建筑；消防；给排水；设计要点

高层建筑的高度决定了其建筑内部人口更加密集，给排水系统设计难度更大，并且相应的防火要求更高，否则一旦高层建筑出现火灾事故，就可能会酿成重大安全事故。为了确保高层建筑的安全，必须要加强消防给排水设计，持续优化给排水系统，保证可以为建筑内部居民的正常生活用水或者突发情况下的消防用水提供充足的水资源。

1高层建筑消防给排水设计的基本原则

任何一种项目的开展都需要遵从一些基本的原则，这是项目保质保量完工的前提与基础。同理，为了确保高层建筑消防给排水设计工作高效开展，也需要遵从一些基本的设计原则，具体包括：其一，系统性设计原则。需要立足于统筹设计消防给排水系统、日常生活用水系统等多种与水资源供应相关的给排水系统，切不可单独设置某一用途的水资源供应路径与方式。其二，安全性设计原则。需要时刻立足于确保居民安全性，如要考虑防范细菌或病毒进入给排水管道当中，或者要保证给排水管道的畅通性等等。其三，经济性设计原则。要注意增强其合理性与科学性等特性的基础上，灵活地购置和应用各种高性价比的给排水管道等材料与设备，力求在满足消防给排水设计的质量与安全要求基础上，最大程度降低消防给排水系统设计的整体成本。其四，科学性。消防给排水系统设计是一项学科专业性与综合性很强的工作，对设计人员的综合素质具有较高要求。比如，在设计消防给排水系统期间，要紧密结合现有高层建筑高度的情况，科学、合理地配置各类消防给排水系统设施，保证整体设计的科学性，有效确保其整体设计质量。

2高层建筑消防给排水设计的要点分析

2.1消防供水系统设计要点。消防供水系统是高层建筑消防给排水设计的一个基础组成部分，主要负责为建筑消防提供必要的水资源。但是不同高层建筑的高度各不相同，它们的用水量也有所不同，在设计消防供水系统期间可以相应地设定火灾的延续时间为3h，同时还要科学、合理地对高层建筑室外与室内的消防用水量进行准确估算。比如，要结合室内外的实际消防用水量来合理地设置循环水泵与导流墙，保证可以在最大程度节省消防供水系统设计成本的基础上，加强监督管理，如要确保高层建筑群的恰当位置处设置消防水池，这样才能保证所设计消防供水系统可以为高层建筑提供充足的消防用水。

共用消防给水系统的优劣

共用消防给水系统可以将建筑群或城市综合体作为完整的消防对象考虑，设计按最不利的供水工况确定流量和水压。其优点主要有：①较好的经济性。共用消防给水系统可以减少消防水池、消防泵房、高位消防水箱等的设置数量，增加了建筑的有效使用面积，节省了消防投资，节约了消防用地；②系统设置数量上的简化。在满足最不利供水的情况下，采用一套系统来解决各栋建筑的消防给水问题，控制简化；③节约消防用电量。避免了在一次火灾的情况下，城市综合体需要同时开启多套消防给水系统，避免消防用电量的增加。共用消防给水系统虽然在经济性上有明显的优势，但也存在一定的不足之处。主要表现在：①系统服务范围的增加，对系统组件的可靠性要求增加；②系统的管理和控制水平需要提升。

系统设置影响因素的分析

共用消防给水系统的设置是基于同一时间内只考虑一次火灾的情况，而有多次火灾出现的情况就不能简单套用目前的规范规定，且采用共用消防给水系统的优势也不明显。从设计的安全角度出发，有必要对共用消防给水系统的设置有一个限制，而不能无限制地扩大应用。关于火灾次数的确定，现有的规范仅局限在城市、居住区。《建筑设计防火规范》［1］规定，城市、居住区的人数N≤2．5万人时，按同一时间内的火灾次数1次确定；N≤40．0万人时，按同一时间内的火灾次数2次确定；N＞40．0万人时，按同一时间内的火灾次数3次确定。工厂、仓库、堆场、储罐（区）和民用建筑的室外消防用水量，应按同一时间内的火灾次数和一次灭火用水量确定。然而，对单体建筑、公共建筑群，现有国家规范没有相关规定。如何确定城市综合体的火灾次数，在地方规范［3］中有了明确规定。在上海市《民用建筑水灭火系统设计规程》［3］中规定，公共建筑物、联体建筑群共用一套消防给水系统时，其保护的建筑总面积不应大于500000m2。主要考虑城市建设的发展，对超大规模的公共建筑提出了更高的要求。这里的建筑物是指采用一套消防给水系统的建筑群和单栋建筑物。建筑面积50万m2的这个概念是基于办公建筑按10m2／人的估算指标，居住人数为5．0万人来估算的。当然该规范仅仅对公共建筑提出了要求，并参照了现有的已建超高层建筑的设计实例。

在上海地方规范［3］中有提出，消防给水系统在任何时间和地点的工作压力不应大于2．4MPa（广播电视塔除外）。无论是共用消防给水系统还是单一的消防给水系统，如果因服务范围过大，造成系统压力很大，将不利于系统的安全可靠。因此，最高压力的控制对系统的设置是很重要的要素。造成共用消防给水系统压力增加的主要因素是消防供水高度和输水距离。系统数量的设置还要考虑到不同建筑对消防给水系统所需水压要求的区别。从建筑的用地来看，共用消防给水系统或区域消防给水系统的服务范围也不应穿越市政道路或街坊。无论是消火栓给水系统还是自动喷水灭火系统，建筑总体布置的管道进入市政道路将突破建筑红线，且管线的开挖容易相互影响，降低了消防供水管网的可靠性。就建筑本身来看，建筑常常出现上下一体和水平方向一体化的形式。一些建筑群对整个地块的地下空间一起开发，在上部分别设各栋高层建筑，这时的消防给水系统按统一考虑更合理。还有将两个地块合并建设，两栋建筑贴邻设计，相互一体、无防火墙分隔，这种情况也适合采用共用消防给水系统。其理由是一体的建筑在发生火灾后不可能在水平和垂直方向完全独立，消防给水系统除了用于灭火外，还提供上下的灭火冷却用水。就如消火栓的设置不能简单说底层不设消火栓，楼层上设消火栓。毕竟建筑灭火是一个整体，当任意部位发生火灾后，其火灾蔓延的方向也不能完全确定，共用一套消防给水系统更能最大限度地发挥灭火系统的作用。不论建筑功能是否相同，若建筑未完全进行物理的分隔，其采用共用消防给水系统更合理。

共用消防给水系统还涉及到建筑所采用的物业管理方式。在城市综合体中，酒店与办公楼、住宅楼的运行管理方式在标准、时间等方面均不尽相同；从使用功能的角度看，同类用途的建筑可以合用设置系统，不同功能的建筑宜分开设置消防给水系统，这也是为了便于今后的运行管理。共用消防给水系统可能对不同建筑需要提供不同的消防水量和水压，这对物业管理也提出更高要求。系统设置数量与系统的控制也有关。共用消防给水系统的服务范围增加后，造成消火栓、报警阀启动消防泵和向消防控制中心报警的距离增加，工程中有的甚至超过1000m，其控制线路所串联连接的设备增多，系统的可靠性有所降低。相对单一的消防给水系统，共用消防给水系统或区域消防给水系统除了消防泵房、消防水池（箱）的供水范围增加外，水泵接合器的服务也有所变化，供水管网的距离、阀门等也明显增加。

系统设置的限制与优化

摘要：

消防工程是给排水科学与工程专业重要的专业课程之一，本文针对给排水科学与工程专业消防工程课程特点，通过深入分析消防工程课程教学现状及存在问题，从教学内容，教学模式与教学手段，教学队伍建设以及课程考查等方面进行课程教学改革探索，激发学生学习兴趣及动力，提升学生实践学习能力，提高授课效率，改善学习效果。

关键词：

消防工程；教学改革；强化实践

随着经济快速发展以及城市建设的不断加快，各类功能建筑层出不穷，城市规划跟不上城市发展步伐，火灾隐患逐渐增多，城市及建筑的火灾发生率也有逐年提高的趋势，恶性火灾事故时有发生。因此，作为预防和消除火灾的消防工程在城市建设过程中显得尤为重要[1]。给排水科学与工程专业的消防工程课程是建筑给水排水课程的延伸，但内容更集中、更突出，主要是在建筑给水排水课程学习的基础上有效拓展学生的专业知识和实践设计能力，使其充分了解消防工程的基本原理，掌握消防法规、防灭火工程技术和灭火救援等方面的基础知识，掌握建筑消防各个子系统（建筑防火、消防给水灭火系统、消火栓灭火系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统、防排烟系统、火灾自动报警系统等）的主要工程内容、技术手段、设计要求以及基本的设计参数，具有很强的理论性和实践性[2]。在现有的教学体系中，设给排水科学与工程专业的高等院校消防工程课程多为选修课程，课时较短，并且与建筑给水排水课程多有交叉，课程延续性、系统性不强，实践能力强化较弱，整个教学过程中存在一定的不足，亟需进行课程教学模式的深入改革。济南大学土木建筑学院市政工程系建筑给排水学科团队，针对消防工程课程教学存在的问题，整合现有资源，以适应社会经济发展的需求为目标，深入教学改革，强化学生实践能力培养。

一、课程现状及存在问题

1.给排水科学与工程专业的消防工程课程与建筑给水排水课程多有交叉，极易导致教学内容重复，教学重点不明确，不能有效发挥其对建筑给水排水等课程的拓展作用。建筑消防是建筑给水排水课程的重要组成部分，建筑给水排水课程讲授过程中会涉及建筑消防的内容，如果在消防工程课程中重复讲授，会降低学生的学习积极性，产生不耐烦的情绪，降低教学质量[3]。