浅析高层建筑消防给水设计和施工问题与对策

【关键词】高层建筑 消火给水系统 问题 

　　自2011年9月26日至2012年2月29日公安部和部消防局组织全国公安消防机构开展了一场声势浩大的“清剿火患”战役工作，笔者在此次战役活动中，主要负责对本辖区内的高层建筑的火患进行了清剿，其中发现部分高层建筑中的消防给水设计与施工存在一些问题，这些问题的存在不仅影响到消防给水系统的可靠性，同时也影响到了高层建筑物的使用安全及人民群众的人身、财产安全。下面就结合笔者日常的工作经验及在“清剿火患”战役中发现的问题与大家作一些探讨。 

　　一、自动喷水灭火系统的管材选用、过滤器和排气阀施工常见的问题 

　　（一）自动喷水灭火系统对管材有特殊的要求，国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）第8.0.2条明确规定“配水管道应采用内外壁热镀锌钢管……”，其出发点是保证自喷系统的管道不生锈，防止产生绣渣堵塞喷水咀孔，影响喷头工作。在检查中发现，有些施工单位不按此要求进行选材，给工程埋下隐患，作为建审人员在平时对工程进行跟踪检查中应注意。 

　　（二）在检查实际中，笔者深感下列部位应设置过滤器：1、屋顶消防水箱接湿式自动喷水系统的出水管上，宜设置过滤器，以防止箱内碎物进入系统；2、自动喷水系统的水泵吸水管，以防止杂物进入系统。若杂物进行系统不仅可能堵塞闭式喷头，还可能堵塞湿式自动报警阀座圈环槽中接警铃的管孔，影响水力警铃和压力开关动作，产生误报或不报警。 

　　（三）湿式喷水系统通水前和检修放水后，不可避免有空气进入系统管道中，一般做法是打开一部分末端试水阀门，靠水将空气从阀门中排出，但所开阀门高度以上管网空气及水平管道中向上“门字形”弯管处的空气仍无法被排尽，对管道内水流形成阻碍，减少管道水断面，最好是能在立管最高点和水平管的向上“门字形”弯管最高点处，均设置自动排气阀。此外，自喷系统管道穿越建筑变形缝时应提醒施工单位做些特殊处理，如在管道穿越处设置可曲挠橡胶接头或耐压金属软管，以防止建筑出现变形时使管道扭曲，变形而破坏。 

　　二、变频调速恒压供水设备能否取代高位消防水箱的问题 

　　笔者在检查中发现部分高层建筑未设高位消防水箱，原因是采用了变频调速恒压供水设备。此设备主要由水泵机组带、变频调速器的电控箱、压力控制器、压力传动器组成。交流电机变频调速器是该设备的驱动中枢，通过改变电压，对水泵电机进行无级调速，从而实现水泵流量和扬程的变化。为了节能，通常是生活与消防共用供水设备。 

　　三、喷头布置不合理的问题 

　　（一）合理布置喷头是自动喷水灭火系统设计安全与经济的关键。《喷规》比较强调的是作用面积内的喷水强度和喷水的均匀性及喷头的适时开放。对于每个喷头的半径，一是和生产厂家的产品及其技术参数有关，二是和喷头所在位置的水压有关，三是和喷砂的布置位置有关(结构柱网和各种障碍物的影响)。《喷规》规定的喷头间距只是一个"限"，目的是为了更好地保证喷水强度和喷水的均匀性及适时开放。 

　　（二）喷头布置原则与要求。1、满足作用面积内的喷水强度、喷水的均匀性及喷头的适时开放(喷头的受热条件和开放时间)；2、喷头在喷水半径内灵活布置，不出现未被覆盖的空白，也不出现过多的重要覆盖面积；3、保证喷湿墙根及一定范围内的墙面；4、喷间之间不应互相影响；5、按规范和实际处理障碍物的遮挡，并积极与相关专业协调；6、应满足其它相关规范对喷头布置的要求；7、考虑火灾时烟羽流对喷头动作的影响。 

　　（三）喷水半径与喷头布置。喷水半径是喷头布置的主要依据，它代表一个经济数值，在喷头工作时不致出现未被覆盖的空白，也不出现过多的重要覆盖面积。它与危险等级的喷水强度、喷头特性和工作压力有关。工程设计中喷头布置视建筑平面，在喷水半径范围内，可灵活采用正方形、矩形或平形四边形。喷水半径不同于喷头的计算半径，它是在计算半径的基础上，考虑喷水强度、喷水均匀性、喷头受热条件与适时开放，根据规范的规定而得出的数值。 

　　设计时必须根据工程实际情况，按设计选定的喷水强度、喷头的流量系数、工作压力确定，并考虑喷头的受热条件和开放时间，在满足规范要求的喷头强度条件下，按喷头的实际工作压力，结合建筑分隔与结构柱网灵活布置。 

　　四、大部分场所超《规范》要求使用集热板的问题 

　　《喷规》对集热板的要求，7.1.7条，“货架内喷头上方的货架层板，应为封闭层板”。它是针对货架喷头布置而提出的，《喷规》称为集热档水板。当喷头上方有孔洞、缝隙，为防止喷头因热气流不停留或上部喷头淋水降温而不能启动时，规定应在喷头的上方设置集热板。另外，《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》中的7.2.3.2条规定，对机械立体汽车库，复式汽车库按停车的托板位置分层布置的喷头，应在其上方设置集热板。而在工程实践中，集热板的使用场合远不止于此，已在较多场合得到了演绎，但这一种做法不但没有规范依据，而且也往往与设置的初衷背着而驰。因而，对集热板的设置及其演，应慎重考虑，并应依据现行规范，结合实际情况，分析论证后确定。 

　　五、高层建筑消防给水系统存在的超压问题 

　　（一）引起高层消防给水系统超压的原因主要有：1、消防给水系统设置不当。2、设计人员在选用消防水泵时按设计流量计算。3、消防给水竖向分区时，采用减压阀分区给水方式，有的工程把这种半独立的上区和下区分开使用水泵接合器，误用消防车中压出口达到1～2MPa的相对高压水流接通下区接合器时，下区会出现超压。 

　　(二)目前防超压有以下几种解决方法：1、正确布置给水系统，将消火栓系统和自动喷水灭火系统分开设置。2、选用流量扬程曲线平缓的水泵。3、采用多台水泵给水，根据水流量的大小来决定水泵的使用。4、进行合理的竖向分区。 

　　结论:综上所述，对高层建筑消防给水系统进行设计和施工的技术人员都应严格按照《高规》中的相关规范要求，并结合当地的实际，合理设计自喷水系统、室内、外消防栓、水泵接合器、消防水池及消防水箱等的位置和数量，为消防队员开展灭火救援工作提供便利，最大地减少火灾带来的损失，确保人民群众的生命、财产安全得到最大的保障。 

　　 参考文献： 

　　［1］GB50045-95（2005年版）[S]，高层民用建筑设计防火规范 

　　［2］GB50016-2006，建筑设计防火规范[S]