浅谈高层建筑给排水消防的设计研究

　　摘要：作为城市文明显著特征的高层建筑不断拔地而起，在拓展人类居住空间的同时也给人类面临的老难题——控火防火增添了难度。鉴于目前高层建筑投资规模大、使用功能复杂的现状，在高层建筑对给排水消防实施的设计安装时，我们既要考虑到消防的安全性，又要考虑到经济合理性。本文浅谈一下室外消防栓数量、水泵接合器数量，室内喷淋装置，及整个消防系统。
　　
　　关键词：高层建筑；控火防火；消防系统
　　
　　一、高层建筑给排水消防的现状
　　2011年除夕夜，沈阳五星级皇朝万鑫酒店发生严重火灾，由于墙体过高导致消防云梯高压水枪触及不到，火势持续一天一夜才得到控制，造成巨大损失。而最具轰动性的上海胶州路728号高楼整体失火一案，更是吞下多达50条的人命，城市之殇令人悲愤不已。仔细分析两个案例，我们发现前者没人员伤亡是因为正值除夕夜，酒店人员极少，加上火势基本上只是在墙体外部蔓延，火势很快被扑灭；后者情形则截然相反，火势蔓延到内部导致自救基本成为空谈，而墙体外灭火，由于外部消防栓和书泵接合器数量极少导致消防用水断断续续，错过了灭火的最佳时机，当然消防云梯的高度限制也是一大原因。但从两个案例来看，正如同济大学一名建筑学教授所说，“由于目前国内消防技术手段在现阶段无法跟进，破解高楼灭火难题基本都立足于‘自救’”。这里的“自救”并非失火大楼内个人自行灭火，而是依靠建筑的“内功”灭火。合格的高层建筑应有非常严格的防火设计规范，如配备喷淋装置，这反映一个城市建筑设计理念是否成熟先进的一个重要标志。但由于我国在快速工业化继承中，只简单追求建筑物的外观设计，忽视消防安全等这些细节。许多给排水消防实施虽然安装，但设计初衷与实用需求脱节，致使许多装置成为摆设，也有许多给排水消防设计很先进，高层建筑消防安全意识因此很难普遍形成，这也是上海火灾夺取数十条生命的一大原因。从给排水设计角度出发进行技术消防已成了刻不容缓的课题。
　　二、高层建筑的给排水设计
　　（一）室外给排水系统的选择
　　毫无疑问，当今社会对高层建筑的消防灭火依然还是主要依赖消防水车和消防云梯，这对消防用水源提出了考验，其实这也是建筑施工单位和市政建设单位必须协调好考虑周全的问题。一是消防水池的容积问题。消防水池是储存消防灭火用水的构筑物，容积的大小关涉灭火的充分性。《高层建筑设计防火规范》规定：“当室外给水管网能满足室外消防用水量时，消防水池水的有效容积量应满足在火灾持续时间内室内消防用水的要求；当室外给水管网不能室外消防用水量时，消防水池的有效容积量应满足火灾持续时间内和室外消防用水量不足部分之和的要求”，但条例在执行过程中也面临着问题，如市政工程倘若不能保证蓄水池室外火灾持续时间时足够灭火的用水量，也就意味着室内室外联通管网的蓄水池均要储存大量的消防用水，这无疑造成了巨大的水资源浪费，也抬高了工程造价，最后负担可能会分摊到消费者身上。合理的做法应是提高自来水厂的责任度，确保水厂提供安全稳定的水源，保证消防水池水源的持续供应。另外也可以根据周围高层建筑物多的现实，联合起来共同建造蓄水池，降低成本，分摊风险，但前提是必须与市政单位和自来水公司沟通协商好。二是消防栓数量问题。《高层建筑设计防火规范》的《条文说明》是这样解释的：“室外消防栓的数量应保证供应建筑物所需要的灭火用水量，其中包括室内、室外两部分。”室外消防栓是室外消防用水的取水口，理应按照外部管网来考虑，因此室外消防栓的数量应按照室外消防用水的计算来确定。但是《高层建筑设计防火规范》中规定：“水泵接合器理应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消防栓或消防池的局里应为15～40米。”从这个规定来看，水泵接合器15～40范围内一般而言均应安装室外消防栓。因此，在工程设计中，在布点水泵接合器时，要考虑相对集中，以利于与计算外的室外消防栓一致。三是水泵接合器数量。水泵接合器是室内消防水泵发生故障或遇大火室内消防用水不足时，供室外消防车从室外消防栓取水传输至室内消防给水管道网，供接续灭火用。《高层建筑设计防火规范》规定：“消防水泵接合器的数量理应安室内消防用水量经精确计算后按流量来确定。”
　　（二）室内给排水系统中的消防喷淋装置设计。
　　消防喷淋系统是一种复杂的消防灭火装置，是目前应用十分广泛的一种固定消防设施，它具有价格低廉、灭火效率高等特点。根据功能不同可以分为人工控制和自动控制两种形式。系统安装报警装置，可以在发生火灾时自动发出警报，自动控制式的消防喷淋系统还可以自动喷水并且和其他消防设施同步联动工作，因此能及时扑灭处在萌芽状态的火苗。
　　在高层建筑防火措施日益严格的今天，对高层建筑物安装必要的自动喷淋系统成了广大建筑单位必要落实的步骤。一是在对喷淋系统的设计上，一般是采用湿式喷淋系统，对于一只报警阀只控制一个防火分区的喷淋系统，可不设控制阀，以避免短路。另外，考虑失火过程引起的震荡，必选在管路系统中应设计抗震活动支架，以确保报警装置的灵敏性和稳定性。三是喷淋系统水压的压力以及持续喷射时间必须在事先调试好。四是喷头的安装位置。喷淋装置一般安装在室内或走廊、楼梯间的天花板上，这涉及到喷头与顶板的间距问题。喷头与顶板的相对位置是影响喷头动作速度的主要因素。如果易熔元件太靠近顶板，初始阶段火焰产生的热气会在喷头下流动，从而延误了喷头的动作。如果易熔元件离顶板太远，初始阶段火焰产生的热气会在头上流动，同样会延误喷头的动作。因此，在溅水盘与顶板的距离在安装时必要调试好，不偏不倚，确保喷射的准确到达到性。五是喷头与障碍物的距离。其有效动作要求能以大流量和高动能的水直接到达着火的货物。障碍物会干扰喷头的布水形状并显著地减低喷头出水向下的动能及穿透火焰卷流的能力，从而导致无法压制火势。因此在安装时，必须充分考虑到喷头与障碍物间的溅射距离，以达到饱和性。六是喷头间距，这要充分考虑到喷头的水平间距，以确保不出现布水时出现互相阻挡的技术失误，否则将大大降低灭火的有效性，更严重的是浪费灭火的最佳时机。
　　虽然防火重在预防，但事后防火则完全要依靠消防装置了。在消防设施日益发达的今天，采取技术防火是人类抵御火灾，维护生命财产安全的一个被动型措施，这对于居住于高层建筑的广大居民来说，尤为如此。
　　
　　
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