超高層建筑施工期消防給水技術研究

周志剛

摘? 要：消防給水系統(tǒng)作為超高層建筑設計的重要環(huán)節(jié)，直接決定著超高層建筑的災害風險控制水平。我國作為世界上超高層建筑數量較多的國家，開展消防給水系統(tǒng)的可靠性研究具有重要的意義。

關鍵詞：超高層建筑;消防;給水系統(tǒng);臨永結合

中圖分類號：TU974? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）27-0144-02

Abstract： As an important part of the design of super high-rise buildings， fire-fighting-used water supply system directly determines the disaster risk control level of super high-rise buildings. In China， as a country with a large number of super high-rise buildings in the world， it is of great significance to study the reliability of fire-fighting-used water supply system.

Keywords： super high-rise building; fire protection; water supply system; temporary/permanent combination

隨著經濟社會的快速發(fā)展，我國城市高層建筑不斷增多。其中超高層建筑（一般為建筑高度超過100m或者樓層數目超過40層的建筑）作為城市建設的標志性建筑物，直接展示著城市經濟的發(fā)展程度，以我國廣州市為例，其超高層建筑數量就已經超過360棟，其中比較有代表性的廣州塔，其建筑高度為600m[1]。超高層建筑在給人們帶來現(xiàn)代化生活條件的同時，也給城市的安全穩(wěn)定帶來了一定的安全隱患。超高層建筑容納人數較多且高度集中，聚集了大量的財富，一旦火災，將會嚴重威脅人身安全，帶來嚴重的經濟損失，造成惡劣的社會影響。近年來超高層建筑火災事故頻發(fā)，其中比較有代表性的事件有2011年沈陽萬鑫大廈火災、2009年廣州珠海金海灣居民樓火災、2009年廣州耀中廣場火災、2009年中央電視臺新臺址火災、2007年浙江溫州溫富大廈火災、2007年上海環(huán)球金融中心火災等，給超高層建筑的消防管理和設計敲響了警鐘，使得人們開始更加重視超高層建筑的安全問題[2]。

1 超高層建筑火災的危險性

超高層建筑用途廣泛，容納人數較多，與其他建筑相比更為危險。其火災危險性主要表現(xiàn)在以下幾方面。首先，超高層建筑火災荷載大。通常來說，超高層建筑集辦公、商業(yè)、娛樂等用途于一體，設施齊全，內部電路復雜，火災荷載大。大部分的超高層建筑以鋼結構為主，其防火涂料隨著時間的推移耐火性能逐漸變差。其次，超高層建筑火災蔓延迅速。超高層建筑內部管道縱橫交錯，一旦出現(xiàn)火災，很容易形成煙囪效應，使得高層建筑在短時間內變成火海。加之超高層建筑，多采用新型外墻保溫材料，容易出現(xiàn)內外蔓延的立體式火災。第三，人員疏散難度較大。一旦出現(xiàn)火災，建筑內部人員只能通過樓梯進行安全疏散，高層建筑高度較高，疏散距離長、時間長。此外超高層建筑出現(xiàn)火災時，消防員撲救火災展開困難，消防隊員負重登高，會影響救援速度，總體來說火災救援難度大[3]。

2 超高層建筑消防給水系統(tǒng)的重要性

常見的超高層建筑消防給水系統(tǒng)主要由消防栓給水系統(tǒng)以及自動噴水滅火系統(tǒng)為主。其中前者是建筑中基本的滅火措施。對于超高層建筑來說，室外消防栓系統(tǒng)主要以消防車供水為主，應用室內消火栓系統(tǒng)進行自救才是最主要的自救方式。當前超高層建筑室內消火栓系統(tǒng)主要由消火栓設備、報警設備、給水管網等設施構成。自動噴水滅火系統(tǒng)是效果最好的消防設施，根據我國相關法律法規(guī)規(guī)定，高度超過100米的建筑應配備自動噴火滅火系統(tǒng)，該系統(tǒng)由水泵、管道、噴頭、閥門等部分構成[4]。

3 超高層建筑消防給水臨永結合技術

現(xiàn)階段建筑施工項目中常采用先拆除臨時消防給水設施，后安裝永久消防給水設施的方法，如何實現(xiàn)臨時消防給水設施、永久消防給水設施相結合是今年來的研究熱點。據調查，我國現(xiàn)階段的超高層建筑施工中，只有部分采用了消防設施臨永結合的技術，大部分施工企業(yè)尚未做深入的研究和探索。事實上臨時消防給水設施存在著如下幾方面的安全隱患：其一，臨時系統(tǒng)市政給水引入管僅有1條，面臨較大的停水壓力;其二，臨時消防給水設施，水箱容積小，容易出現(xiàn)水量供應不足的現(xiàn)象;其三，臨時消防給水水泵非消防專用，難以保障消防用水量;其四，缺乏高位消防水箱;其五，消防給水管呈支狀分布，容易出現(xiàn)故障停水等問題。此外，超高層建筑系統(tǒng)復雜，施工期較長，消防設施后期臨永轉換將會耗費大量的人力物力。作者結合調查現(xiàn)狀以及相關設計安裝要求，從地下室結構施工階段、地上結構施工階段、裝修階段等方面對超高層建筑消防給水臨永結合技術進行闡述，詳細如下[3-4]。

3.1 地下室結構施工階段

通常情況下，超高層建筑施工期間室外消防用水多來自于市政系統(tǒng)。施工階段多從周邊引入2路供水，并在建筑物周邊布設管網和室外消火栓。超高層建筑在施工階段臨時道路與永久道路存在一定的差別，因此消防管道和消火栓均為臨時設施。地下室結構施工階段，應部署2座以上的消防水泵接合器，確保管道可以順利接入地下室并與消防環(huán)管相連。該階段消防水泵接合器為臨永合用，并且以距離室外消火栓15m以上為宜。超高層建筑地下室結構施工初期面臨的火災危險性較小，加之室內不方便設置消防水池和泵房，因此管道和消防栓多以臨時設施為主。隨著地下室結構施工逐步進入后期，則需考慮將消防水池和泵房臨永合用。通常情況下，地下室一層多設置有永久消防水池和消防泵房，其中，消防供水泵設置壓力開關，為自動啟動，以兩臺為宜，消防、生產水泵和管網各自獨立。我國消防法規(guī)規(guī)定，超高層建筑室內消火栓設計流量最低值為15L/s，火災延續(xù)時間最低值為1h，一次滅火用水量為54m3，與之相對應的室外消火栓設計流量最低值為20L/s，火災延續(xù)時間最低值為2h，一次滅火用水量為144m3。因此，臨永結合的消火栓系統(tǒng)室內外設計流程均不能低于20L/s，火災延續(xù)時間均不低于2h，一次滅火用水量均為144m3。

3.2 地上結構施工階段

為方便火災時疏散人員，為人們提供安全保障，超高層建筑必須分段設置避難層。通常情況下，第一個避難層高度不得超過50m，相鄰避難層之間的距離不能超過50m，避難層多設置有消防給水轉輸設備。下文從第1個轉輸設備層結構完工前、第1個轉輸設備層結構完工后、第2個轉輸設備層結構完工前、第2個轉輸設備層結構完工后等階段進行闡述。

首先，第1個轉輸設備層結構完工前。該時期只能采用臨時高壓供水系統(tǒng)，并由1套消防泵組供水。一般來說，該設備層標高在100m以內。供水系統(tǒng)采用減壓閥分區(qū)，防止消火栓口靜壓超標。立管多位于核心筒處，臨永合用兩根以上，見圖1所示。為保證施工安全，該階段內消防、生產管網獨立設置。

圖1 消火栓系統(tǒng)臨永結合臨時高壓供水示意圖

其次，第1個轉輸設備層結構完工后。該階段內配置永久系統(tǒng)，多以重力供水系統(tǒng)為主，設施容量30m3的消防轉輸水箱2座，30m3的消防臨永合用水箱2座，相關配件配置齊全。安裝消防轉輸立管、供水、轉輸合用泵，并設置壓力裝置，確保消防泵能夠自動啟動。由于高位消防水池尚未施工，減壓水箱難以發(fā)揮其功用，因此建議暫不配置減壓水箱。重力供水水源由轉輸水箱提供，管道應連為環(huán)網且臨永合用。高區(qū)供水泵安裝完成后，其他樓層仍以臨時高壓供水為主。需要注意的是，為確保轉換階段各個樓層的消防栓均能正常使用，在轉換時立管關閉數量不能超過1根。由于該永久系統(tǒng)為臨時系統(tǒng)，因此該層以下的管道不必轉換。

第三，第2個轉輸設備層結構完工前。通常情況下，標高在200m范圍內，多采用臨時高壓供水系統(tǒng)。為了滿足消防栓流量以及水壓的需求，一般采用減壓閥將高區(qū)消防泵組大供水區(qū)進一步細分，立管臨永合用以不少于兩根為宜。

第四，第2個轉輸設備層結構完工后。該階段技術相關要求與第二步類似，在此不詳細展開。其他轉輸設備層的臨永結合相關技術和工序與前文所述基本相同。

3.3 裝修階段

通常情況下，當超高層建筑主體結構施工至設計高度的一半時，底層建筑部分開始進行裝修作業(yè)。該時期內，可將消火栓箱依次更換為永久性消火栓箱。地下室管道綜合施工結束后，將橫管依次更換為永久性橫管。為保證消防系統(tǒng)的可靠性，每段同時關閉的消防栓數目以不多于5個為宜。

4 結束語

超高層建筑作為城市發(fā)展的標志性產物，集中展示了經濟與社會發(fā)展的先進程度。近年來，隨著我國國民經濟的高速發(fā)展，超高層建筑的不斷增多。截止目前，我國已經成為超高層建筑數量最多的國家之一。超高層建筑在方便了人們生活的同時，也帶來了火災防控、應急救援等系列難題，其中超高層建筑消防給水系統(tǒng)是其中最為重要的環(huán)節(jié)之一。目前，對于建筑高度在150m以下的建筑，多采用聯(lián)分區(qū)給水方式;建筑高超過250m的建筑多采用高壓串聯(lián)分區(qū)給水方式;建筑高度在150-250m之間的常采用臨時高壓串聯(lián)分區(qū)給水方式。根據我國建筑以及消防相關法規(guī)規(guī)定，超高層建筑施工期間必須配備消防給水設施。目前我國超高層建筑施工尚未實現(xiàn)消防給水設施的臨時、永久系統(tǒng)結合，因此開展超高層建筑消防給水臨永結合技術研究具有重要的現(xiàn)實意義和研究價值，也是近年來業(yè)內的研究熱點。國內外實踐顯示，超高層建筑施工時采用消防給水臨永結合技術，可以有效的發(fā)揮永久性消防給水設施的功效，具有較好的經濟效益和社會價值。作者認為，隨著超高層建筑主體結構施工階段的有序推進，分布實施消防給水臨永結合技術，能夠有效的節(jié)省項目投資，并為項目的安全實施提供堅實的保證。

參考文獻：

[1]徐云飛.基于工程實例探討超高層建筑消防給水系統(tǒng)[J].江西建材，2019（002）：107-108.

[2]祝羿，陸杰.超高層建筑群區(qū)域消防給水系統(tǒng)分析[J].建筑工程技術與設計，2018（017）：4463.

[3]錢毅.超高層建筑消防給水系統(tǒng)的可靠性應用研究[J].建筑工程技術與設計，2018（031）：3637.

[4]朱偉峰.超高層建筑消防供液干管系統(tǒng)的應用與優(yōu)化[J].武警學院學報，2018，34（006）：54-57.