摘要：高層建筑投資規模大，建筑使用功能復雜，使得對設計的要求越來越高，特別是防火安全的設計。本文結合工作實踐，系統分析了高層建筑消防給水設計中應該注意的幾個問題，闡述了高層建筑消防給水設計規范要求和原則，并提出相適應的解決辦法。供同行參考。
　　關鍵詞：高層建筑；消防給水；給水設計；
　　當前，隨著我國城市高層建筑的建設日益增多，并且其建筑高度、建筑面積、內部空間的設計有不斷增大的趨勢，建筑內部功能日趨復雜，建筑本身火災危險性相應增加。因此，高層建筑的消防設計極為重要，越來越受到人們的重視，本文對此進行了探討。
　　1消防水池的設置問題
　　在日常設計中，經常將消防水池設計為生活、消防用水合用水池．這樣做的目的之一就是為了避免消防用水常年不用而變質，特別是在生活、消防用水量接近時。水池內的水不斷循環更新，以保障其水質。但對于高層建筑來說，特別是一些功能復雜的一類高層和超高層建筑，由于其消防水系統存在多種形式（消火栓、自動噴淋、水幕系統等)，且系統用水量大，此時水池內生活用水遠小于消防儲水量，即使采取一些諸如進出水管對置、設置導流墻的措施．仍無法保障水質。設想如采取一些建筑及路面清潔、園林灌溉、水景布置等非生活用水取自消防水池，從而在避免消防水池內為“死水”的情況下，將生活、消防水池分設應是理想做法。總之，生活、消防用水是合用還是分設還要綜合考慮建筑物的用水量分配等多種因素，從中選擇最佳方案。
　　2消火栓布置問題
　　在高層建筑室內消火栓系統設計中，確定消火栓間距（或消火栓位置），目前依據的是《高層民用建筑設計防火規范))GB50045—95（以下簡稱《高規》)第7．4．6．1條，即消火栓間距應保證同層任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達。而同時《高規》第7．4．6．3條又規定：“消火栓的間距應由計算確定，且高層建筑不應大于30m，裙房不應大于50m”
　　首先要明確通常所稱的“裙樓”與“裙房”是兩個不同的概念，前者指建筑物最下面的若干層（建筑高度≤24m)，后者被定義為“與高層建筑相連的建筑高度≤24m的附屬建筑”從目前實際使用情況看，多數高層建筑裙房與主體連通，使用功能多為商場、餐飲、娛樂等營業用房，由于其平面布局復雜，可燃物多，電器線路復雜、火災荷載較大，其建筑內部消火栓間距設計為50m是不太適宜的，如果機械地執行《高規》第7．4．6．3條，筆者認為是不妥的，而應嚴格按照《高規》第7．4．6．1條的要求，并充分考慮平面功能布局及內部隔斷的影響，通過認真計算確定消火栓的間距。同時，應顧及到給水專業同其它專業設計之間的橫向聯系，綜合分析，使消火栓的布局同防火分區的劃分密切結合起來，防止跨越防火分區使用消火栓的問題。
　　3高位消防水箱儲水量的設計問題
　　《高規》第7．4．7．1條規定“高位消防水箱的消防儲水量，一類公共建筑不應小于18m3。現行規范并沒有明確消防水箱中消防儲水量為一個l8m3還是兩個18m3，在實際設計中，也理解為10min消防用水量。因此，當建筑物內應設消火栓系統和自動噴水滅火系統時，高位消防水箱的儲水量常為36m3的情況。在此，應做以下分析：初起火災時，如有人在場，就能夠及時發現而使用滅火器或消火栓滅火從而快速撲滅初起火災，自動噴水滅火系統一般不會動作。
　　同時，在初起火災的5min～10min內（消防隊到場前)也一般只有2～3股水柱滅火，而不是6～8股水柱同時滅火。如果初起火災發生時無人在場，那么自動噴水滅火系統將動作，并且只要有一只噴頭動作，系統壓力開關將在60s內動作發出電信號并反饋到控制中心，聯動噴淋泵啟動，即使有幾只噴頭動作，18m3的儲水量也只動用約1／3。再者，如果自動噴水滅火系統沒能控制住初起火災而形成火災蔓延，當消防隊到場，就會直接啟動消防泵供水，此時高位消防水箱中仍有相當的儲水量。從初起火災發生至消防隊到場前的時間段內（約5min～10min)，消防泵如果沒有啟動，當高位消防水箱的儲水量下降到消防儲水量時，生活泵就會啟動并連續補水，且基本上只供消防用水（因水位可能在消防儲水量下，生活出水管無水可出)，也就是說1Omin內消防用水量的供應不止是18m3。
　　此外，建筑物內如還設有雨淋、水幕等其它水系統，高位消防水箱的設計就會面臨使用面積、技術處理等多種問題。甚至難以實現。因此，筆者認為，無論一類或是超高層建筑，其設置不小于18m3的高位消防水箱是符合實際需要的。
　　4消防給水系統的形成
　　對高層建筑消防栓給水系統形式的選擇，首先我們應保證系統的安全可靠性，其次應盡量選用經濟合理的供水形式。按服務范圍分：獨立的消防給水系統和區域集中的消防給水系統建議應盡量采用區域集中的給水系統。就如上述所講：鄰近高層建筑共用消防水池，但這往往得不到推廣。主要原因是各開發商不能協調好，這就要求有關部門能夠牽頭，共同解決管理及費用問題，使各方面都能接受。按高度來分：分區供水與不分區供水。當消火栓栓口的靜水壓力不大于0．8mPa時，采用不分區供水形式，當消火栓栓口的靜水壓力小于0．8MPa時，采用分區供水形式。分區供水方式又包括：并聯分區供水方式；串聯分區供水方式；減壓閥分區的供水方式。并聯分區供水方式：各個分區互不干擾，自成體系，對系統更加安全可靠。但造價高，維護管理較困難。串聯分區供水方式：各區水泵壓力相近或相同，不需高壓泵管，但水泵分散，管理困難，同樣造價高。減壓閥分區的供水方式：系統簡單、造價低、管理方便。建議采用此種供水方式，此種方式可以保證經濟安全要求，維護管理方便，但對減壓要求較高，應采用可調式減壓閥，設定閥后壓力并保持恒定。只要一套水泵、一套水泵接合器、一座水箱、一套電控設備，可大大降低造價。
　　5防止消防水泵超壓
　　《高規》對不同性質的建筑物消防用水流量作了詳細的規定。但是實際上，在初期火災時．火勢不會太大．只需動用著火點附近的一、二支水槍進行滅火即可。而消防水泵的選擇是以整個建筑物消防設計用水流量和滿足最不利點消火栓所需水壓為條件。所以在火災初期消火栓的實際出水量往往小于消防水泵的設計出水流量。根據水泵的揚程(H)與流量(Q)的函數關系可知，水泵的揚程將會隨流量的減小而增高。形成消防水泵的超壓。另外在火災被撲滅，消火栓剛剛被關閉時，或者在檢驗屋頂消火栓時，都會由于流量過小而產生消防水泵的超壓。
　　消防水泵的超壓給滅火工作帶來許多困難。如消火栓口壓力過高使消防人員難以拿穩水槍，無法對準火點滅火。另外由于消防管網壓力過大，使管道接頭、閥門、消火栓等配件容易損壞，產生滲漏甚至會使管道或水帶破裂而使消防工作難以繼續進行。所以超壓問題應引起我們重視。解決消防水泵的超壓問題，應掌握“變量不變壓”的原則，具體可采取以下措施。
　　5．1多臺水泵分層控制
　　水泵臺數以建筑設計消防總水量來決定。每臺水泵以兩支水槍的出水流量(10L／S)為基數，以滿足初期火災消防用水流量不大的需要。水泵的啟動由消防箱內緊急按鈕或管路上的水流指示器控制，但同層任何一個按鈕或水流指示器只能啟動一臺水泵，其余水泵分別由相鄰樓層按鈕控制啟動。當工作水泵發生事故時，備用水泵可自動切換投入工作。這樣可以使消防系統的實際用水流量與消防水泵的設計出水流量基本相符，因而避免了水泵產生超壓。這種方法的缺點是水泵臺數多，占地面積大。
　　5.2安全閥泄壓
　　在消防水泵的出水管上安裝安全閥。當消防水泵初始壓力超過安全閥開啟壓力時，第一個安全閥便自動開啟，排水泄壓。如果經泄壓后，管網壓力仍然超過設計所需壓力，并超過第二個安全閥開啟壓力時，第二個安全閥也自動開啟泄壓。隨著消防用水流量不斷增大，管網壓力也不斷下降。當達到或低于安全閥關閉壓力時，安全閥便自動關閉。這樣也避免了水泵產生超壓。
　　5．3采用變量恒壓泵
　　變量恒壓泵是現代調速技術的應用，它能根據用水流量的變化，按預定壓力自動調節供水流量，保持供水系統壓力恒定，并可達到節能效果，是解決消防水泵超壓的有效措施之一，但與一般水泵相比，造價比較高，選用時應進行經濟分析。
　　5.4利用特性曲線選擇水泵
　　水泵特性曲線Q—H有陡降線段，斜度較大；也有平坦線段，斜度較小，此段特點是，流量(Q)變化幅度雖大，但揚程(H)變化幅度不大。我們選擇消防水泵時，可按消防用水流量變化范圍(10L／S～30L／S)選擇Q—H曲線較平坦的水泵或選用專用消防水泵也可避免水泵出現超壓現象。以上解決水泵超壓的四種措施，各有利弊，在設計中必須根據工程具體情況選擇采用
　　6高層綜合性建筑消防用水量的確定
　　《高規》中第7．2．2條和表7．2．2對各種不同用途的建筑物消火栓給水系統用水量作了詳細規定，消防水量從低到高共分為六檔。然而在一般情況下，高層民用建筑多是綜合性建筑，單一用途的較少。往往某些層是一種用途(如商店、飯店)，某些層又是另一種用途(如旅館、辦公)，在確定用水量時，某些層屬于這一檔，另一些層又屬于另一檔。那么應該按哪一檔的標準來確定呢?筆者認為應當根據樓房的主要用途來考慮
　　7地下室排水問題
　　《高規》第6．3．3．11條要求消防電梯前室門口宜設擋水設施，消防電梯的井底應設排水設施，排水井容量不應小于2m3，排水泵的排水量不應小于10L／s。在這里，還應該考慮到消防水泵房、變配電室、發電機房等常設在高層建筑的地下室，可以說，地下室排水與消防電梯井底排水同等重要。筆者認為，在滿足《高規》第6．3．3．11條要求的前提下，應配備備用泵，一用一備，自動切換，集水坑之高、低水位自動控制水泵之啟、閉。并且以消防電源保證供電。
　　8結語
　　建筑的消防設計是一個相對復雜的問題，高層建筑由于室內功能復雜，設備多，起火因素復雜，一旦發生火災，因其建筑高度大、疏散困難，撲救也比較困難，這就要求我們在理解消防技術規范的同時，還應結合具體建筑工程的實際情況，綜合分析，找出切實可行的設計方案，不斷提高建筑的消防設計水平。