超高层建筑消防系统设计探索

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摘要：在城市发展的过程中，人们为了寻求更多机遇而涌入大城市，也由此导致各城市土地资源出现紧张情况，超高层建筑数量也随之增多。由于超高层建筑人员密度较大，一旦发生火灾，就容易造成严重的财产损失甚至人员伤亡。因此，高层建筑消防设计应对消防火栓及自动喷火系统设计进行优化，从而保证人们的生命财产安全。

关键词：超高层建筑；消防系统；给水系统

1超高层建筑的主要特点

首先，超高层建筑高度比一般建筑要高，且楼层也更多，建筑面积相对较大。电梯是超高层建筑的主要设施，可以更好地满足居住者使用要求。与普通建筑相比，超高层建筑从竖向空间方面来看也更加密集，从而增加了消防设计难度。其次，超高层建筑中有较多竖井且相关设备相对较多，不同的楼层功能、结构均是独立的；同时超高层建筑高度非常高且竖向体积较大，会设置较多的避难层，因此在进行消防系统设计时应更好地满足火灾救援要求。

2超高层建筑消防系统设计的意义

与普通建筑相比，超高层建筑结构复杂、楼层也相对较多，这就在无形中增加了灾害的发生率。超高层建筑中水电路结构相对复杂，增加了用水、用电的负担，当出现短路、漏电等情况时非常容易导致火灾发生。在超高层建筑中竖井数量多，且各楼层间都是连通的，一旦某层楼发生火灾就会蔓延到其他楼层，出现烟囱效应，或是蔓延相对较快。如果消防系统不完善就无法在第一时间进行救援，同时还会增加人身及财产方面的损失。因此，在进行超高层消防系统设计时应采用规范的方式，以保证超高层建筑结构的稳定性，从而更好地保证人们的生命财产安全。

3超高层建筑消防系统设计难点

3.1疏散方面的难点

（1）疏散出口设计问题。一些建筑企业在设计建筑疏散出口的过程中为了节省成本投入，增加建筑使用面积，随意减少安全出口数量，楼梯位置设计不够合理。此外，也有一些开发商任意压缩楼梯间和走道的面积，导致安全出口宽度不足，疏散力度有限。（2）消防电梯设计问题。一些建筑商在进行施工设计的过程中，将消防电梯设计成了普通电梯；将竖井布置在消防前室周围，却将走道排烟口设置在了前室口附近。这种不合理的设计，导致一旦发生火灾，就会出现排烟气流和人员疏散方向相向的问题。（3）疏散标识设计问题。很多建筑的疏散标识设计不够合理，导致发生火灾时，人们由于恐惧和慌乱很难冷静思考，一旦遇到与实际疏散路径相差较大的疏散标志便会茫然无措，容易造成疏散路径堵塞，为现场疏散工作带来了严重的不良影响。

3.2消防设施及供水方面的难点

要想保证火灾救援效率，应确保消防设施及供水的稳定性。例如，目前救援云梯最高可以到达101m，但是超高层建筑高度大多超过101m，再加上一些外界因素的影响，救援过程会增加一定的危险性。另外，高喷车远程移动水炮准确性不足的情况也比较常见，这也给救援工作增加了难度。因此，在进行超高层消防系统设计的过程中还应重视消防设施的可靠性。此外，当超高层建筑发生火灾时，由于超高层建筑竖井太多，会加快火情发展速度，在救援时消防人员应佩戴呼吸器，保证呼吸器使用功能良好，确保救援工作的顺利进行。

4超高层建筑消防系统设计要点

4.1重视对给水系统进行优化

（1）采用竖向分区方式对给水系统进行分区。城市的快速发展也带动了建筑行业的飞速发展，城市中高层建筑、超高层建筑建设数量逐渐增多，这样可以在最大程度上满足人们对建筑的需求量，在新的发展时代超高层建筑成为城市的标志。从超高层建筑消防系统来看，应确保消防给水系统的完善性，进行给水系统分区时，应将建筑特点及高度作为依据并参考《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084—2017）。当超高层建筑物超过100m时消防栓及喷淋系统可以采用竖向分区方式。例如，给水压力在0.6～0.8MPa时应做好分区工作，使用稳压的消火栓确保给水系统的稳定性，更好地满足超高层建筑消防系统设计要求，保证火灾救援工作可以顺利进行。（2）做好给水系统分段供水工作。结合高层建筑高度及火灾情况做好消防给水设计工作，应对超高层建筑消防给水系统进行优化，采用分阶段供水方式，当水压达到最高值时应采用分段方式并增加避难层增压消防水池设置数量。在进行消防水压设计时，应了解超高层建筑实际情况以及消防系统设计需求。此外，在进行消防水池水量设计时，应以建筑实际高度及结构为依据，同时还应了解建筑中竖井的特点、数量，并对消防水池设计进行优化，消防水池可以采用联通方式也可以采用并联或串联方式，从而保证消防给水泵运行的稳定性，保证火灾救援的效率。

4.2保证消防给水方案的多元化

（1）并联分区消防给水系统设计。普通建筑中的消防给水系统比较简单，结构也比较清晰。在消防给水系统设计过程中可以标明消防水泵、消火栓等的使用方式，使消防给水系统结构更清晰，并且可以为实际操作提供便利。超高层建筑给水系统设计时应在了解实际情况后再进行消防给水系统设计，对消防给水设计方案、给水系统结构及分层给水设计进行优化，从而满足超高层建筑消防给水系统设计要求。从超高层建筑角度来看，可以利用并联分区的方式设计消防给水系统、临时高压串联区域自动喷水系统及常高压串联分区自动喷水系统。超高层建筑消防给水系统设计内容主要包括消防水池、消防水泵、给水管网及消火栓的设计，同时还要做好消防水池路线的优化设计，保证其关联性，从而确保线路的通畅性，使消防系统能够满足建筑需要。可以准备两套超高层消防给水系统设计方案，同时确保消防水池系统是并联的，一方面应确保发生火灾时，超高层建筑给排水系统可以正常使用，其中一组线路不得给另一条线路造成阻碍；另一方面应保证火灾发生时水泵可以正常使用，确保消防给水系统可以正常使用。（2）临时高压串联分区消防给水系统设计。超高层建筑消防系统设计时应确保设计方案的多样性，从而保证并联分区消防火栓给水系统设计的合理性并做好系统升级，对原有的联通方式进行优化，形成串联分区给水系统，其中主要包括水池、水泵、接力水箱、减压阀、给水管网与消火栓。此种给水系统使用时可采用传输水泵分层给水方式，并采用接力模式来提升水压，可以保证火灾救助顺利进行。该设计原理条理清晰并且可以满足设计要求，其中在超高层建筑中层设计水箱及水泵，顶层位置设置稳压水泵，此种方式可以确保给水系统正常运行，并且可以确保水压处于稳定状态，当火灾来临时可以及时应对，保证救援效果。（3）常高压串联分区消防给水系统设计。常高压串联分区消防给水系统设计也是超高层消防设计中较常使用的方式，这主要是因为楼层较高，在具体的给水设计工作时经常会出现水压稳定性差或供水不足现象，当遇到实际问题时，采用串联方式可以将积水系统转变为联通模式，确保供水稳定。常高压串联分区给水系统主要包括水压、给水管网、消火栓、减压阀及减压水箱。采用分层设计方式可以使给水系统设计更加完善，这样可以更好地预防高层建筑给排水系统应用问题。常压串联分区给水系统能够使消防系统更加完善，此系统中需要使用的给水管网较多时，会采用串联方式，将消火栓、减压阀设置在中间位置，并根据楼层特点选择相应的设计结构，在超高层建筑中最底层为主要楼层，因此应确保给水系统的完整性并对消防系统结构进行优化，从而保证火灾来临时，给水系统可以正常使用。

4.3强化消防电气设计，做好消防系统配电管控

消防电气设计工作在超高层建筑消防设计中起到了重要的作用，与整体消防系统有着直接的关系，可以实现不同系统间的联动及自动化水平，超高层建筑中消防电气可以起到预警、灭火及疏散等方面的功能。超高层建筑消防电气设计应重视完善消防系统配电管理系统，在设计过程中应落实电气设计标准，并满足消防配电管理规范，从而确保超高层建筑消防电气设计水平。在进行超高层建筑消防电气设计的过程中，应确保消防用电是独立的，同时保证消防电梯、火灾自动报警装置、自动灭火装置及应急疏散指示系统等设备供电需求，保证在火灾来临时，即使市政供电被切断还可以独立供电。要想保证消防系统独立用电，可以采用专用的供电方式并且不得将与消防电气设备无关的设备设置在配电箱中，通常可以采用双回路模式。消防设计单位与相关管理部门应确保消防设备符合要求并保证用电安全。此外，超高层消防设计部门在设计前应先了解建筑具体情况，从而保证消防配电设计方式的准确性，使消防配电方式更加稳定、有效、可靠，确保消防配电线路布置可以满足建筑要求，同时还应保证消防配电线路符合消防设备荷载及用电余量满足要求。超高层建筑应用单位应将消防配电安全作为管理工作的重点，并构建安全巡查机制，在巡查过程中及时发现问题并落实管理制度，保证消防配电设备的安全运行。

5结束语

总之，因为超高层建筑人员密度较大，发生火灾时的疏散难度较高，所以超高层建筑工程建设过程应保证消防系统设计的准确性，在了解建筑实际情况后，合理制订消防系统设计方案，同时还应做好与相关专业的结合工作，提高设计方案水平，从而保证超高层建筑施工质量。

参考文献：

[1]余海静,李天鸣.超高层建筑给水系统的供水方式及设计参数选择探讨[J].中国给水排水,2014,30(8):53-57.

[2]刘升赟.超高层建筑消防给水系统设计探析[J].武警学院学报,2017,33(6):62-65.

[3]吴前飞,童自明.某超高层建筑消防系统设计探讨[J].给水排水,2015,51(10):88-92.

作者：连亨通 单位：广东博意建筑设计院有限公司