高层建筑消防给水系统探讨

忌第１２５期　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２７９８．２０１０．０３．０２９　高层建筑消防给水系统探讨　韩秀玲　（潞安工程有限公司，山西长治０４６２０４）　摘要：高层建筑物的火灾特点，决定了建筑物内必须设置消防给水设施以自救为主，消防给水系统是高　层建筑消防灭火系统中的重要组成部分。阐述了高层建筑消防给水的几种形式，对高层建筑消防给水系　统超压和泄压问题进行了分析，最后在进行消防给水系统可靠性研究基础上进行了总结。　关键词：高层建筑；消防给水系统；可靠性　中图分类号：ＴＵ９７６　．５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００５—２７９８（２０１０）０３－００６３—０３　１　高层建筑消防给水的几种形式　１）　高位消防水池供水形式。这种供水方式　是在高层建筑的屋顶设置大容量消防水池（水池的　容积以灭火灾延续时间内所需要的全部消防用水为　度），平时利用生活加压水泵将水一次抽升至屋顶　从建筑的高度及分区情况看，该供水方式又可分为　一次加压供水，分区并联加压供水及分区串联加压　供水３种形式。一次加压供水适用于建筑高度在　５０　ｍ以下，且不需要分区供水的高层建筑。分区并　联加压供水或分区串联加压供水，用于建筑高度超　过５０　ｍ，且需要分区减压供水的高层建筑。　消防水池贮存。当火灾发生时，直接依靠水池中的　消防贮水，通过室内消火栓给水系统和自动喷水灭　火系统进行灭火。除因屋顶消防水池设置高度不　够，需要在顶层设消防增压泵以满足建筑最高几层　消防设施所需的压力外，无需再设消防专用水泵和　分区并联加压供水，各分区供水互不影响，消防　安全可靠，分区水箱容积较小；消防专用水泵可集中　设置，便于平时维护、管理，但对于消防供水管材的　质量要求较高。分区串联加压供水，对消防管道压　力要求较低，可减少管道的维修。但各区供水有联　系，消防安全可靠性较差。当下一区的消防专用水泵　出现故障时，将影响其上区消防灭火的可靠性。且串　联供水，水泵安装分散，平时的维修、管理困难较多。　３）　消防气压罐供水形式。该种供水方式与　其他供水方式的不同点在于无需另设高位水箱，使　消防管网始终处于常高压状态。消防安全可靠性　高，但对供电要求严格，需两路电源或柴油发电机供　电系统。　近几年，该供水方式以其独特的供水形式，不受　相应的控制电器系统。尤其是对于５０　１ＴＩ以下，需要　分区减压供水的高层建筑，该特点尤为突出，只需在　分区的适当高度和部位设置小容量的调压水箱，即　可满足消防使用要求。　此种供水方式不存在平时因维护管理不善、长　时期不使用致使消防专用水泵在着火时无法启动等　不利因素。消防的安全可靠性高，控制简单，使用方　便；而且对供电要求不严，无需双路电源或设置自备　的柴油发电机组供电。从而简化了消防给水系统，　有利于设计、施工和管理。可是该方式消防水池的　容积庞大，对建筑外观和结构计算以及抗震投资等影　响较大，不易被接受，因而了该供水方式的应用。　高度的，安装灵活方便，操作简单，具有自动化　程度高，消防出水快，技术上安全可靠等优点，为广　大设计者和使用者青睐。在高层建筑消防给水设计　中不断被采用。但是，该供水方式耗电较高，日常运　行费用大。据调查，该供水方式约有四分之一的能　耗被用来维修无效压力的区间上而浪费掉。此外，　２）　消防专用水泵——屋顶高位水箱供水形　式。这种供水方式是高层建筑消防给水设计中采用　最多、最易接受的一种方式。在高层建筑屋顶设小　容量的高位水箱，一般和生活用水合用，并且满足　１０　ｍｉｎ的消防用水量。在建筑物底层（地下室）或室　外设消防专用水池、水泵及泵房。　与高位消防水池供水方式最大的不同点在于消　防供水灭火的任务主要是由消防专用水泵来完成。　收稿日期：２００９．１２－２２　在需要分区减压供水的高层建筑消防给水设计中，　对于每分区都要设＿个存有１０　ｍｉｎ消防用水量的　大气压罐，可以说是很不经济，很不合理的。　４）　全自动恒压变频调速供水形式。这是一　种用于生活、消防的新型节能供水设备。它采用了　作者简介：韩秀玲（１９７０一），女，河南林县人，工程师，从事工程技术管理工作。　６３　韩秀玲：高层建筑消防给水系统探讨　第１９卷第３期　最新的交流变频调速技术和自动化技术，对管网压　力实行检测，控制水泵转速、扬程等，保证了管网压　力的恒定。其特点是生活、消防供水共用一组水泵，　并共用备用水泵，减少了设备的占地面积，避免了因　水泵久置用而锈蚀所引起的不安全因素，增强了消　防供水的安全可靠性，该供水方式同消防专用水泵　一均衡各个配水管的水压。同时合理选择下放给水系　统的分区，并适当减少给水分区的压力值。例如，当　建筑高度低于或等于１２０　１１１时，消防给水竖向分区　可以采用减压阀、分区水泉、多出口泉等并联消防泉　给水系统；建筑物高度达于１２０　Ｉｎ时，消防给水竖向　分区可以采用多台消防泵直接串联或设中间水箱转　输的串联消防泵给水系统。其次，在消防泵的选择　上，可以采用流量一扬程曲线平缓的消防泵。有条　高位水箱供水方式基本相同。　２高层建筑消防给水系统超压和泄压问题　分析　１）　给水超压的问题。超压是指系统内的水　压超过其工作压力的限值，造成管道、附件、器材和　设备的损坏，或造成给水的不均匀，不利于系统的灭　火，影响系统正常运行的现象。超压问题在高层建　筑消防给水中客观存在，所以应当引起注意和重视，　并采取防治对策。分析超压的原因主要有以下几种　情况：①系统小流量出水。在火灾的初期，自动喷　水灭火系统往往只有几个喷头动作，或者自动喷水　灭火系统在进行末端试水时，自动喷水灭火系统所　需要的流量都很小，而自动喷水灭火系统的加压泵　是按设计秒流量来选择的，两者相差好几倍。此时　加压泵在小流量下工作，会造成加压泵扬程大幅度　升高，使自动喷水灭火系统的管网超压。②竖向分　区不合理。在建筑物高度较高时，给水的竖向分区　未按１．２　ＭＰａ上作压力的要求分区。③水锤超压。　消防泵因故障或停电而突然停转所造成的水锤现　象。④水泵结合器的超压。当消防给水竖向分区的　上区和下区共用水泵结合器，防止串压的止回阀不　严密时，下区会出现超压；另一方面，当消防车的消　防泵向室内消防给水管网供水时，有时会造成管网　的超压，特别是消防车的消防泵与系统的消防泵串　联运行时，这种可能性较大。⑤未设排气装置。自　动喷水灭火系统的给水管网中未设排气阀或排气阀　的位置设置不当，管网内的空气处于被压缩的状态，　可能发生压力波动造成超压。　２）　给水的减压和泄压方式。由于在自动喷　水灭火系统中，普遍存在着超压的问题，因此必须采　用减压和泄压方式解决系统的超压问题。通过给水　的减压和泄压，能保证给水的均匀性，有利于作用面　积内给水的可靠，确保系统设计流量能正确使用；同　时，还有利于系统的设备和材料的安全，因此给水的　减压和泄压对系统的给水有着重要的意义。通过对　超压问题的分析，自动喷水灭火系统的给水减压可　通过３方面来解决：①采取有效的技术措施来防止　超压的产生。首先，合理布置白动喷水灭火系统的　给水管网，尽量将喷头均匀布置在配水管的两侧，可　６４　件的建筑采用切线消防泵、水冷直联消防泵或者变　频调速消防泵。②提高整个消防给水系统的承压能　力。使之在一般情况下出现的超压，在提高承压能　力后在允许工作压力范围之内。③采取相应的泄压　和稳压措施，使超压值对给水管网不致造成损坏，如　泄压阀、安全阀、稳压阀、气罐阀等。　３消防给水系统可靠性研究　高层建筑消防给水系统的可靠性，是指高层建　筑消防给水系统在规定的条件下，在规定的时间内，　能够完成规定的功能的能力。它的可靠性对保证高　层建筑消防的作用有举足轻重的影响。　消防给水系统的可靠性通常用可靠度来表示。　它是消防给水系统在规定的条件下和规定的时间　内，完成规定功能的概率，是一种表示随机事件发生　可能性大小的一个量。　１）　消防给水系统的可靠性框图。为了研究系　统的可靠度，首先需要弄清系统的功能、失效模式，　准确地绘出可靠性框图。通过建立消防给水系统模　型，研究系统可靠度与单元（组件）可靠度之间的函　数关系。单元的可靠度可以通过大量的试验确定，　由此可确定出若干单元相互组合成的复元体系统的　可靠度。　系统可以分为非储备系统、储备系统和复杂系　统储备系统，又可分为工作储备和非工作储备系统。　非储备系统实际上是一种串联系统。消防给水系统　对供水的要求较高，需要有足够的保证率，故常采用　储备系统和复杂系统的形式。一在工作储备方式中，　可分为并联系统、混联系统、表决系统。在消防给水　系统中，主要由消火栓给水系统和自动喷水灭火系　统组成，其中各单元（阀门、消火栓、喷头、管道等部　件）或设备（水泵、水池、水箱等）的功能，决定了可　靠性框图的关系。就两个阀门用管道相连的可靠性　框图而言。如果它们的作用是让水流通过，则两阀　需同时开启。从可靠性的角度看，这就是一个串联　系统；如果其作用是起截断水流作用，则关闭其中一　个阀门就可完成截流作用，该可靠性框图为并联系　统。可见同是一个结构，不同的功能可靠度是不同　２０１０年３月　韩秀玲：高层建筑消防给水系统探讨　第１９畚第３期　的。在水泵给水的方式中，虽然同样的形式但关系　不同，可靠性框图也不同。　２）　消防给水系统的可靠性度量计算。消防给　长期使用过程中不间断地工作，这就要求整个系统　与每一个子系统具有一定的可靠度。为了提高系统　的可靠度必然要花费一定的费用，但如果系统不可　水系统的可靠性是由各单元的功能关系决定的，则　系统的可靠度也就由各单元的可靠度组合产生。　靠使系统发生故障也将会引起经济上的巨大损失。　因此，设计者必须在安全与经济两者之间求得合理　的平衡而得到最优的可靠度。　参考文献：　［１］高明远，岳秀萍．建筑设备工程（第三版）［Ｍ］．北京：　中国建筑工业出版社，２００５．　［２］郑瑞文，刘海辰．消防安全技术［Ｍ］．北京：化学工业　出版社，２００４．　４结语　在选择消防给水方式时，应根据工程的具体情　况，在以自动喷水灭火系统为主体的高层建筑消防　给水系统中，给水系统的超压是一个不能忽视的重　要问题。因此，在给水系统的设计时，应采用有效的　减压和泄压措施，防止给水超压现象的发生。　系统可靠性的选取与分配能保证高层建筑消防　给水系统的功能和寿命达到设计要求。要使系统在　［责任编辑：路方］　（上接第５５页）思想觉悟、技术业务水平和班组管理　长队伍建设，做到后继有人，防止班组长的断层和无　能力；三要实行班组长竞争上岗，让思想觉悟高、业　接续。　务素质强，有一定管理水平的职工，通过竞争选拔到　６）　创建学习型班组，积极推行班组文化管理。　班组长岗位上来；四要真正赋予班组长安全管理权、　加强和改进班组建设应把创建学习型班组、推行文　生产组织权、考核分配权以及制定本班组工作方案、　化管理作为长远目标和最高目标，创建学习型班组　实施细则、管理制度、向上级提出合理化建议等权　应重点抓好理念文化的制定和灌输，即在充分酝酿　利，将优秀班组长作为区队干部的选拔对象，在评选　包括劳动模范、先进集体在内的各类先进中，均突出　一的基础上，要制定出班组的理念识别系统，并加以宣　传和推广，以此来改善职工的心智模式，增强职工对　班组的认同。与此同时要推行６ｓ行为管理，改善职　线，向一线班组长倾斜；五要按照员工政治思想、　安全质量、任务完成、民主管理及班组文化建设五个　工的行为方式，使职工时时处处按标准作业、按规范　方面，每月进行检查考核，考核结果同班组长工资挂　作业，最终实现由“要我做”向“我要做”的转变。　钩浮动。要给班组长创造发展空间，纳入到后备干　作用。　７）　落实班组长培训制度。按照缺什么补什　部管理，充分发挥班组长在煤矿安全生产中的积极　么、什么弱强什么的原则，改变现有的照本宣科的学　习方式，彻底摆脱纸上谈兵、脱离生产实际的学习模　５）　处理好“三个关系”，即：处理好班组管理　式，以提高综合管理素质为目标，采取内培与外培相　与班组建设的关系。班组管理是从生产经营层面讲　结合、脱产与不脱产相结合等方式，抓好班组长的培　的，它侧重于生产管理的有序性、规范性和科学性；　配置、职工素质的提升、职工行为的养成、心智模式　训学习，努力建设一支作风硬、素质高、会管理、能干　班组建设是从综合层面讲的，它侧重于人力资源的　成事的班组长队伍。　的改善等，属队伍建设的范畴。班组管理是基础，班　组建设是动力；班组建设必须以班组管理为基础，班　３结语　总而言之，班组管理是否到位决定着企业的兴　组管理必须以班组建设为动力；班组建设要以加强　衰，这其中班组长的责任重大，狠抓班组管理决不是　班组管理为出发点和落脚点，班组管理检验班组建　因为出了事故、出了问题严查狠管一番来作样子，而　设、统领班组建设、指导班组建设。处理好班组建设　是一项长期的工作，只要企业还想生存，还要发展，　与班组长队伍建设的关系。班组建设的本质是班组　抓班组管理就会一如既往。因此企业要坚持以人为　长的德和才，班组长是德和才的载体。加强班组建　本，不断探索班组建设的新途径，并通过开展一系列　设要把重点放在加强班组长队伍建设上，选好用好　有利于提高职工素质和管理水平的活动，推进管理　班组长。处理好现任班组长队伍建设与后备班组长　向班组的延伸，努力提升班组安全管理水平，为企业　队伍建设的关系。事业是永恒的，人才是暂时的。　安全、和谐、健康发展奠定坚实的基础。　加强班组建设要立足当前突出抓好现任班组长队伍　建设，同时要着眼长远和可持续发展，抓好后备班组　［责任编辑：路方］　６５