时间：2023-07-10 17:33:53
关键词：超高层建筑；给水设计；消防要求；研究
前言
现代社会的发展，城市化进程逐步深入，各项建设活动十分频繁，高层建筑的建设也成为了十分普遍的项目，该行业的发展十分迅速。而其中超高层建筑是指高度超过100米的建筑，该类建筑在设计是需要考虑的因素较多，包括外观设计、环境和谐、节能环保、抗震因素、结构合理等，因此在消防设计方面受到较大的限制及影响，其规范与制度尚未与建筑设计及建筑行业的发展形成相应的系统，使得超高层建筑的在给水及消防设计方面存在较多的问题，也造成了许多安全的隐患，时刻威胁到人员的生命财产安全，需要予以重视，保障建筑物的使用安全并延长其使用寿命，创造出良好的经济效益及社会效益。
1.超高层建筑设计施工特点
超高层建筑一般是指民用建筑，规格要求是在40层以上，高度则需要超过100米。由于其高度大，在设计原则及施工工艺方面相较一般高度的高层住户有着较大的差异，包括电梯的数量、消防设施位置的选择、设置方式、通风排烟设备的安装等，且人员安全疏散的方式及程序较为复杂，需要强化其建筑结构抗震性能及最大载荷。在施工方面，由于超高层建筑的高度大，气势宏大，外墙面的装修所需的材料相对较为高档，需要投入的成本也相对较高。
2.给水及消防要求
超高层建筑的特殊性决定了建筑标准更高，使用给水设备的人员数量较多，水量消耗较大，如果给水出现异常而导致停水或者排水管道被异物堵塞，会直接严重影响到人员的正常生活及消防工作，且波及范围广阔。由于超高层建筑的装饰材料种类丰富，且区域内的竖向分区数量多，在进行消防工作时，需要的动力设备种类丰富，使得该项工作有较大的困难。不同性质及形式的高层建筑被分为不同的类型，而各种类型的建筑的要求也有所区别，包括耐火等级、防火分区、消防设施、防火间距、安全疏散等，不仅需要符合高层建筑消防安全的要求，还需要兼顾成本投入，保障经济效益。因此，从建筑使用性质，火灾危险性、疏散和扑救难度方面进行考量，超高层建筑被规划至一类高层建筑的范围内，再将其细化，其主体部分、地下室的耐火等级均为一级，而裙房的耐火等级需要高于二级[1]。
3.给水设计内容
3.1合理选择给水方式
《建筑给水排水设计规范》中对于排水设计有着详细的规定，因此其设备的使用要求也有所不同，一般来说，根据压力的不同，高层建筑的供水方式可以分为两个类型，即重力或压力供水方式和减压供水，具体情况如下：①重力或压力供水方式 生活用水会或者消防给水系统，一般会选择重力或者压力供水方式，即在建筑中设置高位水箱、气压水箱，以达到静压和动压规范要求，且由于高层建筑的供水任务繁重，需要先将其划分数量不等的区域，进行分区供水，能够有效的保障建筑物内的各个人员的用水；②减压供水方式 某些建筑的特性适应于减压供水方式，在设计生活及消防给水系统时，则需要使用一组水泵实施一次性加压，该供水方式中使用的是减压阀，而并非一般的中间水箱，因此大大的减少了楼层空间的使用，其不仅能够降低动压，也能够降低静压，且具有安装施工方便、操作简单灵活，避免出现噪声扰民的现象，也减少了二次污染，需要的水泵较少，在进行设备及管理及维护时较为简单，成本较低[2]。
3.2合理设计中间转输水箱
超高层建筑中传输水箱的使用极为广泛，其根据用途的不同可以分为生活用水转输水箱及消防转输水箱两种类型，具体情况如下：②生活用水转输水箱 该类水箱的转输调节容积适合于取转输水泵5min一lOmin的流量，进行生活给水的转输，其主要功能在于可以作为上区加压水泵的吸水井，也能够调节下区转输泵的容积；①消防转输水箱 该类水箱的主要功能在于可以作为上区输水泵的吸水池，并能够作为本区消防给水的屋顶水箱，其储水容积的确定需要根据15min～30min的消防设计进行计算，得出最后的结果，且一般需要要超过60立方米[3]。
4.消防设计内容
4.1隔离设计
防火隔离设计是消防设计中的内容，其对于控制火势蔓延有着十分重要的作用，内容页较为丰富，具体如下：①防火门 防火门需要具有良好的耐火性，属于平开形式，且朝向人员疏散的方向，能够自动关闭，及时发送信号，处于关闭状态时可以人工启动其中任意一侧，该设计能够有效的防止火灾迅速蔓延。②防火墙 在设置防火墙时，尽量不要选择高层建筑中内转角的位置，施工时将其砌至梁板底部，不留死角，保温材料应选择不可燃烧的材料。墙体上不能设置可以自动关闭的门窗等设施或者输送可燃气体及液体的管道，其与两侧的门、窗及各类洞口之间的最小距离需要超过2m。③防火卷帘 如果建筑物由于各种因素选择防火卷帘，则应在其两侧设置闭式自动喷水灭火系统，喷头的间距需要超过2m。如果防火卷帘的位置处于疏散走道中，其两侧则需要设置自动手动两用且机械控制性良好的启闭装置[4]；④分区防火 火灾发生后，火势会根据敞开式自动扶梯、跨层窗、走廊等开放性设施向上发展，因此需要进行竖向防火分区控制。根据建筑物的具体情况，将若干个楼层划分为一个分区，使用非燃烧体的钢筋混凝土制作楼板，能够有效控制火势的发展。
4.2灭火设计
灭火设计包括室内消火栓及室内电梯，其作用及设计方式都有较大的区别，具体内容如下：①室内消火栓 建筑主体的内部需要配备数量较多的消火栓，包括各楼层公共走廊、公共通道、避难层内等，室内的消火栓箱内需要配备消防卷盘，一旦出现火灾，人员或者消防源能够及时使用，方便灭火自救。消防电梯前室及防烟楼梯间的合用前室内也需要设置消火栓，该位置的消火栓是方便消防队员及时就近取水灭火，因此，不能随便动用。另外需要在屋顶设置消火栓，其功能不仅在于灭火，还能够检查消火栓压力；②消防电梯 消防电梯在一般情况下属于服务电梯，在发生火灾的情况下，消防人员则可以进行灭火救援，或者通过其将老弱病残人员及受伤人员转移至安全地带[5]。
5.总结
随着城市建设步伐的加快，超高层建筑的建设事业成为了较为普遍的工程项目。高层建筑建设方面的规章制度等已经形成完整的系统及质量标准等，而在建筑消防设计方面却尚未与之形成对应的体系，另外，高层建筑度在施工建设是需要考虑各个方面的因素，综合把握，因此消防设计也受到了较大的限制，给建筑的安全带来了较多的隐患。本文仅从一般的角度分析了超高层建筑给水及消防设计基本内容，实践活动中还需要相关人员先掌握超高层建筑的规模、整体结构、施工水平、消防要求、周边环境等，遵循科学的设计原则制定出符合实际情况的设计方案，形成完善的消防系统，保障人员的生命财产安全，延长使用建筑物的使用寿命，创造出良好的经济效益及社会效益。
参考文献：
[1]张梅红，赵建平.超高层建筑防火设计问题探讨[J].消防科学与技术.2010（03）：217-219.
[2]张蕾.浅析超高层建筑消防设计——以重庆环球金融中心为例[J].建筑设计管理.2011（04）：73.
[3]魏修全.浅谈超高层建筑的防、灭火理论及预防技术[J].科技信息.2012（27）：477-488.
[4]王兴中.试论高层民用建筑室内消防给水系统的供水方式[J].黑龙江科技信息.2012（24）：275.
[5]袁长标，张昭杰，翟瑞华.超高层建筑给排水设计中几个问题的思考[J].给水排水.2009（09）：90-93.
关键词：超高层建筑 给排水设计 消防设计
中图分类号：S276文献标识码： A
1、工程概况
国民经济的不断发展，超高层建筑越来越多的出现在人们的视线当中。对于超高层建筑的给排水及消防设计，也不断的在工程实践当中进一步完善。本项目为综合公共建筑，包括高档办公、五星级酒店、会议中心及游泳池等娱乐设施。该工程总建筑面积约26 万m2 ，其中地上建筑面积19．4 万m2，地下建筑面积6．7 万m2。建筑层数北楼为地上54 层，南楼为地上36 层，建筑高度南楼180．4 m( 36 层顶结构连梁高度) ，北楼203．55 m。地下共6 层，地下6 层为人防，地下2 层～ 5 层为车库，地上1 层～ 7 层为裙房。塔楼部分以北楼为例，其中7 层，22 层，38 层为避难层。8 层～33 层为办公层， 35 层～ 53 层为酒店层。下面以北楼为例介绍一下该项目建筑给排水及消防系统设计。
2、给水系统设计
2． 1 水源
由市政给水管网引入两根DN250的给水管道，管道供水压力为0.35MPa,给水管道进入红线后设生活用水水表。
2． 2 生活给水系统
（1）地下室及1 层给水均由市政直供。
（2）北楼其余楼层的给水系统竖向分区为四个区: 2 层～ 6 层为一区，7
层～ 17 层为二区， 18 层～ 33 层为三区， 34 层～ 53 层为四区; 一区采用变频供水，其余区域采用低位水箱―水泵―高位水箱供水方式，并按规范要求静压不超过0．35 MPa 设置减压阀。
2． 3 冷却塔补水系统
冷却塔补水由地下4 层生活消防泵房内变频泵供给，Q =50 m3 /h，H = 60 m。
3、生活排水系统设计
（1）本楼采用污、废水分流制排放。
（2）所有污废水经室外污水检查井后排至市政污水管网。
（3）本楼排水采用专用通气立管通气排水; 立管设置检查口。
（4）洗衣房排水及锅炉房排水设置降温池。
4、雨水系统设计
（1）裙房屋面雨水采用虹吸排水系统，需满足50 年重现期雨水排水要求。
（2）主屋面雨水采用重力流排水，屋面雨水排水系统考虑溢流，满足50 年重现期雨水排水要求。
5、消防给水系统设计
北楼建筑高度约为203．55 m，按一类高层建筑进行消防给水设计。火灾延续时间按3 h。消防初期水量18 m3 ，储存在本工程北楼屋面消防水箱间内。地下室消防水池内储存3 h 室内消防用水及1 h 喷淋用水850 m3。消防用水量见表1。
表1 消防用水量
消防系统类别 用水量/L・s-1 火灾持续时间/h
室内消防栓系统 45 3
室外消防栓系统 30 3
普通喷淋系统 35 1
泡沫-喷淋系统 100 1
大空间自动灭火系统 10 1
(1)本工程室外消防给水水量为30 L/s，室外消防给水管网在建筑红线内形成环状，室外消火栓沿消防车道布置，其保护半径不大于150 m，间距不大于120 m，并保证室内消防水泵结合器40 m 范围内有室外消火栓。
(2)本建筑室内消防系统采用临时高压制，竖向分为两个区，－ 6 层～ 21 层为低区， 22 层～ 54 层为高区，每区设一套消火栓加压水泵，一用一备，超压部分( － 3F ～ 2F，7F ～ 16F， 22F ～ 29F，35F ～52F) 设减压稳压消火栓。低区泵房内设置消防水池，高区于38 层避难层设置消防转输水箱，水箱有效容积为110 m3。
(3)室外设地上式消防水泵接合器与室内消火栓给水管网相连。
6、自动喷水灭火系统
（1）本楼地下室及主楼均设自动喷水灭火系统，主楼为中危险Ⅰ级，喷水强度为6 L/( min・m2 ) 、作用面积为160 m2。1 层门厅采用大空间自动水灭火装置，用水量取10 L/s。地下汽车库采用泡沫―水喷淋系统，喷水强度为6．5L/( min・m2 ) 、作用面积为465 m2 ，喷淋用水量取100 L/s。水喷淋系统的火灾延续时间按1 h 考虑。
（2）喷淋系统竖向分为两个区，－ 3 层～ 28 层为低区， 29 层～54 层为高区，每区设一套喷淋加压水泵，一用一备。水源来自地下2 层消防蓄水池，高区设置消防转输水箱。火灾初期用水由屋顶水箱供给。
（3）地下车库设置泡沫喷淋为一个系统，地下1 层及其以上设自动喷水系统，喷淋供水管由消防泵房内的喷淋泵供给，报警阀间设湿式报警阀，水箱间内的消防、喷淋稳压设备维持平时压力。地下车库一夹层车道出入口处的防火分区设置预作用自动灭火系统，并应按要求设置电动阀和快速排气阀。
（4）44F ～ 49F 喷淋管上设置60 mm 孔板， 29F ～ 34F 喷淋管上设置55 mm 孔板，8F ～ 16F 喷淋管上设置50 mm 孔板。
（5）喷头温度采用68 ℃，厨房部分采用93 ℃。有吊顶的房间均采用DN15 装饰型闭式玻璃球喷头，无吊顶房间及地下室均采用DN15 直立型K = 80 闭式玻璃球喷头( 朝上安装) 。客房及办公间内设置边墙型闭式喷头，K = 115。直立型喷头溅水盘距顶板不小于75 mm，不大于150 mm。
（6）室外设地上式水泵接合器，与自动喷水泵出水管相连，并设各系统区分的标志。
7、建筑灭火器配置
本工程各层均设置灭火器系统，本建筑属严重危险级，火灾种类为A 类，局部为C 类或带电火灾，地下车库按B 类中危险级考虑，采用手提式磷酸铵盐干粉灭火器灭火，且灭火器均附设在消防箱内。地下室消火栓箱间距大于12 m，按保护距离不大于12 m 增设灭火器。地上消火栓箱间距大于15 m，按保护距离不大于15 m 增设灭火器。楼层每具消防箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。型号为: MF/ABC5，每具5 kg，地下车库每具消防箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。局部增加放置灭火器箱，箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。型号均为MF/ABC5，每具5 kg，充装方式为储压式。高低压变配电室设置推车式磷酸铵盐干粉灭火器。
8、管材选择
8．1 生活给水管
生活冷水、热水管道采用内衬不锈钢复合钢管，DN100 以下采用丝扣连接，DN100 及以上采用卡箍连接。热水管道采用铜管，焊接。管件采用与管材相同材质、公称压力不小于2．0 MPa。
8．2 排水管道
（1）排水采用柔性接口排水铸铁管，采用法兰承插A 型接口，顺水进水三通，所有管件与管材成套供应。立管底部牢固支撑。
（2）与潜水排污泵连接的管道，除水泵出口采用一段橡胶夹布软管外，均采用内涂塑钢管，接口同给水管。
（3）虹吸雨水管管材和管件采用高密度聚乙烯管( HDPE) 粘结。管材需满足满水试验要求。管道公称压力1．00 MPa，承受负压能力不小于0．07 MPa。
（4）水箱水池溢、泄水管均采用内外涂塑钢管，接口同给水管。
8．3 消防给水管道
（1）消火栓给水管道采用热浸镀锌焊接加厚钢管，DN≤80 丝扣连接，DN ＞ 80 采用镀锌无缝钢管，沟槽式卡箍连接，阀门及拆卸部位采用法兰连接。管道公称压力为2.5 MPa。
（2）自动喷水管采用内外热镀锌焊接加厚钢管，丝扣或沟槽式机械接口。管道公称压力为2．5 MPa。
9、结语
该项目是一个以酒店、办公为主的综合性超高层建筑，笔者在该项目建筑给排水设计过程中总结了如下几点:
（1）给水系统设计中，主要采用了水池―水泵―水箱―用户的供水方式，此供水方式更加安全可靠，水压恒定，关于水箱水质二次污染问题，本工程采用水箱自洁消毒装置来处理水箱供水水质。
（2）排水系统设计中，塔楼排水立管高度在160 m 以上，污废水在立管中流速过大引起立管中气压剧烈变化，导致立管底部正压过大，横支管处负压过大，引起水封破坏，在22 层、38 层分别设置排水立管消能装置。
（3）雨水系统设计中，虽然裙房屋面面积不大，但由于两塔楼高度比较高，北楼塔楼达160 多米，侧墙汇水面积很大，所以采用虹吸雨水排水系统，利于雨水的快速排除，同时屋面设置雨水斗数量大大降低。
（4）消防系统设计中，消火栓系统与自喷系统高低区分区时考虑采用38 层消防水箱直接重力稳压，将高区下面几层适当降低。根据当地规定，地下车库停车数量超过300 辆必须设置泡沫喷淋灭火系统，所以本工程车库设置泡沫喷淋灭火系统。为了避免冬季冰冻影响消防，地下1 层包含对外汽车坡道的防火分区设置预作用喷淋灭火系统。本工程消防高区设置了水泵接合器，考虑到一般消防车供水压力只有1 MPa 左右，在22 层避难层设置接力泵，高区水泵接合器使用时打开接力泵供水。
参考文献:
［1］ GB 50015-2003，建筑给水排水设计规范( 2009 版) ［S］．
［2］ GB 50045-95，高层民用建筑设计防火规范( 2005 版) ［S］．
［3］ GB 50084-2001，自动喷水灭火系统设计规范( 2005 版) ［S］．
［4］ GB 50140-2005，建筑灭火器配置设计规范［S］．
近年来，随着经济的发展，建筑业中各种超高层建筑不断涌现，消防给水设计是超高层建筑设计中的一个重要环节，由于超高层建筑其建筑高度大，功能复杂，在消防给水系统的设计过程中往往存在着：分区多，管路复杂，管道系统受压过高，系统联动控制复杂，水泵运行过程中管道易出现超压现象，严重时甚至会出现管道破裂现象等一系列问题，特别是管道超压问题一直是设计人员谈论的热点，在设计过程中，设计人员都采取了各种不同的措施，如采用多台小流量泵并联运行代替大流量泵，选用水泵特性和曲线平缓的水泵，在水泵出水管上加设安全阀等，本人认为超高层建筑消防给水系统采用高位重大水箱的供水方式难较好地解决上述消防供水过程中存在的问题，现就某一超高层建筑的消防给水系统设计作简要介绍。
二、概述
某大厦，总建筑面积11万多平方米；D栋塔楼35层，屋面高度119.8米，一至六层为商场，七至三十一层为写字楼（其中二十 一层为避难层）；A、B、C栋塔楼29层，屋面高度96.0米，为商住楼；裙楼六层，作为商场；地下一层，作为设备用房及车库；现主 要介绍D栋塔楼的消防给水系统，另根据业主要求，由于资金问题，该大厦的设计按分二期使用考虑，一期为地下室至六层及裙楼部分，二期为七至三十五层。
三、消炎栓系统及竖向分区
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95），下面简称《高规》，第7.4.6.5条规定：消火栓口的静水压力不应大于 0.80Mpa时，当大于0.80Mpa时，应采取分区给水系统，消火栓口的出水压力大于0.50Mpa，消火栓处应设减压装置，根据规范要求，本工程消火栓系统采取分区给水，通过对多种方案的对比，研究以计算，最火后确定，消火栓给水系统采用高位水箱供水以及高位 水箱结合减压阀进行减太分区供水的供水方式。
《高规（GB50045－95）第7.4.6.2条规定：消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑高度不超过100m的高层建筑 不应小于10m，建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m，本建筑消火栓处补充水柱按13m计，消火栓箱内设置DN65消火栓接口一个，DN65衬胶水带长25m一套，φ19枪一支，消防卷盘一套（DN25胶管长25米一套，特制水枪一支），报警按钮一个，各供水分区最不 利点消火栓口压力按公式：Hd=AdLdq2+q2/B计算，经计算Hd 为22.0m水柱。
系统分为四个区，I区根据使用要求，设计为独立的消火栓系统，设置于七层处的水箱充分利用了裙楼的屋顶空间，系统压 力由设于裙楼天面处的一套稳压装置保证，该稳压装置的气压水罐其调节水量为两支水枪与5个喷头30S的用水量（水火 栓系统与自动喷水系统合用），水箱为生活消防合用水箱，火灾发生时，水枪喷水灭火，系统压力降低，消火栓泵启动，从地下贮 池抽水向系统供水灭火，（消火栓泵设于地下室的水泵房中），消火栓泵的启动由系统压力控制直接启动，也可以通过消火栓处的 报警按钮或消防控制中心启动消火栓泵，Ⅱ区为屋顶高位水箱经减压阀减压供水，减压阀设置于避难层中，采用减压代替减压水箱 ，增加了建筑物的有效使用面积，且便于管理与维修，消火栓口处出水压力大于0.50mPa时设减压孔板减压，Ⅲ区为屋顶高位水箱直 接供水，屋顶水箱底距Ⅲ最不利点消火栓的最小垂直距离按式：H＝Hf+Hd计算。经计算，管道阻力损失Hf小于3m水柱，按3m计，由此可得出H为25m，Ⅱ、Ⅲ区火灾初期十分钟消防用水量由屋顶高位水箱供给，十分钟后的消防用水，由专用消防泵从地下贮水池将 水提升至屋顶高位水箱，再由屋顶高位水箱向系统供水。专用消防泵通过消火栓处的报警按钮直接启动或通过消防控制室启动，IV 区为增压给水系统，由于屋顶高位水箱供水不能满足Ⅳ区消火栓口处的水压要求，我们采取了气压罐与消防主泵相结合的给水罐的 调水量同Ⅰ区，火灾发生时，通过系统压力变化直接启动屋顶消防主泵，向系统供水灭火，同时启动设于地下室水泵房中的专用消防泵，向高位水箱供水，Ⅳ区增压给水系统为消火栓系统与自动喷水灭火系统合用，自动喷水灭火系统于湿式报警阀前与消火栓系 统分开设置，设于屋顶的消防主泵选取运行特性曲线平缓的水泵。
四、自动喷水灭火系统与竖向分区
《高规》第7.6.1条规定：建筑高度超过100m的高层建筑，除面积小于5.00m的卫生间，厕所和不宜用水扑救的部位外，均应 设自动喷水灭火系统，又《自动喷水灭火系统设计规范》第5.4.5条及第5.2.5条规定：自动喷水灭火系统管网内压力不应大于1.2kg /cm2；闭式自动喷水灭火系统每个报警阀控制的喷头数不宜超过800个，本建筑自动喷水灭火系统按规范要求设置了
组湿式报警阀，根据使用要求，地下室至六层及裙楼部分为I区，该区设置一级自动喷水灭火系统消防喷水泵，系统稳压由设于楼裙 屋面的一套稳压装置保证。（该装置为消火栓系统与自动喷水灭火系统合用，如前所述），火灾发生时，由系统压力变化自动控制消防喷水泵的启动，或由消防中心控制消防喷水泵的启动，Ⅱ、Ⅲ区由高位水箱经减压阀减压供水，Ⅳ区由高位水箱直接供水，Ⅴ区为增压给水系统，其增压设备为消火栓系统与自动喷水系统合用，见前述，这里不再重复。火灾期间，自动喷水灭火系统用水量按 延续时间一小时计，本建筑屋顶高位水箱贮存了一个小时的自动喷水灭火系统用水量，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区不再在地下室水泵房处设置自动喷水灭火系统消防喷水泵。系统设置，减少了一组消防喷水泵，简化了管道系统，且联动控制简单，维修方便，供水安全可靠。
五、屋顶重力水箱的容积确定
屋顶重力水箱为生活消防合用水箱，本建筑本着预防为主，立足于自救的原则，为确保消防供水的可靠性，充分地发挥自动 喷水灭火系统的作用，将火灾有效地控制在初期阶段，屋顶重力水箱容积设计为220M3，其中贮存一个小时自动喷水灭火系统用量（108M3），十分钟消火栓系统用水量（24M3），合计消防贮水量为132M2，其余88M3为生活用水量，水箱中生活出水管高于消防用水水位，以确保消防供水的可靠性，十分钟后，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区消火栓系 统用水量由专用消防泵从地下贮水池将水提升至屋顶水箱，再由屋顶水箱供水灭火。
六、问题探讨
《高规》第7.4.7.5条规定：除串联消防给水系统外，发生火灾时由消防水泵供给的消防用水不应进入高位水箱。根据其条 文说明解释，本人认为这里所指的消防水泵出水管直接与消火栓系统连接的消防泵。（注：这种情况下，如果消防泵启动后，消防用水进入水箱，消火栓口处所需的压力就难以保证），本系统设置与《高规》要求没有抵触，且能保证消火栓口处水压要求，同时保持压力恒定。
七、优点与结论
超高层建筑消防给水系统采用高位水箱重力供水，对于静水压力大于80m水柱的分区采用高位水箱结合减压阀减压分区供水 的供水方式具有以下优点：
1、与并联供水系统比，其管网所承受的压力大大降低，系统各供水分区均不存在高压管道，压力恒定，不会出现超压现象。
2、与设置中间传输水箱的供水方式比，设备少，系统简单，管路简化，维修方便，便于管理，系统联动控制简单，同时增加了建筑物的有效使用面积。
3、供水安全可靠，除了专用消防泵外，生活泵也能作为消防备用泵，起着双保险作用。
关键词：超高层建筑 绿色建筑 给排水 消防
中图分类号：U664.88文献标识码：A
广州某超高层办公楼占地 27770 平方米 ，建筑高度 148.65 米,建筑总面积 144613.5 平方米。地下 3 层，地上 29 层。使用功能主要为： 商务办公楼 。
1 、生活给水系统
生活给水供水方式
《建筑给水排水设计规范))(GB50015—2003，2009年版，以下简称“建规”)中第3．3．3—3．3．6条对建筑物内生活给水系统的作了详细的规定。并且规定超高层建筑宜采用垂直串联供水方式。串联供水需要在中间设置转输水箱，超高层建筑基本每隔15层会设置一个避难层，可利用避难层设备房，设置转输水箱及转输水泵。生活水池及第一级转输水泵设置于地下室。第一级转输水泵将水提升至第15层的避难层的中转水箱内，靠中间水箱的重力向下供水。超压部分设置减压阀供水。同时第15层的避难层内设置第二级转输水泵，供水至第30层的避难层的中间水箱内。30层以下部分靠第二级避难层的中间水箱重力供水。以此类推，形成超高层的串联供水。为了解决避难层下面2~3层如果直接靠上面的中间水箱供水会出现压力不足的情况，可以采取错层供水，即底层避难层下方2~3层的用水由上一层避难层的中间水箱供水。
中间转输水箱兼高位重力水箱，并适当设置减压阀，可以满足每个用水点水压在0.05MPa~0.35MPa之间，转输水泵采用水位控制。这样基本上可以每隔一个避难层设置中间转输水箱，有效减少机房占用面积。此供水系统承压不会超过1.6MPa，此种供水方式安全可靠。广州某超高办绿色商务办公楼给水供水方式即按此原则布置，分区如下：
一区：地下三层至地上一层，由市政生活给水管网直接供水，水压及水量不足时由负一层备用变频调速生活给水机组加压供水；
二区：二至六层，由十五层转输水箱减压供水；
三区：七至十层，由十五层转输水箱直接供水；
四区：十一至十四层，由屋顶高位水箱减压供水；
五区：十五至十七层，由屋顶高位水箱减压供水；
六区：十八至二十一层，由屋顶高位水箱减压供水；
七区：二十二至二十五层，由屋顶高位水箱直接供水；
八区：二十六之二十九层，由屋顶变频调速给水机组加压供水。
生活给水设施
地下一层设生活调节水池及泵房，水池有效容积136 m3，分两格；泵房内设生活转输泵两台，向十五层转输水箱供水，一台工作一台备用。同时设一区备用变频调速给水机组一套，当市政给水不满足使用要求时，应急供水。
十五层设生活转输水箱及泵房，转输水箱有效容积20 m3，分两格；泵房内设生活转输泵两台，向屋顶生活水箱供水，一台工作一台备用。
屋顶设生活水箱及泵房，水箱有效容积20 m3，分两格；泵房内设变频调速给水机组一套。
2、生活热水系统：
办公楼内主要热水使用部位为卫生间洗手，为了贯彻节约环保绿色理念，采用太阳能集热器加热和空气源热泵辅助加热的集中热水供应系统。太阳能集热器设在屋顶机电设备房屋面，空气源热泵机组设在屋顶地面，储热水罐、加热循环泵、热水供水泵设在屋顶地面，所采用设备均为防水型并设置防雨、防风遮板。
3、污、废水系统：
生活排水系统采用污、废分流排放方式。室内餐饮废水经隔油器处理后，排至市政污水管网。卫生间污水经化粪池处理后，通过室外污水管道，排至市政污水管网。
室内洗浴废水、冷却塔排水等优质杂排水，集中排至中水处理站污废水调节池。
经中水处理站处理后的中水供室外绿化、室外冲洗地面及水景补水使用。
空调冷凝水水质较好，经收集后直接作为中水供冲厕、冲洗室内车库及空调循环冷却补水用。地下室粪便污水通过污水泵加压送至室外化粪池处理、其他废水经潜污泵提升排至室外废水管网。
4、中水系统：
中水处理工艺采用：
预处理废水调节池接触氧化池膜生物反应器消毒中水池用水点。洗浴废水等优质杂排水经中水处理工艺处理：地下一层设污废水格栅井；地下三层设污废水调节池、中水处理站、中水清水池及中水泵房。处理后的中水用于室外绿化及水景补水等使用。
5、空调冷凝水回收系统：
空调冷凝水水质较好，经收集后直接作为回用中水供冲厕及空调循环冷却补水等使用。
地下三层中水泵房设空调冷凝水池一，在中水泵房内设置变频调速中水给水机组，供三层至十四层冲厕使用。冲厕剩余冷凝水接至空调冷凝水池二，由中水泵房内空调冷却水加压泵加压供裙楼屋顶空调循环冷却补水用。回收水量不足时使用自来水补水至各收集池，自来水进水管口高出溢流边缘的空气间隙不小于150mm。补水管进水由水位控制，冲厕优先使用空调冷凝回收水。排水管道设置超越管、水池设置溢流管。
6、消防系统
对于超高层而言，必须立足于自救，采取的消防给水应该从安全的角度出发来确定其供水方式。一般超高层建筑会采用临时高压或者常高压供水，可以结合建筑的高度和结构形式综合经济比较来选取。
目前市场上的水泵、阀门、管材压力等级都可以达到2.5MPa，这样一般100m~ 150m之间的超高层建筑一般可以采用一泵到底的供水方式，即与一类高层消火栓系统供水方式相同。在地下室设置消防水池和消防水泵，屋顶设置屋顶消防水箱稳压，中间设置减压阀分区供水。建筑高度高于150~250米的超高层一般采用转输水箱串联供水方式，与生活供水方式类似。在避难层设置转输水箱和转输水泵。转输水箱既是上面消防区域的消防水池，又是下面消防区域的屋顶消防稳压水箱。对于建筑高度大于250米的建筑，消防给水方式应该采用最安全的方式，可以采用常高压供水方式，在设备层或者屋顶上设置满足火灾时间所需水量的消防水池重力供水，或者高压与常高压相结合的方式。
广州某超高办绿色商务办公楼的消防供水方式即按此原则布置，此楼高度小于150米，消防给水系统采用一泵到底，不设中间水箱及转输泵。
室内消火栓供水采用临时高压系统，室内消火栓设计水量40升/秒，室外消火栓设计水量30升/秒。在地下二层设置一套消火栓泵。室内消防系统竖向设两个分区。高区: 十五层至二十九层，由消防给水泵加压供水。低区: 地下三层至地上十四层，由消防给水管网经减压阀减压后供水；消火栓的布置保证室内任何部位有2股消防水柱同时到达，水枪充实水柱不小于 13 米。
自动喷淋系统供水采用临时高压系统，在地下二层设置一套自动喷淋泵。喷淋系统按 中 危险 Ⅱ级设计。净空高度8～12m的场所喷水强度采用12L/min. m2。净空高度超过12m的场所采用自动扫描射水高空水炮灭火装置，设计流量为20L/s，与自喷给水系统共用给水泵。自动喷淋系统竖向设两个分区。高区: 十四层至二十九层，由喷淋给水泵加压供水。低区: 地下三层至地上十三层，由喷淋给水管网经减压阀减压后供水；
7、管道材料：
超高层建筑由于管路系统内压力较大，管材及设备也有其特殊要求。如果忽视了这一点，可能会留有事故隐患，故需引起设计重视。本工程从本着安全经济的原则选择如下管材： 室外生活给水管采用钢丝网骨架塑料复合管，电熔或法兰连接。室内生活给水干管采用钢塑复合压力管（PSP管），G型或扩口连接；给水支管采用不锈钢管，环压、卡压或锥螺纹连接。室内雨水管采用钢塑复合管、卡箍连接。室内污、废水自流管采用机制排水铸铁管，内外壁涂环氧树脂，柔性橡胶圈承插接口或卡箍连接。室外埋地雨、污、废水管道，采用HDPE双壁波纹管，承插密封圈连接。
【关键词】超高层 建筑设计 问题 建议
前言
超高层建筑自身特点大大增加了超高层建筑的不稳定因素，因此，不能将超高层建筑视为普通建筑的拉伸和重叠，以免影响到建筑的使用效果。在实际设计过程当中，要根据超高层建筑的特点开展相应施工环节的加强，减少安全隐患，确保超高层建筑整体质量，确保我国建筑行业的健康发展。
一、超高层建筑的论述
超高层建筑，如图一所示，是指40 层以上、建设高度100m 以上的现代建筑工程。随着我国社会经济的快速发展，城市中的超高层建筑也越来越多，体现了我国科学技术水平，也实现了对土地资源的高效利用。但是，基于超高层建筑的特殊性质，因此施工技术同普通建筑工程有着较大的区别，需要我们在建设过程中予以注意，从而避免相关建设问题的出现。
图1
二、超高层建筑设计中的问题分析
1.施工技术和施工设备问题
超高层建筑相较于传统建筑工程来说，建设高度较高，因此，在施工设计过程中，应该着重考虑工程技术和工程施工设备问题。良好的施工技术和工程施工设备，是确保工程施工工作顺利开展的关键因素，比如施工材料运输设备等施工设备，为工程施工安全和施工进度起到了良好的保障作用，必须进行合理的规划和安排。由于超高层建筑的建设高度较高，因此，超高层建筑的工程质量问题是影响工程使用效果及使用安全的重要因素，在施工设计过程中，要充分分析建筑
区域环境以及建筑承重、负载问题，并在制定相关技术要求，确保超高层建筑的整体施工质量。
2.超高层消防问题
在超高层施工设计过程中，一定要注意超高层防火方面的设计工作。由于超高层建筑自身特点所致，使得火灾事故成为对超高层建筑威胁最大的事故问题，需要在工程设计过程别予以重视。超高层建筑建设结构较为复杂，建筑内管线和设备较为多样，从而给超高层建筑埋下了非常大的安全隐患。由于建筑较高，使得建筑内部空气抽力较大，一旦有火灾事故爆发，很容易造成火灾的快速蔓延，最终导致极为严重的后果。同时，在火灾事故发生后，人员疏散往往只能借助消防通道，楼层越高，则疏散时间则越长，危险系数也就越高。此外，在灭火阶段，由于建筑较高，一般消防设备难以起到理想的灭火效果，造成了非常打的扑救难度。
3.电梯设计问题
电梯设备是超高层建筑中重要的运输设备，用以现实建筑内部的上下层沟通，是超高层建筑的“生命线”。一般来说，超高层建筑内部的电梯数量要远远多余普通建筑，大量的电梯设备使得设备检验人员的工作压力大大增加，且由于电梯设备的垂直高度打打提高，使得电梯设备的检修难度大大增加。同时，超高层建筑在经受15.24m 的晃动后，会使得电梯设备在摇晃中受到一定程度的损害，钢缆也会随之受到影响，容易造成电梯设备的使用效果降低，甚至会大致严重的
安全事故，造成人员伤亡事件的发生。
同时，由于电梯设备的构造影响，使得电梯设备内部出现强大的垂直气流，在冬季，如果下层冷空气进入电梯井后，就极易造成上层电梯门无法正常关闭，造成严重的影响。同时，下层气体也会由电梯井直接扩散到上层，对上层环境造成干扰，影响到上层用户的正常生活和工作。此外，当火灾事故发生以后，下层浓烟和火源也会随着电梯设备内的垂直气流快速向建筑上层蔓延，造成极为严重的后果。
三、超高层建筑设计相关建议
1.施工技术和施工设备方面
首先，在超高层建筑施工设计工作开展之前，首先应该做的便是详细分析工程项目的施工目标和施工要求，根据超高层建筑的目标高度和目标结构选取相似超高层建筑项目，参考其设计流程和设计内容，以降低超高层简述设计盲目性，降低设计风险。在施工技术方面，一定要结合实际情况确定有效的技术要求，以确保建筑的整体施工质量，比如墙体施工技术以及内部支撑柱的施工技术等等，并做好施工过程中监督工作，保证施工技术的有效落实。在施工设备方面，一定要充分考虑施工内容，做好施工设备的准备工作，如起重设备、升降设备等等，以保证建筑施工进度，保证施工安全。
2.建筑消防设计方面
由于超高层建筑自身特点影响，在实际建筑设计过程中，要加强超高层建筑消防方面的设计工作。由于超高层建筑楼层一般在40 层以上，因此，超高层建筑内人员也较多较密集，在实际设计过程中，应该适当提高超高层建筑内安全通道数量，避免火灾事故发生后人员拥挤现象的发生；超高层建筑消防通道一定要保证密封性，由于建筑高度较高，在火灾事故发生后，烟尘扩散速度较快，火势蔓延也较快，在正常状态下一定要保证消防通道的密封性，从而防止火灾事故发
生后影响消防通道使用效果；超高层建筑火灾事故发生后，电梯设备往往都直接降到底层，只有消防专用电梯能够使用，在工程设计过程中，要尽量增加消防专用电梯数量，并提高消防专用电梯安全性能，确保人员的及时疏散，以及消防专用电梯的安全系数；超高层建筑内部的消防设备要设置充分，对于危险系数较高的楼层和单元要更加重视，以确保火灾事故发生后进行及时扑救，尽量避免火势的蔓延，减少人员伤亡及财产损失。
3.电梯设备设计方面
电梯设备对于超高层建筑来说具有非常重要的作用，确保电梯设备设计的合理性，是确保超高层建筑使用效果的重要手段。由于建筑自身高度影响，使得电梯设备在受到外力作用时极易受到损害，从而埋下严重安全隐患，酿成严重的安全事故。在建筑设计时，要注意电梯设备检测系统的建立，随时保证检测系统的正常运行，对电梯设备和钢缆进行严格的监控，从而及时发现安全隐患，确保隐患的及时消除。由于建筑高度影响，使得电梯井和电梯设备内形成强大的垂直气
流，对建筑安全构成一定的危害，因此，可在建筑设计过程中，根据建筑实际情况进行分段式设计，降低空气抽力，从而有效控制垂直气流，提高超高层建筑的安全性能。
四、结语
随着社会的发展，城市中的超高层建筑越来越多，这不仅集中体现了我国科技的进步，也象征着我国综合国力的增强，标志着城市竞争力的提高。然而，超高层建筑不可避免地要消耗大量的人力、物力与财力，其设计及维护需要大量的金钱，这使其已经违背了原先设计这种建筑的节约的目的。同时，在超高层建筑设计中还存在许多问题，需要人们的重视。
参考文献：
[1] 张丹， 张明岩. 高层建筑设计要点浅析[J]. 民营科技，2009，（03）
关键词：超高层建筑 熵权 模糊物元 消防安全 可靠性评价
中图分类号：X93 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（c）-0092-03
Reliability Evaluation of Fire Safety of Super High Rise Building Based on Entropy Weight and Fuzzy Matter Element Model
Wang Qilei* Li BenLi Jia Chunlei Hou Yaohua
（Chinese People’s Armed Police Forces Aorces Academy， Langfang Hebei， 065000， China）
Abstract：Reliability evaluation of fire safety can provide important decision-making basis for the design and management of super high-rise building fire safety design， the key lies in how to establish a suitable index system for the fire safety evaluation and reasonable evaluation of the weight of each evaluation index. According to the main characteristics of fire safety in super high-rise building， the fire safety evaluation index system of super high rise building is put forward， which is composed of three subsystems： active， passive and fire safety management. In order to effectively explore the main and objective evaluation information of fire safety evaluation index system of high rise building， improve the conventional entropy weight method， propose a method based on information entropy to determine the weight of each index in the evaluation system. The results show that the overall and systematic characteristics of fire safety of high-rise buildings based on entropy weight and fuzzy matter element model， and the evaluation results are consistent with the analysis of the experts， which shows that this method has certain application value.
Key Words：Super high-rise； Entropy weight； Fuzzy matter element； Fire safety； Reliability evaluation
超高咏ㄖ是现代社会经济、技术与文化的综合体，由于其楼层多、体量大、结构复杂、功能多样化，在相同的防火条件下，超高层建筑比多层建筑和普通高层建筑的火灾危害性更大，一旦发生火灾，外部救援和灭火装备几乎无效，易造成相对重大的损失和伤亡事故。目前，国内外相关研究明确了超高层建筑必须立足于自救，即依托建筑内部固定消防设施进行灭火救援和疏散[1-3]。超高层建筑消防安全影响因素众多，同时这些因素之间还存在着一定的联系，如何评价超高层建筑物中消防安全影响因素及指标体系对于整个消防安全系统起着至关重要的作用。
该文依据超高层建筑规范、专家评价及相关监测检查数据，并结合熵权法对评价指标进行赋值，利用模糊物元模型对超高层建筑消防安全进行评价，得出超高层建筑消防安全各评价指标及系统安全的定性定量评价结果，并列举实例评价该建筑的消防安全程度。
1 影响消防安全的评价指标
建立合理的评价指标体系是超高层建筑消防安全评价模型建立的基础，建立指标体系要客观地反映消防安全评价因素的构成及内在联系，并且能够把各评价指标划分为一个有序的层次使之条理化，同时考虑评价指标数据的可获得性。
该文主要借鉴相关学者在安全评价研究方面的成果，结合超高层建筑消防安全的实际特征，利用客观性与易操作性原则，根据评价指标相关性原则，建立多层因素集。在综合分析与调查研究的基础上，提出了超高层建筑消防安全评价体系，如表1所示。
2 基于熵权与模糊物元模型
2.1 指标权重的确定
在建筑物消防安全整体评价中，利用熵权函数模型对系统安全影响因素进行有效区分与排序，然后进行分析处理。影响因素评价计算过程中，熵值及权重函数计算公式如下：假设评价体系中有m个评价对象，每个对象有n个评价指标，则数据计算初始矩阵为。
2.2 模糊物元模型
3 应用实例
3.1 建筑分析实例
选取北京市2010―2015年建立的5栋超高层建筑项目为例，进行消防安全评价，项目的基本情况及建成年份，如表2所示。
3.2 消防安全评价
利用熵权法与模糊物元法对北京地区的5栋超高层建筑进行消防安全评价，将每栋建筑实地分析测定值作为定量指标值，专家组评价分析数据加权平均后作为定性指标值。首先依据所选评价指标的具体情况，分别利用判断矩阵式（7）或式（8）进行归一化处理；其次利用式（3）与式（5）分别确定各评价指标的熵值与熵权，最后根据式（9）计算各评价指标的隶属度。观察表3中数据发现超高层建筑的固定消防设施与建筑物本身的结构设计对建筑消防安全影响较大，这与超高层建筑应加强自身防灭火的设计是一致的。
为有效区分各超高层建筑消防安全性的基本指标，结合超高层建筑评价标准制定了安全标准等级，安全标准等级结合各评价指标严格按照优、良、中、差对应项目贴近度，如表4所示。
计算比较后得出5项超高层建筑消防安全项目的贴近度与综合评价效果，如表5所示。通过对这5栋建筑的消防安全的贴近度与综合评价，可以发现：这5栋建筑消防安全总体评价中有1项评价为优，贴近度小于0.122 1，3项评价为良，贴近度在0.122 1～0.214 3，1项为中，贴近度在0.214 3～0.327 9，没有评价为差的建筑，说明超高层建筑的消防安全整体水平相对较高，优良率达到80%，该评价结果与消防安全检查结果分析基本一致，较好地反映了建筑的实际消防安全水平。
4 结论
（1）利用熵权法可有效降低计算过程的主观性，提高数据的准确度，改善权重系数计算的客观性，结合模糊物元评价模型，完善了消防安全评价项目的整体性与系统性，且评价结果较为准确，该模型具有一定的适用性，能够为超高层建筑消防安全评价提供一定的参考。
（2）通过对超高层建筑的主要影响因素研究，结合权重与熵权计算分析发现：超高层建筑的消防安全首先应加强建筑结构材料的改善，更加重视固定设施的设计与管理，其次提高管理与科技水平，充分消除火灾隐患，最后是定期开展与消防部门的合作交流，提高防火安全意识。
参考文献
[1] 郑和祥，李和平，郭克贞，等.基于信息熵和模糊物元模型的牧区节水灌溉项目后评价[J].水力学报，2013，43（1）：57-65.
[2] 姚志.城市高层建筑消防安全评价[J].消防科学与技术，2011，30（7）：646-648.
[3] Milan Mrkalj.Demonstrative implications of a new logical aggregation paradigm on a classical fuzzy evaluation model of《Green》buildings[J].Communications in computer and information science，2014（443）：20-27.
关键词：高层建筑；消防给水选择；注意事项
前言：消防给水方式的选择是超高层建筑消防系统设计中一个非常重要的环节。我国现在还没有针对超高层建筑的消防设计规范，设计人员在设计时往往套用高层建筑的消防设计规范和经验，存在较大弊端。本研究提出了超高层建筑消防给水系统综合评价的各项指标并进行了论证，根据递阶层次结构原理，建立了超高层建筑消防给水系统综合评价法模型。
1. 高层建筑消防给水系统的应用背景
高层建筑由于其功能复杂，人员众多，流动性大，烟蒂等各类火种多；高层建筑物内均设置有大量的电气设备，一旦漏电走火，或者检修焊接，均极易引起火灾；更由于高层建筑室内装饰要求高，装饰材料中有大量的可燃物质，均是火灾的隐患。加上高层建筑内竖井多，一旦发生火灾，均是火灾迅速蔓延的通路。高层建筑本身楼高风大，自然形成的烟囱，拔风助火，使火焰蔓延迅速，火势更加凶猛。高层建筑的建筑高度都在24 m以上，甚至高达数百米，当消防人员身负消防设备，快步登高到24 m以上时，呼吸和心跳都已超过限度，难以发挥正常的战斗力，更由于竖井的拔风作用，火势烟雾的漫延极快，火灾热幅射很强，烟浓雾厚，都给消防灭火带来极大困难。高层建筑火灾时，由于火大烟浓，人多拥挤，疏散非常困难。因此，高层建筑一旦着火，如不能及时扑灭，将造成人员大量伤亡、经济损失极为严重的可怕后果。由于建筑高度大，发生火灾时国产消防车已不能发挥作用，高层建筑的消防只能立足于/自救0，因此必须认真做好高层建筑的消防设计。高层建筑消防给水系统必须切实按照/高规0要求，根据高层建筑的类别和功能以及实际情况进行选择。高层建筑消防给水系统可按灭火设施系统压力、消防水箱和消防水池是否设置以及消防水供给方式，自动控制方式进行分类，设计时应正确选取。
2. 基于层次分析法的超高层建筑消防给水系统的优化
层次分析法是美国运筹学家于20世纪70年代提出的，它是对多个方案多个指标系统进行分析的一种层次化、结构化决策方法，它采用数学方法将哲学上的分解与综合思维过程进行了描述，从而建立决策过程优化的数学模型。具有原理简单、复杂问题结构化和层次化、理论基础扎实、定性与定量相结合等较突出的特点。按照层次分析的评价方法与标准，综合反映各种消防给水方式的优劣，从中优选最适合的消防系统给水方式。根据我国现有的水泵生产状况，一般的离心式水泵系统最高工作压力为1.6 MPa。当压力大于此值时，对设备的抗压能力要求将大大提高，受水泵扬程、消火栓出口压力和减压阀关于减压量的影响，一般水泵一级加压可供至约150 m的高度。因此，在运行可靠性C6的指标判断里，建筑高度以150 m为界，高于和低于此范围时，减压阀和并联系统的运行可靠性有极大的区别，故建立判断矩阵时以建筑高度150 m为界。低于150 m的超高层建筑，其判断矩阵为C6a，高于150 m则为C6b。
3. 高层民用建筑消防给水的注意事项
随着城市建设的不断发展，相继出现了高层民用建筑。有安全消防的供水系统是大楼启用最基本的条件之一。自来水厂通过城市输、配水管道供水.水压一般在Zkg/cmZ左右.夜间可达2.5一2.7kg/cm，所以六、七层以下的住宅楼通过设置屋顶水箱夜间市政管网水压高时屋顶水箱进水供四层以上住户正常用水是没有问题的。而目前城市用地越来紧，不得不建造较高的楼房.高层建筑的投资规模大.建筑使用功能复杂.使得对设计的要求越来越高.特别是防火安全的设计。一般来说楼房常见的几种供水方式是：1、水池一水泵（恒压变频或气压罐）一管网系统一用水点。此方式是集中供水对于一、二层是商业群房、群房上建有多幢住宅的建筑目前较多采用此种供水方案。一般设计有地下生活水池一座集中恒压变频供水不设屋顶水箱，最不利的用水点是顶层住宅主水泵一般有三台，二开一备自动切换.付泵为一小流量泵夜间用水量小时主泵自动切换到副泵以维持系统压力基本不变（气压罐一般不用于生活用水）。2、水池一水泵一高位水箱一用水点此方式也下面就我在高层民用建筑消防给水中的几点体会，愿与大家交流：对于防火安全的设计首先要考虑到室外消火栓数量的确定。《高规》第7.3.6规定：‘’室外消火栓的数量应按本规范第7.2.2条规定的室外消火栓用水量经计算确定.每个消火栓的用水量应为10-151/s”.但是（（高规）}的（（条文说明》是这样解释：“室外消火栓的数量应保证供应建筑物需要的灭火用水量其中包括室内、室外两部分‘’。我认为《条文说明》的解释超越了《高规》的规定。室外消火栓是室外消防用水取水口.理应按室外管网来考虑。但是《高规》第7.4.5.3规定“水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消火栓或消防水池的距离宜为15-40m“。从这个规定可以看出水泵接合器的15-40m范围内在一般情况下要设置室外消火栓。因此在工程设计中在布置水泵接合器时要考虑其相对集中以利于与经计算的室外消火栓数量对应.一旦设计中有较多的室内消防系统需要较多水尖接合器且分散布置时.则需要适当增设“额外“的室外消火栓。最后要考虑到消防给水系统的形式。对高层建筑消火栓给水系统形式的选择首先我们应保证系统的安全可靠性其次我们应尽量选用经济合理的供水形式。按服务范围分：独立的消防给水系统和区域集中的消防给水系统笔者建议尽量采用区域集中的消防给水系统就如上述所讲。邻近高层建筑共用消防水池但这往往得不到推广。
结语：综上以上几点的分析我们可以知道，高层建筑内竖井多，一旦发生火灾，均是火灾迅速蔓延的通路。因此，高层建筑的消防给水安全可靠是最重要的但要在保证安全的同时达到经济合理，尽量节省投资，使得维修管理方便.我们还要在设计当中认真考虑，细心比较.这样才能把工程做的更好。■
参考文献
[1] 袁杰.浅析影响自动喷水灭火系统整体效能的关键设计点[J].宜春学院学报.2008（04）
关键字：规范 多层 商住楼 消防给水
Abstract：This article analyzed some problems which have no clear standard in the design of water supply for extinguishing fire in multi-storey hybrid building with shops and residence. Methods which solve these problems are proposed for designers as references.
Key words：standard，multi-storey，hybrid building with shops and residence，water supply for extinguishing fire.
多层商住楼有两类：一类是一层或一二层设有商业网点的单元式住宅楼；另一类是连家店，“连家店”大多为两层，有时为三层或四层，每套的面积几十平方米到几百平方米不等，下部为商店，上部为住宅，这类建筑在销售和使用上异常灵活，因而在城郊和小城镇非常普及。
而这些类型的建筑的消防给水，防火规范未有明确的说明，建设单位往往消防意识淡薄，重经济效益而漠视消防安全，不愿投入更多的资金。一些设计人员对规范理解错误，执行起来标准不一，有的漏设消防给水；有的为了回避责任、通过审查，从严执行规范，造成浪费。湖南衡阳八层商住楼特大火灾以后，无论建设、设计单位，还是消防主管部门，均对商住楼防火问题产生了足够的重视。关于商住楼室内消防给水是否需要设置，如何设计，笔者谈谈自己的看法，供大家参考。
一、如何区分商业服务网点和商业营业厅？
关于商业服务网点：《建筑设计防火规范》GBJ16—87（2001修订版）（以下简称《建规》）名词解释是：建筑面积不超过300m2的百货店、副食店及粮店、邮政所、储蓄所、饮食店、理发店、小修门市部等公共服务用房。由此可推断：单间建筑面积超过300m2商业用房即为商业营业厅。
二、商住楼的防火灭火特点
火灾发生、发展的整个过程是热量的传播过程，热对流是引起火灾发展的最主要因素（当火灾处于发展阶段时，热幅射成为主要的热传播形式）。商业网点之间、商业网点与单元式住宅之间、单元式住宅楼单元之间有防火分隔物（墙板）隔开，单元之间没有空气流动，因而早期火灾发展的条件－热对流受到绝对限制，火灾的蔓延发展范围受到极大限制，每个单元作为一个天然独立完整的防火单元，在一定时间里，它有效地阻止了火灾的水平方向扩展（向其它单元扩展），所以说单元式商住楼火灾水平发展的可能性较小。住宅内一无生产、加工有火灾危险性物质，二无储存危险品，住宅部分的火灾危险性较小。发生火灾的可能性较大的是商业网点，因储存大量的可燃物品，并且有较多的电器照明加工设备。多层商住楼，不仅单元之间有防火分隔物隔开，分户之间的防火分隔也很完整，因而火灾发生、发展的条件较差，而消防灭火的条件较好，即便于消防人员集中力量灭火，将火灾消灭或限制在某单元或某一户内。
三、是否设计消防给水问题
1、某建筑，一层商业网点（每户一间，约30m2），二层商家宿舍，三－五层单元式住宅，总体积大于10000m3，一层总体积大于5000m3，是否需设消火栓？
按《建筑设计防火规范》（以下简称《建规》）第8.4.1条：下列建筑物应设室内消防给水：超过七层的单元式住宅，超过六层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业网点的单元式住宅。超过五层或体积超过10000m3的教学楼等其他民用建筑。
建设单位认为是二层商家宿舍，也是住宅，火灾危险性不高于住宅。即使二层也开店，两层可以作为扩大或展开的一层来考虑，应该是有商业网点的单元式住宅。如果设消火栓，每间都要，太多，实施有困难，并且对于非专业消防人员，设灭火器远比消火栓实用。但是设计人员坚持：商家很有可能将二层改造成营业场所，本建筑应按综合楼考虑，设消防给水。最后建设单位咨询当地消防建审部门，得到与设计人员相同的结论。
2、连家店，二三层，局部四层。一层为门面房，均为4-6米开间、10－12米进深。以上为商家住宅，总体积大于10000m3.对于此建筑是否设消火栓，规范未有明确说明。
上海《小型商业用房防火技术规定》3.4.2条：独立建造的总体积超过5000m3的小型商业用房，当符合下列条件时，可不设室内水灭火系统：（1）、建筑贴邻建造，每幢建筑总体积不超过5000m3 （2）、建筑之间采用防火墙分隔，防火墙两侧门窗间距不小于2m .（3）、进深不大于15m .
笔者曾经就此事与本地消防管理部门商讨，得到以下结论：
（1）、对于整幢均为商业用房的建筑，应等同于商店，当其体积大于5000m3，应设室内消火栓给水系统。
（2）、对于一、二层为“连家店”，其上为住宅或办公用房，或与住宅、办公用房联建时，应按照综合楼设计标准考虑，当其超过五层或体积超过10000m3时，应设室内消火栓给水系统。
3、一商住楼，顶层跃层，包括跃层在内共七层，是否设消防给水？《住宅建筑设计规范》GB 50096—1999第4.1.6条注：③顶层为两层一套的跃层住宅，跃层部分不计层数。因此，可以认为，这样的建筑可不设。如果中间层为跃层，应计入层数，超过六层必须设。同理，十层住宅楼，顶层为跃层，可按多层住宅楼设计消防给水。
4、某住宅，一层为自行车库（高度2.2m），二～十层为住宅，十一层为跃层，檐口高度小于32m，是按高层建筑还是多层建筑设计消防给水？
参照最近的《建规》（报批稿）关于建筑层数计算的说明：底层高度不超过2.2m的自行车库可不计入建筑层数，顶层为跃层亦不计入建筑层数，此建筑属于多层建筑，可按《建规》的要求进行设计。
5、多层住宅底层为一间一间的私家汽车库，是否需要设消防给水系统？按《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》7.1.2 符合下列条件之一的车库可不设消防给水系统：7.1.2.1 耐火等级为一、二级且停车数不超过5辆的汽车库。因此如果存车大于5辆的汽车库应有消火栓保护，可采用将室外消火栓布置在车库旁（车库外墙挂仅设水龙带、水枪的箱体）或在车库外墙设室内消火栓箱。存车小于5辆的汽车库可在每间配置灭火器。
四、如何设计消防给水问题
1、商业网点室内消火栓的布置
对于商业网点室内消火栓的布置，实践中有些难度，大多数商业网点开间较小，每间布置室内消火栓在经济性和合理性上有所欠缺，从讲究实际效果的角度出发，可采用以下方式：对于人员聚集且可燃物较多场所，以及需设置两部以上疏散楼梯的“连家店”，应在每层设置室内消火栓。
对于商业网点，因开间较小，如在二层布置消火栓，施救操作空间有限，宜在底层外墙或其他公共部分设置室内消火栓箱，其布置应保证有两支水枪的充实水柱到达室内任何部位。设在底层外墙的消火栓，要注意防盗防冻问题。在冬季比较寒冷的地区，消火栓管道可以做成干管，不用保温，附近做阀门井，井内设泄水阀，使用时打开阀门即可。
对于开间特别小，每个分割单元总面积也特别小的“连家店”式建筑，无公共外墙可利用，无法布置室内消火栓，可以考虑合理布置几个共用室外消火栓，或在公共部位仅设置室内消火栓栓口，明装暗装均可，但每个商户配备足够的水带和水枪。
2、商店部分消防立管如何连成环状？
按《建筑设计防火规范》第8.6.1条：室内消防给水管道，应符合下列要求：超过六层的塔式（采用双出口消火栓者除外）和通廊式住宅、超过五层或体积超过10000m3的其他民用建筑，如室内消防竖管为两条或两条以上时，应至少每两根竖管相连组成环状管道。
对于二层商店的建筑，通常业主不希望在二层室内安装消防干管，许多设计人员将每个消火栓单独连接在一层消防干管上，将干管做成环装，这样，就无消防立管可言，从而回避了立管连成环状这个问题。
3、住宅消火栓的平面布置，通常这些单元式住宅楼为六层以上框架或砖混结构建筑，层高2.80-3.00m，楼梯开间2.60-2.70m，消火栓箱的可选位置只有两处，一是入户门附近，二是梯间休息平台处。
五、其他问题的探讨
1、《建规》第5.2.1条 民用建筑之间的防火间距，①两座建筑相邻较高的一面的外墙为防火墙时，其防火间距不限。因此，如果一栋商住楼、或连家店，长条形，总体积超过10000m3，那么在中间设防火墙，就可以作为2栋建筑（每栋建筑总体积小于10000m3）来考虑，就可以不设消防给水。前文提及上海《小型商业用房防火技术规定》3.4.2条就是一个例证。以上只是笔者个人观点，是否可行，可以向当地消防部门咨询。
2、建筑总层数为八层或九层，底部一、二层为商业网点，上部为单元式住宅，这类建筑在做消防设计时会出现建筑定性问题，如将其定为综合楼，由于总高度超过24m，则其消防设计应按照《高层民用建筑设计防火规范》设计，如将其定为底层设置商业服务网点的商住楼，则其消防设计应按照《建筑设计防火规范》设计。
首先，室内消防用水量相差悬殊。（见下表） 消火栓用水量 （L/S） 使用水栓数量（支） 每支水枪最小流量（L/S） 每根立管最小流量 （L/S）消防水箱容积m3七～九层住宅楼 5 2 2.5 53二类高层综合楼（小于50m） 20 4 5 1012，根据上表，布置消火栓、消防立管时有很大不同，相应的消防管管径、消防水泵接合器数量也不相同，还有它们的消防充实水柱也不同。 由上述比较可见，由于对建筑物的定性不同，相应的在进行消防工艺设计时也有较大的区别。如将其定位为多层商住楼，又不符合规范要求。如将其定为二类高层综合楼，上部住宅及底部均能满足消防要求，但这样有时会造成过剩或浪费现象。建议规范条文修编时，应考虑这个问题，并建议按以下措施执行：
[关键字] 高层建筑；消防给水；设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
高层建筑消防是现代城市管理一个难点，与之相关的高层建筑消防给水是建筑给排水设计的重要组成部分。为此，结合高层建筑消防给水特征，对高层建筑的消防给水设计展开分析。
一、几个关于高层建筑消防给水设计的注意方面
1．高位水箱是临时的高压消防给水系统中必不可少的组成部分。《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2005年版)（以下称《高规》）7.4.7.2条要求,建筑高度不超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa.现在的高层建筑一般会采用消防增压稳压设备去维持网管的压力，以此来达到《高规》的要求。经过多年数次实践证明，足够高度的高位水箱具有其他高位消防设施无可比拟的优势。
2．安全性能的优越性比较来说，设置足够高度的高位水箱来维持压力会比采用增压稳压设备维持消防管网维持压力更加能节能省电，安全可靠。采用增压稳压设备虽然会采用两路电源，但是电路系统发生故障的可能性则仍会存在。一旦其中电路出现故障，会造成急用之时无法工作的局面。因此，足够高度的高位水箱相对于其他高位消防给水系统是安全可靠的。
3．相对低廉的设备运行维护费用在消防系统中，增压稳压设备电机的功率要比消防加压泵小很多，但缺点是需要长时间并且不间断的保持管网的压力。这样计算，运转的电费用也相对昂贵。目前的住宅大都采用物业管理方式，用户将会为此部分费用买单，在无形中就增加不必要经济负担。因此，以住户的角度来考虑，设置足够高度的高位水箱还是比较符合长远利益的。
二、高层建筑消防给水系统形式和选择
对高层建筑消防给水系统形式的选择，首先我们应保证系统的安全可靠性，其次我们应尽量选用经济合理的供水形式。
（1）按消防给水系统的构成与功能可分为室外消火栓系统、室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统又分为闭式自动喷水灭火系统，开式自动喷水灭火系统与自动喷水泡沫联用灭火系统。
（2）按消防给水系统的服务范围大小，可分为区域集中高压（或临时高压）消防给水系统和独立高压（或临时高压）消防给水系统。
（3）按消防给水的压力与流量是否满足系统要求，可分为常高压和临时高压消防给水系统。
（4）按消防给水方式的不同，可分为分区消防给水系统和不分区消防给水系统。
从上述几点分析我们可以看出，安全可靠是最重要的，同时要达到经济合理，维修管理方便，我们要在设计当中认真考虑消防给水系统的选择，必须依据建筑物的水源条件、火灾危险性、建筑物的重要性、火灾频率、灾后次生灾害和商业连续性等因素综合评估，并根据技术经济比较综合来确定消防给水系统。
三、室内和室外消火栓
1．室内消火栓
1．1设置室内消火栓所需的设施
在高层建筑的室内设置消火栓给水系统，一般需要很多的设备，比如：消火栓、水枪、管带、消防管道、消防水箱、消防水池、水泵结合器、增压水泵等。这些设备都是缺一不可的，而且质量的好坏关系到使用的效果，因此，在这些硬件设备上是一点都不可马虎和掉以轻心。
2．1 室内消火栓的给水系统
一般的建筑所使用的最大的工作压力为0.6 MPa，但是，高层建筑的工作压是大于这个数值的，因此，在高层建筑区需要使用单独的消火栓系统。高层建筑区，常见的消火栓给水方式有:不分区给水系统和分区给水系统，其中分区的给水系统又可分为：分区串联给水系统和分区并联给水系统。
2．室外消火栓
《高规》第7.3.6规定：“室外消火栓的数量应按本规范第7.2.2条规定的室外消火栓用水量经计算确定，每个消火栓的用水量应为10～15L/s”，但是《高规》规定，设计室外消火栓时必须区分不同的情况，当室内消防用水由室外管网提供时，室外消火栓的数量应考虑水泵接合器的数量。一个室外消火栓对应一个水泵接合器。例如某高层建筑，消火栓系统与自喷系统皆为一个分区，室外消防用水量为30L/s，室内消防用水量为30L/s，自动喷水系统用水量为30L/s。按计算，室外消火栓设2个就可以了，而实际应设6个，因为要考虑水泵接合器的数量，用于室内消火栓的水泵接合器有2个，用于喷淋的水泵接合器有2个，共计4个水泵接合器，加上保证室外消防用水量的2个,因此要求设6个室外消火栓。当把室内消防用水储存在室内消防水池时，室外消火栓一般就按室外消防用水量来确定。
四、分区给水和不分区给水
根据《高规》7.4.6.5条的规定可知:当消火栓栓口的静水压力大于1.00MPa 时, 应采用分区给水系统，以保证消火栓栓口处的出水压力不会过大。分区供水方式包括: 并联分区供水方式、串联分区供水方式和减压阀分区方式, 其特点分别如下：并联分区供水方式优点是自成体系,各个分区互不干扰，供水安全；缺点是水泵多，造价高, 占地面积大。串联分区供水方式优点是系统压力均衡，水锤影响少；缺点是水泵多，且分散，管理困难,供水不可靠，造价高。减压阀分区供水方式优点是系统简单,造价低,管理方便,此种供水方式被多数设计者采用。这种方式虽然可以保证经济、安全的要求,维护管理方便, 但它的缺点是对减压阀的要求较高,多数采用可调式减压阀,要求阀后压力为可设定并能保持恒定。
五、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, 造成设备的损坏,或造成给水的不均匀的现象。分析超压的原因主要有以下几种情况: 系统小流量出水。自动喷水灭火系统所需要的流量都很小。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；竖向分区不合理。在建筑物高度较高时,给水竖向分区的高区和低区共用水泵结合器,低区会出现超压；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。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,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。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三方面来解决: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,可均衡各个配水管的水压。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，提高整个消防给水系统的承压能力。还有就是采取相应的泄压和稳压措施,使超压对给水管网不致于造成损坏,如采用泄压阀、安全阀、稳压阀等。
六、结语
[关键词]消防给水系统；超压问题；超压原因；防治对策
中图分类号：TU976.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0248-02
高层建筑消防给水系统，是高层建筑消防系统的基本组成，随着高层建筑的不断发展，建筑消防设施的设置要求也越来越严格，同时这也给消防给水系统提出了更高的要求。消防给水系统主要运用于扑救建筑火灾，达到抑制火灾的目的。所谓消防给水系统的超压，就是指系统超出本身的压力承受能力。如果处理不好，就会造成大量水资源的浪费，影响系统自身的安全。因此，找出高层建筑消防给水系统的超压原因，同时探索相关的防治对策极为必要。
一、高层建筑消防给水系统的超压原因
高层建筑消防给水系统的超压现象，在高层建筑物中比较常见，也是最常见的安全隐患之一，必须引起人们的高度重视和关注。所谓超压，就是指建筑物消防给水系统的水压超过了其工作压力的极限，在此情况下，极易造成管道、设备、附件和器材的破坏，还会带来不均匀给水问题，影响灭火效率和效能，进而影响到系统的正常运作，带来不必要的损失和严重的危害。一般而言，高层建筑消防给水系统的超压原因可以包括以下几个方面：
（1）高层建筑消防给水系统的出水量较少。
一般情况下，在火灾发生的初起阶段，灭火装置的出水量往往不是很大，此时消火栓的水枪和自动喷水灭火系统的喷头只有少数几个；另外，自动喷水灭火系统终端试水的时候，自动喷水灭火系统所需要的流量也很小；还有，消防给水系统竣工验收、消防栓压力试验、消防泵定期自检的时候，流量也是不大的。但是，这些系统中的消防泵完全是按照设计秒流量来提供相关动力的，在小流量运作下，设计数值是消防水泵实际流量的数倍，然而，消防泵的流量也就是扬程曲线比较陡，此时，就会造成消防泵的扬程大幅度升高，这也就是消防给水系统超压的直接原因。
（2）高层建筑消防给水系统的竖向分区不合理。
随着社会的发展，建筑物呈现越来越高的态势，如果建筑对象较高的时候，往往需要进行分区给水。而根据《高层建筑防火设计规范》的规定消火栓的栓口处的静水压力不应超过1.0MPa，出水压力不超过50m水柱，否则应设置减压设施。如果高层建筑消防给水系统的竖向分区没有按照1.0MPa的工作压力进行分区时，就会使得高层建筑消防给水系统产生超压的现象，另外，若消防给水管网按最低位置的室内消火栓静水压力1.0MPa进行竖向分区，而管网未采取完善的减压措施，在启动消防水泵时，管网下部的消火栓会也会由于动压值大于静压值而出现超压；若采用减压阀分区给水方式，当减压阀因故障而关闭不严或旁通管上阀门失控时，也会造成下区给水管网的超压。
（3）高层建筑消防给水系统的水锤效应。
“水锤效应”是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如，当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，从而产生一个较大的压力，并产生破坏作用。如果消防泵运行不当，高层建筑消防给水系统就会因水锤效应而产生超压现象。比如，如果消防泵出现故障，或者外界突然出现停电的情况造成消防泵停转，就会造成水锤超压，进而引起高层建筑消防给水系统的超压状况。
（4）高层建筑消防给水系统的水泵接合器。
高层建筑采用分区供水时，高层建筑消防给水系统竖向分区的上区和下区会可能共用水泵结合器，这种情况下，如果防止串压的止回阀密封不好，下区的水泵会因静水压力大于其工作压力而出现超压的现象。此外，如果消防车内消防泵通过水泵接合器向消防给水系统供水，很有可能造成管网超压，特别是当给水系统的消防泵与消防车的消防泵串联起来工作的时候，超压现象产生的可能性会更大。
（5）高层建筑消防给水系统没有设置排气装置。
高层建筑消防给水系统排气装置的设置也是极为重要的。以干式自动喷水灭火系统为例，如果系统中没有设置相关的排气阀，或者设置的排气阀的位置不当，当系统启动时，由于管内气体不能及时排出，就很容易使管网内的空气处于被压缩的状态，这样就会产生很大的压力，进而导致超压现象的产生。
二、高层建筑消防给水系统超压防止对策
高层建筑越来越多，高层建筑消防给水系统是否完善直接关乎人身和财产安全，因此，积极解决高层建筑消防给水系统超压问题极为必要。解决系统的超压问题，不仅能够确保供水均匀，还能够保证作用面积内可靠给水，保证系统设备及材料的安全。因此，笔者结合高层建筑消防给水系统超压的原因，提出几点防止高层建筑消防给水系统超压的对策，主要包括：
1.合理布置消防给水系统
预防高层建筑消防给水系统的超压问题最基本一点，则是需要正确布置系统，提高其承压能力。第一，高层建筑的自动喷水灭火系统与消火栓给水系统应当作为独立的个体，区分开来设置各自相对的备用水泵，根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95第7.4.3条规定：“室内消火栓给水系统应与自动喷水灭火系统分开设置，有困难时，可合用消防泵，但在自动喷水灭火系统报警阀前（沿水流方向）必须分开设置”。第二，合理布置系统管网，以自动喷水灭火系统为例：布置管网位置的时候，需要注意的是尽量把喷头均匀放置在配水管的两边，这样有助于均衡各配水管的内部水压。第三，合理分区，科学地选择给水系统分区的界限，尽量降低给水分区的压力，使之保持在适度的程度，避免启动消防水泵时，由于动压值过大而出现超压。
2. 正确选择和使用消防泵
消防泵本身的性能是影响系统超压的一个重要因素，因此，正确选择和使用消防泵可以有效避免系统超压。一方面，可以选择流量―扬程曲线比较平缓的消防水泵，一般来说，水泵的流量与扬程成负相关关系，即水泵流量越大，扬程越小，如果选用的水泵的流量―扬程曲线比较平缓，那么因流量变化产生的扬程变化幅度也就越小，在灭火过程中，水泵的扬程也就越稳定，管网的实际压力也就越接近设计压力，从而避免超压，当然，有条件的单位，也可以采用切线消防泵、水冷直联消防泵等性能更优的水泵。另一方面，安排专人管理和操作消防水泵，定时检测消防泵，一旦出现问题要及时维修，避免因为设备故障而系统超压，从而影响系统的正常使用。
3.设置回流泄压装置
如图1所示，从消防泵的出水管上增设一条泄压支管，该支管可以接入消防水池，该支管上设置泄压阀，当管网压力超过系统设定压力时，泄压阀自动启动，从而防止管网超压。如前面所述，一般火灾初期，由于系统实际出水量较小，而水泵仍然按照它本身的特性曲线在运行，通过设置泄压阀，就可以额外的增加系统出水量，以达到接近水泵的理想工况。随着系统实际出水量的增加，管网压力下降，当降低到泄压阀的设定压力时，泄压阀自动关闭，从而保持系统工作压力恒定。
4.采用相应的减压装置
对于高层建筑物消防给水系统的超压问题，最有效的方式莫过于利用相应的减压装置来达到减压目的，这是预防消防给水系统超压问题的一大措施。例如，可调式减压阀，是一种水压控制的阀门，但是，根据使用目的的不同，功能的差异以及场所的变化，还可以演变成遥控浮球阀、减压阀、流量控制阀、水泵控制阀、泄压阀等设施，与此同时，还能够通过调节自身的出口压力，将其控制在一定的规定范围内，这样就能够最大限度地保证给水系统的稳定性，并能够有效地防止超压问题对给水管网造成的损害。此外，在高层建筑消防给水系统设置过程中，在应用可调式减压阀的时候，最好采用并联的设置方式，这样能够有效的减少水流造成的管道破坏，并能够有效促进通道回水管汇合处压力的平衡和稳定，最大限度地满足消防灭火系统对出口的压力以及流量的需求。对于城市高层建筑，只需要根据消防给水系统的特性，在单向供水管道上设定一定范围的出口压力，就能够确保出口压力值的相对稳定，并且不管减压阀阀门进口压力和流量如何变化，都能够确保给水系统的正常运转。
总之，在现代高层建筑物消防给水系统中，给水系统超压问题是一个极容易被忽视，也极需要关注的问题，因此，在设计给水系统并开始施工的时候，都需要仔细考虑到相关的减压和稳压措施，以免出现消防给水系统超压现象，保证消防给水系统在长期使用中的不间断工作，保证每个设施环节的高度可靠性和安全性，降低安全风险，提供稳定保障。
参考文献
[1] 夫.高层建筑消防给水系统超压、欠压的防止[J]中外建筑，2008.
关键词：超高层办公楼；建筑防火设计
中图分类号：S611文献标识码： A
前言：超高层建筑一般是指高度超过 100m 的建筑，通常在40层以上，与普通高层建筑相比，其具有火灾危险系数大、火势蔓延快、人员疏散困难等特点，同时由于我国现行的防火设计规范对于超高层建筑的设计要求还不够详尽，为此防火设计成为超高层建筑结构设计的重点与难点。本文现就超高层办公楼的建筑防火设计进行探讨。
一、火灾事故在超高层建筑中的特点
在火灾事故中，超高层建筑物的危害远远大于普通高层建筑物，其主要变现有火势蔓延快、人员疏散难度高等特点，致使发生严重的人员伤亡事故；消防设施不完备，扑救工作困难；建筑材料被燃烧，会导致不同程度的局部坍塌甚至全部坍塌。火灾后带来的后果包括:
（一）对预应力钢筋混凝土的影响。这种结构在高温条件下，钢筋会拉伸，降低了承载能力；
（二）对砌体结构的影响。高温条件下，砌块内部受热不均匀，会使得砌体开裂，最终导致倒塌。
在火灾发生时，如果建筑物上部倒塌，则下面的楼板会吸收因灭火时产生的污水，增加了楼板的负荷，使楼板因负荷过重而坍塌。而高温的钢筋混凝土由于污水的入侵，温度会急速下降而造成表面开裂，破坏钢筋的保护层。高温条件下建筑材料的强度会降低，加之建筑本身内部所产生的热应力等，会对高层建筑带来更大的危害。
二、避难层消防设计
所有超高层公共建筑都必须设置避难层，规范对避难层的设置要求较为明确，在具体设计过程中，还需要加强与当地消防部门的沟通，完善细部设计。
例如:关于首个避难层，规范规定从地面到首个避难层不能超过 15 层，但在工程实践中不宜将首个避难层设得太高，应考虑消防登高车作业的救援便捷程度，一般首个避难层靠近裙房屋面较为合理。关于楼梯间在避难层的设置要求，规范中只提到防烟楼梯间应在避难层分隔、同层错位或上下断开，但对如何断开(用栏杆还是墙体断开)没有详细要求，对防火门在避难层开启方向也未明确，通过参考上海等地消防部门对超高层避难层设计疑难问题的处理意见，并与当地消防部门协商，本文认为楼梯间在避难层用隔墙和防火门断开、错位比较可靠，同时楼梯间疏散门在避难层应朝避难区方向开启较为合理。关于电梯在避难层停靠问题，规范规定，消防电梯应在避难层停靠，但未说明其他电梯是否可以停靠，在本项目中，经与消防部门协商，避难层是禁止普通电梯停靠的，这样可以提高避难区的安全性。除了以上细部设计要求外，还有几点应特别注意:
（一）避难层的设备用房
避难层往往是设备集中布置或管道转换的场所，如何减小设备区对避难层的火灾影响，是避难层消防设计的重点。
1、在设备区和避难区之间做防火分隔，为确保安全，本项目采用耐火极限 3 h 的防火墙和甲级防火门进行分隔。
2、对穿越避难区的管线管道进行控制。在布置避难层平面分区前，应协调设备专业，尽量使得连接核心筒和设备区的管线管道不要穿越避难区，当必须穿越时，应该采用防火吊顶进行分隔，耐火极限不低于 1 h，并把设备管线用防火材料包裹及封堵更为可靠的做法是在避难层上方设置 2m 左右层高的管道夹层，用楼板阻隔火势通过管道向避难区蔓延。
3、设备区的检查门不应直接开向避难区，除了疏散楼梯前室防火门以外的任何门向避难区开门时，都应该加设前室。
（二）避难层的百叶窗设计
当避难层采用自然排烟方式或设有空调机组时，外立面上就需要设置百叶窗，随着建筑外立面设计要求越来越高，建筑造型越来越丰富，传统通风百叶有时难以满足设计师对外形的严苛要求，通风百叶的隐蔽化和与立面一体化设计越发重要，有以下几种方法可以采用:
1、用玻璃百叶替代金属百叶，由于现代超高层办公楼普遍采用玻璃幕墙形式，玻璃百叶就可以很好地弱化避难层百叶对整体立面的影响；
2、采用新的通风构造设计，如在避难层楼面的上下两端设置通风缝，改变在整层设置百叶的做法，就能起到很好的隐蔽化效果。总之，通过创新材料应用和构造方式，改善避难层的百叶窗设计是值得建筑师重视的一个问题。
（三）节能和隔声要求
避难层是因为防火设计的要求而产生的。大量自然通风部位的天花和楼板均应考虑保温构造要求，避免相邻上下办公楼层的室内结露。同时由于避难层往往兼作设备层，布置了较多的设备机组，容易对下部办公楼层产生振动和噪声影响，对于高级办公楼，避难层楼板宜采用浮筑地坪、隔声吊顶等隔振降噪的措施，保证良好的办公环境。
三、疏散人数的计算标准
疏散人数的计算标准是确定疏散宽度的关键，直接影响到楼梯宽度和避难区面积大小，对于控制超高层办公楼标准层平面的有效面积比意义重大。对于办公楼使用人数的计算标准有以下方法：
（一）按日常使用人数计算
暖通专业在计算空调负荷时，首先要确定使用人数，这可以作为建筑专业计算疏散人数的参考。对于不同档次的办公楼，《公共建筑节能设计标准》(GB 50189―2005)明确了不同的人均使用面积计算标准，超高层办公楼一般都是当地标志性建筑，通常定位为高档办公楼(例如本项目)，可以按 8(m2/每人)计算。
（二）按极限使用人数计算
消防部门通常要求疏散设计考虑极端情况下的使用人数，尽量按照不利情况计算，普通办公室的最小人均使用面积为 4 m2，所以应把 4(m2/每人)作为计算标准。可以看出，2 种计算标准得出的疏散宽度相差一倍，又都有道理，不应简单二选一。经过与当地消防和审图部门沟通，取得共识:疏散设计要兼顾极端情况和正常使用两种状态，通过多方案比较测算面积标准较为合理。
（三）通过多方案比较测算使用人数
首先，由设计院出具标准层平面的多种紧凑型办公布置方案，分别测算使用人数，选取人数最多的一种计算出人均面积标准的初值。然后，由消防和审图部门在初值的基础上进行调整，确定计算标准终值。在本案的设计过程中，设计单位提供了 4 种较为紧凑的标准层平面办公布置图，测算出的人均使用面积从 5. 2m2～ 7. 3m2不等，经过与消防部门协商，最后确定疏散人数计算标准为人均 5m2，可以说，这种方法兼顾了规范标准和实际情况，是比较科学的做法。
四、建筑物外立面的防火设计
超高层办公楼的外立面往往采用玻璃幕墙和石材幕墙等立面形式，建筑设计单位要与幕墙设计单位紧密协作，对涉及防火安全的灭火救援窗和窗槛墙防火构造等作周密考虑。随着建筑造型越来越丰富，经常出现平面或竖向不规则的幕墙造型，在本文中，玻璃幕墙就同时存在平面倾斜和竖向倾斜，给层间窗槛墙防火设计带来困难。由于幕墙呈空间不规则形态，如果在楼板处做常规的混凝土或防火玻璃裙墙，则难以与幕墙贴合，经过与幕墙公司协调，最后采用在幕墙玻璃后背衬防火岩棉的做法，高度≥800mm，能够与幕墙同步倾斜，既达到阻断层间火势蔓延的目的，又最大限度地满足了视觉效果要求。
六、窗槛墙防火构造
在超高层建筑的外立面设置灭火救援窗，对消防救援十分有利，国家防火设计规范对此还无明确要求。在本文中，根据消防部门的要求，在商业裙房和超高层办公塔楼的外立面均设置了灭火救援窗，具体如下:
（一）间距控制在 20m以内，每个防火分区要求不少于 2 处。
（二）灭火救援窗窗口宽度≥0. 9m，高度≥1.0m。
（三）灭火救援窗可以是开启扇也可以是固定扇(紧急情况下消防员可以击碎)，窗上应有灭火救援专用标识。
（四）在避难层的灭火救援窗部位，内部空间不能被设备和管道阻挡，以免妨碍消防员通行。
结语：总之，在对超高层办公楼的设计实践中，研究超高层办公楼在建筑防火设计方面的特点，特别是针对超高层建筑中的避难层以及人员疏散以及外立面防火设计等方面进行了简析，以期提高超高层办公楼的防火安全性能。
参考文献
[1]张梅红，赵建平.超高层建筑防火设计问题探讨[J].消防科学与技术，2010，（3）.
关键词：建筑工程；高层建筑；消防设计；对策
中图分类号：TU998.1
文献标识码：B
文章编号：1008-0422（2011）04-0102-02
1引言
消防设计，特别是水消防设计作为建筑给水排水设计的一个重要组成部分，基本上和给排水设计相伴相生。但由于设计人员对消防规范的理解角度不同，设计时的做法也不同，并且各个地区的消防主管部门在理解及执行规范的规定上也有不同的要求。如何把握好这个尺度，是建设单位、设计单位与消防部门之间在设计时常常产生争议的一个焦点。随着经济建设的快速发展，我国城市高层建筑的建设日益增多，并且其建筑高度、建筑面积、内部空间的设计有不断增大的趋势，建筑内部功能日趋复杂，建筑本身火灾危险性相应增加。因此，多层和高层建筑的消防设计极为重要，越来越受到人们的重视，本文对此进行了探讨。
2消防给水系统形式的选择
选择高层建筑消防给水系统的形式，首先应保证消防系统的安全性和可靠性，其次我们应尽量选用经济合理的供水方式。按服务范围分：有独立的消防给水系统和区域集中的消防给水系统。建议尽量采用区域集中的消防给水系统：即邻近高层建筑群共用消防水泵和消防水池，但这往往得不到推广。主要原因是各开发商之间不能很好地协调，这就要求有关主管部门能够牵头，共同解决日常管理及费用问题，使各方面都能够接受。
按建筑高度来分：有分区给水和不分区给水形式。《高层民用建筑设计防火规范》第7.4.6.5条规定：“当消火栓栓口的静水压力不大于1.0 MPa时，采用不分区给水形式，当消火栓栓口的静水压力大于1.0 MPa时，采用分区给水形式”。分区供水方式又包括：并联分区供水方式；串联分区供水方式；减压阀分区供水方式。
1)并联分区供水方式：各个分区自成体系，互不干扰，使系统更加安全可靠，但系统造价高，水泵数量多，维护管理较困难。
2) 串联分区供水方式：各区水泵压力相近或相同，无高压泵，高压管道；但水泵数量多，水泵分散布置，维护管理困难，系统造价高。
3) 减压阀分区供水方式：系统简单，造价低，维护管理方便，建议尽量采用此种供水方式。此种供水方式既经济又安全，但对减压阀的要求较高，应采用可调式减压阀或比例式减压阀，设定阀后压力并保持恒定。此种供水方式只需一套消防水泵，一套水泵接合器，一座高位消防水箱，一套电控设备，可大大降低消防系统造价。
3消防给水系统的超压问题
《高规》第7.5.6条规定：“高层建筑给水系统应采取防超压措施”。消防给水系统的超压是指系统内的水压超过其工作压力限值，造成管道、阀门、配件、附件、器材和设备的损坏，影响消防给水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，应引起注意，并采取防超压措施。
造成消防给水系统超压的原因大致有以下情况：
1)按设计流量选消防水泵，而水泵的流量―扬程曲线较陡直，当消防水泵在小流量运行时会出现超压。小流量运行指火灾初期和消防水泵自检时的情况。此时，灭火设施出水量较小，消火栓的水枪为1~2支，自动喷水灭火系统的喷头数为1~3个。
2)消防水泵从给水管网直接吸水，水泵扬程按给水管网的最低水压计算。水泵运行时如正逢给水管网的最高水压，而给水管网的最低水压与最高水压相差较大时，就会出现超压。
3)消防给水管网按最低位置的室内消火栓静水压力0.80 MPa进行竖向分区，管网未采取完善的减压措施，当消防水泵启动时，管网下部的消火栓会由于动压值大于静压值而出现超压。
4)消防水泵因故障或停电而突然停转，停泵水锤造成超压。
5)消防给水竖向分区采用减压阀分区给水方式，当减压阀因故障而关闭不严或旁通管上自动泄压阀门失控时，会造成下区给水管网的超压。
6)稳压泵低位设置，其吸水管若引自高位水箱，当静水压力大于其工作压力时会出现超压。
7)消防给水竖向分区的上区和下区共用水泵接合器，当防止串压的止回阀不严密时，下区会出现超压。
8)消防车车用消防泵串联运行向水泵接合器供水，造成室内消防给水管网超压。
4 防止消防给水系统超压的措施
1)选用流量―扬程曲线平缓的水泵，其中值得推荐的是：建筑消防特种泵(原名切线泵)，流量―扬程曲线特别平缓，呈恒压状态。
2)采用多台水泵，小流量时小泵运行或单泵运行，大流量时大泵运行或多泵并联运行。
3)消防给水管网竖向分区时，不按最低位置的室内消火栓静水压力0.80 MPa进行分区，适当留有余地；或按0.80 MPa值进行竖向分区，但采取相应的有效的减压措施。4)采用恒压变流量变频调速水泵供水，使水泵供水压力在流量变化时保持恒定。5)消防水泵从给水管网直接吸水时，以给水管网的最高水压对水泵的工作情况进行校核，防止超压。6)对采用减压阀分区的给水方式，当有可能因减压阀故障或旁通管阀门失控而造成超压时，不设旁通管，同时减压阀采用串联设置方式。7)稳压泵低位设置时，其吸水管从消防水池引来可以防止超压。8)水泵出口处设置速闭止回阀等装置，可以有效防止停泵水锤。9)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。10)采取相应泄压和稳压设施，使超压值不致造成损害。泄压和稳压设施有回流管、安全阀、泄压阀、稳压阀、气压罐等。实践证明泄压阀反应灵敏、准确、可靠，可以有效防止因超压而造成的损害。
5如何确定室外消火栓数量
《高规》第7.3.6规定：“室外消火栓的数量应按本规范第7.2.2条规定的室外消火栓用水量经计算确定，每个消火栓的用水量应为10 ~15 L/s”，但是《高规》的《条文说明》是这样解释：“室外消火栓的数量应保证供应建筑物需要的灭火用水量，其中包括室内、室外两部分”，笔者认为《条文说明》的解释超越了《高规》的规定。室外消火栓是室外消防用水取水口，理应按室外管网来考虑。可以想象得到，室外管网供水流量一旦确定，即使设置再多的室外消火栓，其室外消火栓所能取到的水量的总和也就是室外管网供水总量。当设计把室内消防用水储存在室内消防水池时，室外管网一般就按室外消防用水量来确定，因此室外消火栓的数量应按室外消防用水量经计算来确定，但是《高规》第7.4.5.3规定“水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消火栓或消防水池的距离宜为15 m~40 m”。从这个规定可以看出，水泵接合器的15 m~40 m范围内在一般情况下要设置室外消火栓。
建筑消防安全是重要的，建筑消防的目的就是以最可靠、最经济的方式，去抑制、扑灭随时发生的建筑火灾，在满足建筑使用功能的同时确保人民生命、财产的安全。在现代建筑日新月异的今天，如何做好建筑消防设计，是每一个设计人员值得重视的问题。
6如何确定消防水池容积
消防水池是储存消防灭火用水的构筑物，容积的确定关系着灭火的安全性。《高规》第7.3.2条规定:“市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量；市政给水管道为枝状或只有一条进水(二类居住建筑除外)，只要符合上述条件之一时均应设置消防水池”。《高规》第7.3.3条对水池的容积作了规定:“当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求;当室外给水管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容积应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和”的要求。一些地方针对这两条规定，却有不同的设计方法。
在某些地区，室内及室外消防用水量均储存在消防水池中，原因是市政自来水管网无法保证市政供水的安全性，这显然会增大消防水池的容积。
大部分做法是当室外给水管网能保证室外消防用水时，消防水池只满足室内消防用水量。一般做法为:从市政引两根进水管构成室外环状供水，以保证室外供水的安全性，消防水池设在地下室，只考虑室内消防用水量，但不允许考虑火灾时水池的补水量(规范没有作明确规定)。故笔者认为这种做法不妥，这样导致一幢高层公共建筑地下室一般都储存了四、五百吨的消防用水，一般占地均有二百多平方米。笔者认为这种做法很不经济，仅工程造价就增加几十万元;同时增大管理的难度，如要清洗，定期换水等，又造成水资源的浪费;如果消防用水和生活用水合建水池，那必然会造成生活二次供水的水质污染。
7如何设计自动喷水灭火系统
7.1自动喷水灭火系统的气压供水设备
有些建筑设置了自动喷水灭火系统，但由于种种原因，未设置屋顶高位水箱。根据《自动喷水灭火系统设计规范》10.3.2条规定，这种情况，系统应设气压给水设备。气压给水设备的有效水容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定。该条是新修订的强制性条文，必须执行，设计时应予注意。
7.2水喷雾系统保护面积确定
水喷雾灭火系统过去多用于电力、石油化工、船舶等行业。水喷雾灭火系统较气体灭火系统投资省、运行费用低、安全性高，这种系统在建筑中的应用越来越多。《水喷雾灭火系统设计规范》对燃油、燃气锅炉房和自备发电机房的保护面积确定没有明确条文，因此，设计者在设计中无章可循，有的按设备的外表面积确定保护面积，有的按机房的使用面积确定保护面积。但是，保护面积的确定直接影响喷头的布置、灭火系统设计水量的确定和控火、灭火的效果。
笔者认为，如何选择恰当的保护面积，要从两方面考虑达到目的并且尽可能节约安装和运行成本。水喷雾灭火系统的功能是监控锅炉、发电机房，及时扑灭火源，防止火灾的发生和蔓延。而燃气锅炉房的火源为炉体重点为燃烧器和锅炉排烟管的防爆膜片油箱和输油管。发电机房的火源为发电机本体、油箱和输油管。水喷雾灭火系统是一种局部灭火系统，应使有效喷水强度的水雾直接喷射复盖火源，以达到控火、灭火的目的。所以，燃油、燃气锅炉房和发电机房的保护面积按设备的外表面面积确定比较合理。
7.3水喷雾系统供水量
对于设有两个或多个水喷雾灭火系统的高层民用建筑可取最大一个水喷雾灭火系统的设计流量作为水喷雾灭火系统的供水量。高层民用建筑内设有自动喷水灭火系统，因燃油、燃气锅炉房和发电机房的隔墙都符合防火墙耐火等级，门均为防火门，故可视为两种灭火系统不需同时开启，水量不须叠加，取大者即可。如水喷雾灭水系统总水量与自动喷水灭火系统用水量基本相等时，二者可合用一组消防泵如有水压差可设减压装置，以减少泵台数，节省投资。如两系统总水量相差太大，则应各自分开设水泵。
参考文献：
[1]GB 50045-95.高层民用建筑设计防火规范[S].