关键词：超高层，给水设计，消防设计
Abstract: with the construction of high-grade, high, and the commercial, construction drainage design is becoming more and more important. How to reasonably and drainage and fire fighting system design of high-rise building system daily operation of the economy and when fire safety and reliability are of great significance. Based on the engineering example, talk about in the tall building water supply and fire control design of the experience.
Keywords: tall, water supply design, fire protection design
中图分类号：TU991 文献标识码：A文章编号：
随着经济的飞速发展，建筑行业、房地产业也进入的黄金时代，各种高层、超高层建筑不断涌现，各种新、奇、特的地标性建筑不断建成，人类在一次次刷新世界最高建筑的记录。提到这些高层建筑，我们就不得不提到消防设施系统，由于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,因其对扑灭初期火灾的成功率高而得到广泛应用。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,也是建筑物中一项必不可少的建筑安装工程。
1、 工程概况
某项目集商业、办公、公寓、办公为一体的超高层综合商业体，由A、B、C三栋塔楼、四层商业裙房、三层地下车库组成，建筑面积约2.5万平方米。其生活及消防水泵房设于地下三层。
2、给水设计
2.1 室外给水设计
本项目最高日用水量约2800m³/天。水源为市政自来水供水管网两路供水，并于室外成DN250环状布置，环网上每隔100米左右设室外消火栓。市政供水管道的供水压力为0.20MPa。
2.2 室内给水设计
对于超高层的建筑物，如何合理的对给水系统进行分区，在满足使用要求的大前提下，更好的节约能源，方便管理是设计的重点。本工程根据商业裙楼及各栋塔楼的用水要求和用水特点，在竖向上分区供水，而各分区又根据各栋特点采用不同的给水方式。具体的给水系统分区如下：
一区：车库部分及地上一层：市政管网供水。
二区：商业二层~四层：商业给水变频泵组供水。
三区及以上：
办公区（A栋5层～45层，B栋6层～19层）
A栋（办公）：
5层～15层：由设在19层的办公生活转输水箱供水。
16层～31层：由设在屋顶的办公生活水箱减压后供水。
32层～43层：由设在屋顶的办公生活水箱供水。
44层～45层：由设在屋顶的办公生活水箱经加压后供水
B栋（办公）：
6层～13层：由A栋19层的办公生活转输水箱供水。
14层～19层：由A栋屋顶的办公生活水箱减压后供水。
办公生活转输水箱的供水由地下3层的办公生活转输泵组供给。
公寓区（B栋20层～49层，C栋5层～46层）
公寓1区：C栋6层～16层，由公寓1区变频泵组供水。
公寓2区：C栋17层～26层，由公寓2区变频泵组供水。
公寓3区：C栋27层～36层及B栋20层～30层，由公寓3区变频泵组供水。
公寓4区：C栋37层～46层及B栋31～40层，由公寓4区变频泵组供水。
公寓5区：B栋41～49层，由设在19层的公寓生活转输水箱经加压后供水。
公寓生活转输水箱的供水由地下3层的公寓生活转输泵组供给。
各个分区的供水点压力，办公超过0.45Mpa/公寓超过0.35MPa时在给水支管上设减压阀。生活用水在水箱或水泵出水供水主管上采用紫外线杀菌仪进行消毒。
本工程最高日用水量约为2800m3/d， 地下三层生活水池容积为500 m3，分为2个；避难层的生活转输水箱为2个，容积均为18m3；系统图如图1所示：
图1 生活给水系统图
3 消防给水设计
合理的选择消防水灭火系统，是超高层建筑消防水设计的关键。什么地方需要什么样的灭火系统，对于火灾时的扑救起着至关重要的作用。本工程除了常见的消火栓系统和湿式自动喷水灭火系统以及气体灭火系统（气体灭火系统本文不再赘述）外，在中庭位置还设置了自动跟踪定位射流灭火装置（消防水炮）。
本工程的消防水量如下：室外消火栓30L/s，火灾延续时间3h；室内消火栓40L/s，火灾延续时间3h；自动喷水系统40L/s，火灾延续时间1h。地下三层消防水池储存消防延续时间内，室内消火栓用水量和自动喷水灭火用水量，共计576m³，分成2格。
3.1 消火栓系统设计
本工程的室内消火栓系统分为四个区:
一区：地下3层～地上4层；
二区：A栋5层～19层；B栋5层～20层；C栋5层～17层。
三区：A栋 20层-34层；B栋 21层～35层；C栋 18层～32层。
四区：A栋 35层-45层；B栋 36层～49层；C栋 33层～45层。
消防水池设消火栓低区提升泵，提升消防水至A栋19层消防转输水箱，然后由本层的消火栓高区给水泵（双出口，2台）加压。高压出水口成环后供给四区消火栓，三区消火栓由三四区之间的减压阀减压后供给。消火栓高区给水泵低压出水口成环后供给二区消火栓，一区消火栓由一二区之间的减压阀减压后供给。当消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，采用减压稳压消火栓。
屋顶设18m³消防水箱一座，另设置消火栓系统增压装置一套，以满足最不利点消火栓静压要求。A栋19层设消防转输水箱1座，容积为96m³。系统图如图2所示：
图2 室内消火栓系统原理图
3.2 自动喷水灭火系统
自动喷水灭火系统对于扑灭建筑火灾的重要性和有效性，已经得到了广泛的认可。根据规范要求，建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。本工程的地下室，办公区，均设置了自动喷水灭火系统。地下汽车库业按中危II设计，办公区及公寓均按中危I设计。
本工程的自动喷水灭火系统共分3个区
一区：地下3层~地上4层，报警阀设在地下1层；
二区：A栋 5层~22层，报警阀设在19层；
B栋 5层~20层，报警阀设在20层；
C栋 5层~17层，报警阀设在17层。
三区：A栋23层-45层，报警阀设在34层；
B栋21层~49层，报警阀设在35层；
C栋18层~46层，报警阀设在32层。
消防水池设自喷系统低区提升泵，提升消防水至A栋19层消防转输水箱，然后由本层的自喷系统高区给水泵（双出口，2台）加压。高压出水口成环后供给三区和B、C栋二区的报警阀，保证阀前压力不大于1.20MPa。低压出水口成环后供给A栋二区的报警阀。消防转输水箱经减压阀减压后供给地下1层的一区报警阀。转输水箱出水管2条，保证报警阀前环状供水。A栋屋顶设18m³消防水箱一座，另设置自喷系统稳压装置一套，以满足最不利点喷头水压要求。系统图如图3所示：
图3 自动喷水灭火系统原理图
3.3自动跟踪定位射流灭火装置（消防水炮）
本项目室内净空高度超过12m的部位采用自动跟踪定位射流灭火装置（消防水炮），设计流量为10L/s，火灾延续时间时间为1h，喷头水压不少于0.6MPa。本系统供水由A栋二区的报警阀供给，位于19层。消防水泵和自喷系统合用。
4 结语
关键词：超高层、消防系统、喷淋、设计
Abstract: in the tall building project construction, fire fighting design in meet the standard and use requirement at the same time, still be combined with engineering practice consider the rationality of the design, and the intelligent building, environmental protection, energy saving technology in the design process of application. In this paper, the top-constant day off-gauge international building fire system, automatic spraying system design of and characteristics, and provide the reference for colleague.
Keywords: tall, fire control system, spray, design
中图分类号：TU998.1 文献标识码：A文章编号：
1.工程概况
恒天国际大厦，位于珠海市吉大核心区九洲大道上。本工程按一类高层办公楼（＞100m）进行消防给水设计。建筑高度180米，地上：37层，地下：3层车库，其中1层到4层为商业、物业管理用房。5层到37层为办公，其中12、28层为避难层，-3层为战时人防地下室，-3、-2层为双层机械式停车库。
2.消防水源及消防用水量
2.1 消防水源：室外消防系统及生活给水水源均采用市政给水。本工程从周边吉石路及九州大道上各引一路给水管,引入管管径DN250。在红线范围内形成环状供水管网，供室外消火栓用水。
2.2 消防用水量：
消防用水量标准及一次灭火用水量 表 1
序
号 消防系统名称 消防用水量标准 火灾延续时间 一次灭火用水量 备注
① 室内消火栓系统 40L/s 3h 432 m³ 由消防水池供
② 地下车库、裙房商铺自喷系统 28L/s 1h 108 m³ 由消防水池供
5-37F办公楼层自喷系统 21L/s
③ 大空间智能型主动喷水灭火系统 10L/s 1h 36 m³ 由消防水池供
④ 室外消火栓系统 30L/s 3h 324 m³ 由城市管网供
消防水池储水量 ①+②+③ 576 m³ 消防水池设于屋顶
消防用水总量 ①+②+③+④ 900 m³ 一次灭火用水量
3.室外消防给水工程设计
3.1 室外采用生活用水与消防用水合用管道系统。共设有5套室外地下式消火栓，其间距不超过120m，距道路边不大于2.0m，距建筑物外墙不小于5.0m。
3.2 室外消防采用低压制给水系统，由城市自来水直接供水，发生火灾时，由消防车从室外消火栓取水加压进行灭火或经消防水泵接合器供室内消防灭火。
4.室内消防工程设计
4.1 本工程按一类高层办公楼（＞100米）进行消防给水设计。自动喷水灭火系统，以车库和商业楼层为标准按中危险级Ⅱ级进行设计。
4.2 消防水源及消防用水量：消防水源为本建筑内屋顶层的消防贮水池。屋顶层设有有效容积为V=600m³ 消防贮水池一座，满足一次灭火用水量要求。
4.3 消防用水量标准及一次灭火用水量，详见本说明书表1。
4.4消防水池储水合理利用：消防用水量合计576m³，在600m³消防水池内含空调系统冷却水补水储水量26m³，利用空调冷却水补水，对消防储水合理利用和更换，设置保证消防用水量的技术措施。
4.5室内消火栓灭火系统消防分区为：一区，-3F~5F；二区，5F~17F；三区，18F~31F；四区，32F~屋顶层；一~三区： -3F~31F为常高压消防系统；四区：32F~屋顶层为临时高压消防系统。
4.6 -3F~31F为常高压消防系统，消防、自动喷淋系统由屋顶消防水池各引下两根DN150主干管，满足区域内各消防系统灭火要求。主干管设置减压阀组进行减压； 32F~37F为临时高压消防系统，在屋顶消防水泵房内设加压泵一组。两台，一用一备。水泵运行情况应显示于消防中心和水泵房的控制盘上。
4.7 建筑物内各层均设消火栓进行保护。其布置保证室内任何一处均有2股水柱同时到达。灭火水枪的充实水柱为13m。
4.8 消火栓选用SG16D65Z-J型铝合金薄型单栓带灭火器箱组合式消防柜，尺寸1800X700X160mm，结构专业配合预留剪力墙消火栓孔洞。32F~屋顶层消火栓设置消防按钮，启泵按钮应设有保护按钮的设施；-3F~31F不设消防按钮。
4.9 本工程试验消火栓箱参照04S202-16。各分区内普通消火栓采用单阀单出口SN65型，压力大于0.50MPa消火栓采用旋转型减压稳压消火栓SNZW65-Ⅲ-H型。系统横干管起点阀门为信号阀，反映至消防控制室，各阀门应有明显启闭标志。
4.10 水泵接合器位于小区室外，一区设置水泵接合器三具；二区、三、四区合用水泵结合器三具，在-1F设置消防水泵接合器加压泵组，一用一备，对接合器进水接力增压。水泵接合器型号：SQS100-E。
5.自动喷水灭火系统
5.1采用湿式自动喷水灭火系统。保护范围：地下车库，裙房商业，办公楼层等规范规定需配置的场所。
5.2 设计参数：以车库为准按中危险Ⅱ级设计。系统设计用水量按车库28L/s计，设计取30L/s。喷水强度：地下停车库-1~-3层和商铺1~4层按中危险级Ⅱ级设计，喷水强度8L/min.㎡，作用面积：160㎡；持续喷水时间：1h；最不利点喷洒头工作压力0.05MPa。
5.3 喷淋分区为：一区，-3F~6F；二区，7F~21F；三区，22F~31F；四区，32F~屋顶层；消防水池位于屋顶，-3F~31F为常高压消防系统，32F~屋顶层为临时高压消防系统。各防护分区内采用环状管网供水。
5.4 -3F~31F为常高压消防系统，自动喷淋系统由屋顶消防水池引下两根DN150主干管，满足区域内各喷系统灭火要求。主干管根据各区进水压力情况设置减压阀组进行减压。阀后压力大于0.5MPa，设置减压孔板减压。32F~37F为临时高压消防系统，在屋顶消防水泵房内设室内喷淋加压泵一组。两台，一用一备。水泵运行情况应显示于消防中心和水泵房的控制盘上。
本工程为精装修高档住宅，每户均配有冷热水、中水。给水系统的特点是采用变频调速水泵分区、分质供水。卫生间排水采用同层排水系统。由于周边的建筑物多、平面布置也各不相同，而且地下为三层汽车库。这就要求我们在设计时必须综合考虑建筑单体及与总体的协调。系统设计得复杂或是分栋设计会造成管理不便，投资增大。因此决定整个小区消防为一个系统，消防泵房设在公建地下车库内；给水系统住宅与公建分开单独设计，一期住宅设集中生活泵房并预留二期生活水池的位置。
2、给水设计
2.1分质供水
生活用水与中水分别接自城市不同的给水管网。中水主要考虑居住型公寓每户的冲厕用水及地下车库冲洗地面所使用的水，水源接自市政中水管网并在小区形成环状管网。分质供水从系统上划清了供水界限，将不同的用水设备在使用过程中可能引起的水质污染降到最低；也充分体现了水的优质优用，低质低用的原则。
2.2用水量
一期住宅共687户，每户人数按3.5人
（1）计用水量标准为120 L/日•人。最高日用水量：Qd=288m3/d；最高时用水量：Qh=27.6 m3/h。
（2）水中用水量标准为40 L/日•人，最高日用水量：Qd=96.18m3/d，最高时用水量Qh=9.2 m3/h。
2.3供水方式
选择合理的给水方式是高层建筑生活给水系统设计的关键，它直接关系到生活给水系统的使用效果和工程造价。对于高层建筑，城市给水管网的水压一般不能满足高区部分生活用水的要求，高区部分生活用水由水泵加压供给。初步设计前期去当地自来水公司咨询，当地自来水公司要求设计采用变频调速水泵直接供水。因此，根据《建筑给水排水设计规范》规定及职能部门的要求，居住型公寓均采用变频调速水泵直接供水。
2.3.1生活给水系统的分区
《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）第3.3.5条规定：“高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向应符合1.各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45 MPa；特殊情况下不宜大于0.55MPa；2.水压大于0.35 MPa的入户管（或配水横管），宜设减压或调压设施；3.各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。”
2.3.2中水给水系统的分区
市政中水给水压力为0.25~0.35 MPa。中水给水系统分四个区：五层及以下由市政给水管网直接供给；6~14层为低区；15~23层为中区；24~32层为高区。高中低区各设一组变频调速水泵直接供水。
2.3.3分区压力的控制
分区压力的控制是根据变频泵的扬程，既能保证最小供水压力，又不大于用水设备的承受能力来确定的。高层住宅的最小压力是指每个分区最高层进户管的供水压力。根据《住宅设计规范》GB50096-1999（2003版）和《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）的规定，本次设计最小给水静压力按10 m计算，最大限度满足了住户对水压的使用要求。
2.4热水设计
每户设容积式燃气热水器。为确保热水管网内的温度均匀，在每户的阳台设一组热水回水泵机械循环，满足用户对热水的使用要求。
3、排水设计
室内污废水合流，设置专用通气管。专用通气管与污水管间用H型通气配件连接。本次居住型公寓卫生间排水采用同层排水系统。做法是将卫生间底板降低300 mm，排水支管不穿楼板，与卫生器具同层敷设并接入排水立管。排水管安装后需做闭水试验和通水试验，经检验合格后，再对降板部分用填充物现场填实覆盖，最后铺设面层。采用同层排水的好处是排水管道不用穿越楼板，减小了渗漏机率；而且同层排水不会干扰下层住户，排水噪声小，成为完全独立的卫生空间。
4、消防设计
本工程消防水池一、二期合用，水池、消防泵设在一期公建地下车库内。
4.1消火栓系统
4.1.1用水量
室内消防水量：15 L/s；室外消防水量：20 L/s。
4.1.2消火栓给水系统
室内消火栓系统由消防专用贮水池消防泵环状干管各栋塔楼的消防环状管网组成。居住型公寓消火栓系统分二个区：十五层以下（含地下车库）为低区，十六层以上为高区。每个分区在消防泵房内各设2台加压水泵，室内消防加压管道成环状布置。在室外设水泵接合器分别与各分区消防环管相连，以便消防车利用室外消火栓取水直接救援。屋顶消防水箱设在酒店式公寓屋顶并保存10 min消防水量。
4.1.3消火栓布置
按《高层民用建筑设计防火规范》第7.4.2.条规定，在居住型公寓每层每单元设消火栓2只以确保消防安全。
地下车库按《汽车库、修车库、停车库设计防火规范》GB50067-97，每层设若干套消火栓。当消火栓栓口出水压力超过0.5 MPa时，设置减压稳压型消火栓。
4.2自动喷水灭火系统
4.2.1用水量
居住型公寓为轻危险级。按天津市消防局意见：在每层公用部位设自动喷水灭火系统。喷水强度为4 L/min•m2作用面积为160 m2。地下车库为中危险级,喷水强度为8 L/min•m2，作用面积为160 m2。室内喷淋水量：30 L/s。
4.2.2喷淋给水系统
根据《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001第6.2.3.条规定“一个报警阀组控制的喷头数应符合湿式系统、预作用系统不宜超过800只”；第6.2.4.条规定“每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50 m。”；第8.0.1.条规定“配水管道的工作压力不应大于1.20 MPa,并不应设置其它用水设施。”根据建筑高度和每个报警阀控制的喷头数以及系统管网内的工作压力原则进行竖向和水平分区。居住型公寓喷淋系统竖向分二个区：十五层以下为低区；十六层以上为高区。地下车库内喷淋系统为低区。汽车坡道入口处、露天采光天井、采光带附近的喷头采用易熔金属型(72℃),其它喷头采用玻璃球型(68℃)。每套居住型公寓每单元按竖向分区各设一组湿式报警阀；地下车库一期为低区共需设湿式报警阀5组。每个防火分区、每个楼层均设置水流指示器。在消防泵房内设2台高区喷淋加压水泵；2台低区喷淋加压水泵。在室外设水泵接合器分别与高低区喷淋环管相连。
4.3灭火器配置
根据《建筑灭火器配置设计规范》在建筑物内配置灭火器。居住型公寓的配电房按带电火灾，其余按A类火灾，为轻危险级；地下车库参照中危险级A类火灾考虑。
5、生活水泵房设计
在地下车库泵房内设两座60 m3生活水池（生活水泵房设在地下车库B2层）。水泵房内共设生活泵3组（每组3台，二用一备），供应基地内5栋居住型公寓楼生活用水。为充分利用地下车库，保证停车位的最大化，设计了多种方案进行反复比较，并征得了甲方的同意，采用了不锈钢潜水给水泵。设计时将不锈钢潜水给水泵直接放入生活水池内，减少了泵房占地，增加出3个车位。虽然前期投资相对普通给水泵有所增加，但综合经济比较及甲方以前的使用经验采用不锈钢潜水给水泵具有安全、高效、省电、无噪声、少维护等优点，而且多出的车位也能更好的满足用户的要求。
高层住宅建筑给排水设计不仅要满足设计规范，而且要求设计者在满足甲方的要求同时还要符合当地职能部门设计规定；更要对用户的需求充分了解，真正做到以人为本，在设备选择与空间布置上更好地满足人们对居住环境的要求。
参考文献：
1《住宅设计规范》
关键词:超高层建筑；给水排水设计；安全；设计
引言
超高层建筑是我国城市现代化建设的集中表现形式之一，也是建筑行业施工技术进步的具体体现。通常情况下，超高层建筑由地下车库、人防工程、商业区、办公区、住宅区以及酒店等多种功能组成，建筑高度超过100m，并在40层以上。超高层建筑的高度超限，给水排水系统纵向有别于普通的高层建筑，所以要求设计人员熟悉各个系统的优缺点，并针对不同的建筑，采用相对科学的设计方案。
1生活给水系统
1.1市政直接供水系统
《城镇给水排水技术规范》（GB50788-1012）规定，城镇给水系统应满足用户用水的水压要求，且建筑给水系统应充分利用市政给水压力。因此，应根据建设单位提供的当地市政自来水24h水压报告的最低供水压力确定市政供水楼层，必要时可考虑建筑裙房建筑功能，以利于系统的简化。比如某超高层项目，裙房1~3层为商业区域，塔楼4~16层为酒店，17层以上为办公区域，市政供水压力扣除水表、倒流防止器及沿程水头损失后，能供至4层。也可预防将来城市发展后，用水量增加可能导致市政供水压力下降，市政供水可以至供至3层。
1.2二次供水
二次供水一般有两种方法，即为变频加压供水以及重力供水。超高层建筑由于竖向高于普通的高层建筑，其二次供水系统要综合各种因素考虑，包括建筑供水设备的性能、供水管材的承压情况，还应考虑到系统合理、供水安全可靠以及节能。因而，超高层建筑的二次供水系统往往采用变频加压与高位生活水箱重力供水相结合的供水方式。例如，100m以下的楼层采用变频供水系统，100m以上的楼层采用地下设备房工频泵+塔楼避难层或设备层的高位水箱供水。下一级的高位水箱作为上一级系统的转输水箱和下一级系统的供水水箱。这样划分系统的好处是，充分利用变频供水系统的楼层，同时，保证这部分系统的承压不至过高。工频泵加高位水箱供水系统只需干管采用高承压的管材，其他管材为普通压力的管材，节省工程造价，同时保证系统的安全可靠。为了防止二次污染，可在储水箱内设消毒器。
1.3噪声控制
水泵的运行一般会产生极大的噪声，超高层建筑要想做好噪声控制，一般采用两种方式。首先，将水泵的启动频率降低，这就需要做好传输水箱的容积设计。通常情况下，会采取最高上限的容积设计，使得水泵的运行噪声得到有效的控制。其次，将传统的工频泵传输水泵转变为管中泵，这种传输水泵可以直接放到传输水箱内，使得传输水箱的运行噪声得到控制。但是这种传输泵会对传输水箱产生一定的污染，因此，设计时要考虑消毒设备，保证用水水质，并能够在使用的过程中，定期对传输水箱进行清洗。
1.4室外给水系统
在超高层建筑中，室外绿化给水系统设计同样十分重要。在国家提出生态建设的背景下，超高层建筑室外绿化给水系统通常会采用绿色环保的雨水回收使用系统。在降雨的过程中，地表雨水的水质已经受到了极大的污染，不符合雨水回收利用标准，因此，多会对屋面雨水进行回收利用。当然屋面雨水也不能保障其水质百分之百干净、优良，因此，会采用生物处理方法及沉沙处理方法，对其水质进行处理，最后达到室外绿化给水的要求。
2消防给水系统
超高层建筑中的消防给水系统设计同样十分重要。由于超高层建筑的特殊性，其一旦发生严重的火灾，消防工作的难度非常的大，因此消防给水系统的科学化建立就显得极为关键。通常情况下，超高层建筑在构建消防给水系统时，会通过市政给水建设，引用两条及两条以上的给水管，在建筑工程项目中的场地内部形成一个系统的给水环网[1]，保障其室外消防用水量。超高层综合楼的室内消防给水系统的建立一般有采用三种方式，分为并联、串联以及重力给水。
2.1并联消防给水系统
在超高层建筑中设置一套消防水泵称之为并联消防给水系统。这种消防给水系统在超高层建筑的高低区需要设置减压阀组，从而实现不同分区的消防供水。结合《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974—2014）对系统分区压力的要求，当系统工作压力不大于2.4MPa且能满足消防车的供水高度时可以采用并联消防给水系统。并联消防给水系统设备集中设置于底层，节省避难层面积，同时减少噪声的影响，但是水泵的扬程和管道的承压能力较高。
2.2串联消防给水系统
串联消防给水系统是指在超高层建筑的不同分区中，设置独立的消防水泵，利用上下级的控制水泵措施，使得水泵向超高层建筑的管网供水。当系统工作压力不大于2.4MPa时，宜采用串联消防给水系统。这种消防给水系统较为复杂，工作程序较多，但是其供水压力低，可以保障管网的安全，降低发电机组的压力，使得超高层建筑对设备的投资成本降低。
2.3重力供水系统
重力供水系统是指将消防水池设置在超高层综合楼的楼顶，可以有效避免因为火灾发生造成机械故障、延迟消防救援时间的发生。这种消防给水系统的安全性最高，但是其对超高层综合楼的荷载要求随之增高。因此，这种方式一般适用于250m以上的超高层建筑。
3污水系统
污水系统是超高层建筑不可避免的排水系统。超高层建筑在排出污水的过程中，从高处往地下降落时会对超高层建筑的污水排水管道造成极大的影响。因此，超高层建筑在设计污水排水系统时，要重视污水排水管道的质量，选择一些承压性能佳的金属管道材料，并且要控制管道线路的建设质量，增加一些减缓冲击压力的设备装置，降低超高层建筑底下层数污水排水管的管内流速，减缓污水冲击对管道造成的压力。
4雨水系统
雨水系统设计的安全性对超高层建筑的影响极大。一旦发生大面积的降雨时，而超高层建筑的雨水排水系统的设计考虑得不充分，就很容易造成雨水堆积、渗漏等现象，对超高层建筑的负面影响极大。因此，要重视雨水排水系统的设计，必须采用高质量、耐腐蚀的排水管材。通常情况下，雨水排水系统采用重力设计方法，这种方法虽然加速了雨水的排水流量，但是一旦出现特大降雨天气，降雨量远远超过雨水排水系统的设计排水能力，雨水排水管道的压力就会增大、破裂。因此，要调查当地的降水情况，选择高质量、耐腐蚀的金属管材，从而提高雨水系统的设计质量。
5结论
社会各行业领域对超高层建筑给水排水系统设计的要求不断提高，因此，应积极对超高层生活给水系统、消防给水系统以及污水系统、雨水系统的设计进行分析，总结具有针对性的设计要点，从而提高超高层建筑的给水排水系统的设计质量。
参考文献:
【关键词】超高层建筑；供配电；电线电缆；照明；防雷与接地；火灾自动报警及控制系统
概述：
最近几年，随着经济的发展和新技术、新材料的不断应用，各地超高层建筑不断涌现，超高层建筑一般都建设在城市的生活和经济中心，由于超高层建筑的楼层多，建筑高度高，对供电的可靠性以及消防等的要求也与普通的高层建筑不同，设计的复杂性也增加了很多。本文将结合设计规范谈谈超高层电气设计中的一点看法。
1、供配电系统
1.1 负荷等级
按现行的国家规范要求，超高层建筑中的消防用电设备如消防水泵、消防电梯、防排烟风机、消控中心、应急照明和疏散指示灯等和安防系统用电、电子信息设备机房用电均应按一级负荷中的特别重要负荷要求供电；客梯电力，排污水泵，电话机房和保安，航空障碍灯等用电设备均应按一级负荷的要求供电。
1.2 供电电源
超高层建筑的正常电源数量不应少于二个，且要求二个电源应为不同路由的电源线路，以保证一个电源发生故障时，另一个电源不致同时受到损坏。电源的电压等级一般为10KV，当然负荷容量大的可以为35KV。超高层建筑应设柴油发电机作为应急电源或者备用电源，一般低于200米的超高层建筑宜采用低压柴油发电机。
1.3变配电所的设置
变配电所应尽量靠近负荷中心，主变配电所宜设置在地下一层、首层或设置单独的变配电所。根据《全国民用建筑工程设计技术措施电气》，低压线路的供电半径一般不宜超过250 m， 当供电容量超过500 kW， 供电距离超过250m 时宜考虑增设变配电所。如果建筑高度超过200 m， 再加上50米平面距离， 建筑上部的供电半径一般会超过250 m， 电压降有可能超过规定值， 供电质量将下降， 电能损耗加大， 肯定会影响电梯等设备的运行。因此建筑高度超过200m 的超高层建筑，，宜设置分变配电所。分变配电所要结合避难层和技术层设置，考虑到防噪声及位于负荷中心等因素，分变配电所一般位于顶层设备层，高、低压配电柜出线方式宜为上进上出，考虑变压器的垂直运输通道以及设备对楼板荷重的影响，单台变压器的容量不宜超过630KVA。变压器运输可考虑通过货梯井道吊装。变配电所附近设置柴油发电机组，分变配电所附近考虑EPS或者容量不超过200KW柴油发电机。
1.4低压配电系统
低压配电系统采用三级配电方式，即总配电（变配电所）、区域配电（配电间）、终端配电。三级配电系统相互之间保护开关要求具有选择性。低压系统一般采用单母线分段+一段应急母线的形式，即二路市电为分段的母线供电，中间设联络开关，设置一段应急母线，为应急负荷及备用负荷供电。
2、电线电缆选择
2.1在超高层建筑中消防设备线路选用矿物绝缘的防火电缆，避免因供电线路的损坏而影响消防设备的正常功能。对于一般的动力设备和普通照明回路，为防止火灾时因电缆的绝缘及护套层的着火延燃而造成更大的人员和财产损失，在超高层建筑中应选用阻燃型的电缆和电线。
2.2连接用矿物绝缘防火电缆的配电箱的防护等级不宜低于IP55。
2.3超高层建筑高压宜设置单独的竖井，如与低压电井共用，电井面积要加大。低压电井内由于电缆数量较多，可分设普通桥架和应急桥架。
2.4超高层建筑物中的电缆竖井，宜按避难层上下错位设置。
3、照明设计
3.1民用建筑电气设计规范要求超高层必须设置航空障碍灯。其设置的原则是自顶部最高处开始，以屋面外侧墙转角处为第一圈，自上到下的水平及垂直间距均小于45米间隔设置。对标志灯的光效、频闪配置要求是距地面60米以下为低光强红色恒光灯，90～150米范围内为中光强红色恒光灯（亮度≥1600cd），150米以上为高光强白色同步频闪灯（频率为20次/分），建筑物超过100米以上部分还应相距最高点每隔30米再装设一组中光强红色恒光灯。
3.2应急照明的持续供电时间应满足消防要求，超高层建筑的避难疏散区域的最小持续供电时间t≥60分钟，消防工作区域的最小持续供电时间t≥180分钟.
4、防雷与接地
4.1超高层建筑按不低于第二类防雷建筑物设防。一般采用法拉第笼式保护，屋面设置避雷带结合避雷针的联合保护方式。
4.2超高层建筑一般采用基础联合接地，接地电阻小于l Q。
4.3超高层建筑电子信息系统防雷击电磁脉冲防护等级应采用三级浪涌保护。
5、火灾自动报警及控制系统
5.1根据规范《火灾自动报警系统设计规范》GB50016-98的有关要求，超高层建筑应按特级保护对象设置火灾自动报警系统，保护对象分级为特级，除游泳池、溜冰场、卫生间外，均应设置火灾自动报警系统。火灾自动报警系统采用控制中心报警系统方式。
5.2超高层建筑的探测器应选用自带地址码的智能型，一般是平顶、层高小于6米的楼层平面，感烟探测器可以按R≤5.8米、感温探测器可以按R≤3.6米在整体上合理布局，消除死角。
5.3超高层建筑除按国家规范的一类高层建筑标准设置消防广播、手动报警按钮、消防报警电话外，各避难层应设独立的消防广播，且能接收消防控制中心的有线和无线两种广播信号。
5.4超高层建筑各层的消防疏散楼梯口部和消防电梯前室内宜设置带光闪烁的楼层火警指示灯。
5.5超高层建筑的各避难层与消防控制中心之间应设置独立的有线和无线呼救通信。
5.6超高层建筑应设置防火剩余电流动作报警系统。
6、其他系统
6.1超高层建筑宜设置建筑设备管理系统，满足不同区域的管理要求，已利于管理和节能。
6.2视频监控系统宜采用专用有线传输方式，要考虑信号衰减及电压降。
6.3综合布线系统的电缆、光缆选用阻燃等级，低烟无卤级别产品。
结束语：超高层建筑高度高，人员密集，对供电的可靠性以及消防等的要求必须安全可靠，对高低压配电系统应能灵活控制，如过渡季节能根据负荷的变化适当减少变压器的运行，以达到节能的目的。火灾自动报警系统利用消防控制设备进行可靠的控制，满足在不同的区域发生火灾时都能准确启动相应的消防设备，以便于人员疏散、逃生，减少损失。
参考文献：
[1]《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98
[2]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）
关键词：超高层住宅；消防设计 ；避难层设计
Abstract: this paper in suzhou China super-tall residential project as an example, through to the design problem of super-tall residential fire research and discussed in super-tall residential project after a reference to the design of.
Keywords: super-tall residential; Fire fighting design; BiNanCeng design
中图分类号：TU998.1文献标识码：A 文章编号：
随着建筑技术的发展和建设规模的不断扩大，城市用地日益紧张，超高层住宅近年来在我国逐渐出现，但总量还不多，在建筑安全措施方面尚缺乏实践经验。消防系统的设计，与人民的生命和财产安全直接相关，若考虑不周，必会产生严重的后果，因此消防设计在高层建筑设计中显得尤为重要，下面以一工程实例通过建筑、设备等方面进行综合研究。
一、项目概况：
该超高层住宅项目位于苏州中海国际社区233-2地块，主体为剪力墙结构，会所、配套公建、商业和地库均为框架结构。地库地下二层主要为机动车停车库，地库柱网为8100X8100。高层住宅主体的剪力墙全部落至地下，主体下为非机动车库。会所主体下为游泳池及其配套设施。整个地块的地下部份的结构底板、楼板均连为一体。地下机动车库部分战时为甲类常6级核6级的人防工程。地库地下一层层高为4.0m，顶板覆土1.2米。地下二层为无梁楼盖，层高3.75m。地上部份1层为超高层住宅的入口大堂、架空层和物业管理用房。一层层高6.0m，物业管理用房部分位于一层和一层夹层。2-45层为住宅部分。层高为3.45米。其中23层为避难层，兼设消防转输水箱水泵房，设置中间生活水箱和水泵房，供下部给水也兼顾上部的供水水池。并设置避难层专用的排烟机房和配电用房。空中水泵房顶板设隔声夹层。标准层住宅每层两户,四房两厅三卫。
建筑立面风格为新古典建筑风格,通过对欧式建筑元素加以总结，显得楼体更加挺拔醒目，旨在打造成为园区的标志性建筑。
建筑高度从室外地坪到45层屋顶面总高度为158.35米。45层以上屋顶层为电梯机房,楼梯间和水箱间。
二、消防设计要点：
针对高层建筑火灾具有火势蔓延快、疏散困难、扑救难度大、火灾隐患多等特点，根据国家“预防为主，防消结合”的方针，从项目全局出发，结合本项目的自身特点研究选用可靠的消防措施，保证安全。通过对《高层建筑防火规范》和对以往超高层项目的研究，从建筑设计、防排烟设计及消防给水设计等不同方面进行综合分析，总结了超高层消防设计以下要点：
（一）建筑总体布局及单体设计：
根据《高层民用建筑设计防火规范》的相关规定，应特别注意的有如下几条：
1．高层建筑的周围，应设环形消防车道。当设环形车道有困难时，可沿高层建筑两个长边设置消防车道。当建筑物沿街长度超过150m或总长度超过220m时，应在适中位置设置穿过建筑的消防车道。本项目沿两个长边设消防车道及消防登高场地。
2．高层建筑的底边至少有一个长边或周边长度的1/4且不小于一个长边长度，不应布置高度大于5.00m，进深大于4.00m的裙房，且此范围内必须设有直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口。
按苏州园区内消防登高面的控制要求，必须将消防登高面设置在有公共楼梯建或电梯厅的一侧。消防登高场地不小于15mX8m，宜正对各住宅单元的公共楼梯间或电梯厅，距住宅消防登高 面距离不宜小于5m，距消防登高面最远点不大于10m。
3．商业部分、配套公建部分及住宅部分应采用防火隔墙进行分隔，使其各成独立区域，高层地下汽车库应有直通室外的安全出口。并应对商业部分的防火分区进行严格控制，以防止火灾的蔓延。
4．配套公建部分及住宅部分的疏散体系应互不干扰。住宅部分消防电梯应能直达地面并靠近安全出口，以方便消防员进人住宅扑救。住宅楼各单元的楼梯间应直出屋顶并在屋顶处相通。
5．对于超过100m的超高层住宅塔楼中宜设置两座独立的防烟楼梯间，一部消防电梯，应尽量避免户门开向前室内。如确有困难设置剪刀防烟楼梯间时，不可和消防电梯设置“三合一”前室。可每一单元设一部消防电梯，两部剪刀楼梯。其中一个为消防电梯和一部剪刀楼梯间合用前室，另一部剪刀楼梯可分别直接进入住户的入户花园或服务阳台，入户花园或服务阳台可作为避难空间，住户均可由此逃生至楼梯间。本项目两部剪刀防烟楼梯间。
6．所有防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室均须设加压送风（利用开敞阳台做前室的除外，做前室的开敞阳台面积不得小于2平米），做加压送风前室及楼梯间外墙上的窗为固定窗或遇火自动关闭的防火窗。
楼内公共部位及住宅内部均采取火灾安全保护措施：住宅户内除5平方米以下厕所外一律设消防自动报警系统，厨房用感温探测器，其它部位采用感烟探测器。厨房还应设可燃气体浓度探测器，并设联动紧急切断阀。走道，楼梯间，电梯厅及前室等公共部位设置自动喷水灭火系统，火灾自动报警系统，自动喷水系统可接入室内消火栓系统。除设室内消火栓外，还应设置消防卷盘。楼梯间及防烟前室设置应急照明。疏散走道和安全出口设疏散指示标志。
7．超高层住宅由于高处的湿度、风力影响对门窗玻璃的抗风压等级，气密性，水密性等要求严格。对外保温及外饰面的构造措施的安全度有严格要求。本项目一层外饰面采用干挂石材，二层以上采用防石涂料，外保温材料与墙体有效连接保证安全。屋面预留擦窗机预埋件和荷载。
8.采用封闭阳台的安全处理，减少因超高造成的心理不适。
（二）建筑防排烟及通风、空气调节：
高层建筑发生火灾时，产生大量的烟气和热量，此时防烟楼梯间成为高层建筑内部人员逃生的唯一垂直通道，如不及时排除烟气，就不能保证人员的安全疏散和扑救工作的进行，对于超高层住宅更是这样，因此，排出火灾时产生的烟气和热量也是建筑消防防、排烟设计的主要目的，火灾时可靠的防、排烟措施是保证人员安全疏散及消防成功扑救的重要部分。
超高层住宅所有疏散通道区域：防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室均设加压送风。疏散通道的加压送风是疏散通道在火灾时能保持无烟状态，从而保证了人员疏散安全。加压送风系统根据避难层的设置来分段设置，分上下两个部分，分别在一层及屋顶设独立的加压送风设备。
（三）消防给水和灭火设备：
因超高层建筑高度大，超过普通消防车的扑救范围，所以超高层建筑的火灾扑救应立足于自救，且以室内消防给水系统为主，应保证室内消防给水管网有满足消防需要的流量和水压，并应始终处于临战状态，因此周密地考虑消防给水设计，保证高层建筑灭火的需要十分重要。以下为超高层住宅消防给水设计的几个要点：
1、消火栓需要分区设计，需保证消火栓系统的分区静水压力不大于1.0MPa
2、一般除小于5 m2卫生间和不设集中空调且户门为甲级防火的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外均需设喷淋。
3、在消防分区的中间区域设置消防转输水箱，在屋顶设计消防水箱。
4、给水除底层一般采用市政给水外，其它一般均采用分区设置中间（屋顶）水箱，一般中间水箱即供下部给水也兼顾上部的供水水池。特殊要求也可采用变频给水。为保证给水不超压可采用减压阀分区。
三、超高层避难层设计
本项目两栋超高层住宅主体外形比较规整。设两部剪刀防烟楼梯间。一部公共服务客梯电梯；另有两部客梯，均为电梯入户设计，兼做消防电梯，和一部防烟楼梯间合用前室。超高层电梯载重量900kg，速度3-4m/s。
暗前室和楼梯间均做机械排烟系统。按《高层建筑防火规范》，对超高层住宅是否需要设置避难层无明确要求，按以往超高层住宅项目的设计经验，可不设避难层，可用每层的服务阳台可作为避难空间，住户均可由此逃生至楼梯间。
消防要求设中间传输水箱的设备层，24层结合设消防传输水箱水泵房和生活水箱水泵房的设备层，设置避难层。避难层可避难人数按5人/平米计算。通向避难层的剪刀防烟楼梯在避难层分隔，人员必须经过避难层方能上下。消防电梯在避难层均有出口。除了防烟楼梯间分隔移位设计外，设置避难层增加的设备费用统计如下：
1、电气：
避难层增加应急照明，应急广播。
应急照明增加一配电箱，单独一路广播（考虑超高层住宅，高档公寓，大楼做背景音乐）
应急照明灯具为12个（90min带蓄电池),广播8个
电气造价对于这个可以忽略。
2、暖通：
如果是封闭的避难层，则需对避难层进行机械加压送风系统。
设备数量：一台加压送风风机，风机风量10000m3/h。
3、给排水：
增加避难层后需要增加44个自动喷淋喷头以及相应管道。
由上可知因增加避难层而增加的设备造价对于整个工程来说比例很小，但增加避难层对建筑的安全性来说是更好的。在目前高层火灾较多的情况下，除了国家已从严要求所有民用建筑外保温均需采用燃烧性能等级A级的材料外，作为150m的超高层住宅，增加避难层可以作为本工程的亮点，提高住宅自身的安全性，有利于提升本工程的住宅品质，也有利于销售。
结语：
关键词: 柳州地王；超限高层建筑； 消防给水； 系统分区； 转输水箱
Abstract: this paper introduces the liuzhou diwang building overrun senior project the fire water system design of the key and difficult point, including the choice of the form of system, the determination of division, the pool (box) volume calculation of the content such as line detailed analysis. Summed up the fire water system design of this kind of project difficult point for similar project provides a feasible design ideas.
Keywords: liuzhou royal; Overrun highrise; fire water-supply; System division; Turn lose water tank
中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：
1工程概况
柳州地王国际财富中心为1栋超限高层综合建筑，总建筑高度303m，总建筑面积644802.60m2。其中地上72+1层，地下3层。地下为停车库、设备房及人防区；地上1-7层为酒店配套(餐饮、健身、会议、宴会厅)等用房。7层、23层、39层、55层为避难及设备层,8-22层为酒店客房（配备有297间客房)，24-67层为办公部分,68~71层为云顶餐厅，72、72+层为办公。
2项目重点和难点
GB50045-95（2005年版）《高层民用建筑设计防火规范》中第1.0.5款规定： “当高层建筑的建筑高度超过250m时，建筑设计采取的特殊的防火措施，应提交国家消防主管部门组织专题研究、论证”，本次设计的项目即在此列，规范对此类超限高层建筑的消防，生活给水系统的形式并未做相关规定，需设计者根据项目实际情况设计，这也是本次设计的重点和难点。
下文将分条讲述本项目消防给水设计过程中遇到的技术难题和解决思路。
3消防给水系统设计
经过项目组成员的讨论，决定把本项目的消防系统的设计思路简化。即把高度为300m左右的超限高建筑（超出前文所述规范要求）由39层避难设层分割为两个高度在150m左右的普通超限高层建筑，在39层避难层内设置一个消防转输水箱来衔接两个分区的消防给水系统，如此一来本项目的消防给水系统设计思路就非常清晰。
3.1消防水池容积的计算
本项目的消防系统用水量系统如表一所示。因大空间智能灭火系统的用水属于自动喷淋灭火系统的一个子项，所以室内消防水池的总容积V=324+432+108=540m3，根据规范要求，在地下室消防泵房内设置两座有效容积为270m3的钢筋混凝土消防水池。
表一：各消防系统用水量
系统类别 用水量
（L/S） 火灾延续时间
（H） 设置部位 消防水量
（m3）
室外消火栓给水系统 30 3 室外 324
室内消火栓给水系统 40 3 室内 432
自动喷水灭火系统 30 1 室内 108
大空间智能灭火 10 1 中庭 36
3.2消防给水系统形式的确定
国内同类项目的设计的消防给水系统按管道压力状态可分为串联型临时高压和串联稳高压，两者最明显的区别在于消防水池的位置。前者的消防水池一般位于系统低点（比如地下室），典型实例如“京基金融中心”，平时靠位于屋顶的高位消防稳压水池（箱）来维持建筑内最不利点的消防压力要求，到火灾时通过多种途径启动消防转输水泵和各分区的消防加压泵来满足火灾用水量和水压的要求；而后者的消防水池则直接位于建筑最顶部，典型实例如“广州珠江新城西塔”，这种消防系统无论是平时还是工作状态，均处于工作压力状态，无需水泵加压，这种系统更为安全可靠，条件允许时应优先采取此种方案。
在本项目的方案评审过程中，由于建筑和结构条件方面的制约，我们最终选择了第一种方案即串联型临时高压系统。图1为本项目最终定稿的消火栓系统图。
图1：消火栓系统示意图
3.3消防给水系统的分区的确定
根据《高规》7. 4. 6. 5 条: 如果消火栓口的静水压力大于1MPa,应进行分区给水;自动喷水灭火系统报警阀承压一般在1.2MPa,超过此压力值也应进行分区给水。为保证13 m充实水柱,栓口压力一般需0. 20~0.25 MPa,另据“自喷”8. 0. 5条:轻、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0. 40MPa,因此系统分区界限为80 m,考虑到诸多因素对系统各部位压力不均匀的影响,系统分区的基数以60 m左右为宜,同时也要考虑建筑物的具体高度,且消火栓与喷淋系统的分区宜一致。
综合前文所述的简化思路，我们最终得出本项目的消防系统分区方案。消火栓及喷淋系统竖向均按4个供水分区设计,地下3层～7层为低(Ⅰ)区、8层～23层为低(Ⅱ)区、24层～39层为低(Ⅲ)区、40层～55层为高(Ⅰ)区，56层~屋面为高(Ⅱ)区。39层设备层设消防转输水箱,有效容积126m3。消火栓及喷淋均采用恒压切线泵, 低区加压泵和消防转输泵设于-3层; 高区加压泵设于39层;2,屋面设消防稳压泵房,各层消火栓及喷淋分区一致。
3.4消防给水系统减压形式的确定
研究其他同类项目发现：消防系统分区可通过设置减压水箱或减压阀来实现。减压水箱的优点是减压可靠,有利于串联水泵吸水,但占地较大且易产生噪声,投资也较大；减压阀系统简单,省地方,投资较小，但失效时会引起串压，危害其他分区的管道。
通过技术和经济性的比较，项目组最终确定采用减压阀减压，但为了避免减压阀失效带来的影响，消防系统上使用的所有减压阀均设置备用，不得设置旁通管，且减压阀减压比例不超过3:1，若减压比例超过此致，则应串联多个减压阀来实现。
各分区内的超压部分的消火栓则采用孔板减压，孔板的孔板的设计原则为保证孔板后压力不小于保证消火栓充实水柱的栓口压力。
3.5消防给水系统的管材的确定
消防系统的管材与消防系统分区的压力等级对应。除消火栓泵出口至低区减压阀及消火栓（喷淋）泵出口至高区消火栓（喷淋）环管底部的管道，采用加厚内外镀锌焊接钢管；其余管道均采用普通热镀锌管，丝扣、卡箍、法兰连接，镀锌钢管与法兰的连接处应二次镀锌。
3.6消防给水系统中间转输水箱容积的确定
在《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》( 2009年)中规定:“采用水泵转输串联时,中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区消防给水屋顶水箱的作用,其储水容积按15～30 min的消防设计水量经计算确定,并不宜小于60 m3。”
本项目中室内消火栓用水量为40 L / s,自动喷水用水量为30 L / s,则中间转输水箱的容积= (40 + 30) ×10 ×60 + (40+ 30) ×5 ×60 = 63 000 (L) ,其中10 min水量为本区屋顶消防水箱的水量, 5 min为上区水泵吸水池的水量。经过考虑，本项目的消防转输水箱容积最终确定为90m3.
4结语
本文就柳州地王超限高层项目的消防给水系统设计中遇到的疑难问题进行逐一分析，希望为各位给排水同行在今后的250m以上的超限高层建筑消防给水设计提供一个简洁明了的思路，也期待各位同行提出宝贵意见，切磋交流。
参考文献：
[1]GB 50015—2003（2009年版），建筑给水排水设计规范[S]．
[2]中国建筑设计研究院．建筑给水排水设计手册 (第二版)[上][J].
[3]梁志君．广州珠江新城西塔消防给水系统设计探讨[J]．广州建筑，2008 06
【关键词】室内；消火栓；设置；间距；用水量
1. 消火栓系统给水方式
室内消火栓给水系统有以下几种给水方式，设计人员和建审人员应根据当地供水部门提供的情况选择确定：
1.1 直接给水方式。由室外给水管网直接向室内管网供水，这种方式是最简单、最经济的给水方式，但它仅适用于建筑高度不大、室外给水管网提供的压力和流量在任何时候均能满足室内最不利点消火栓设计压力和流量要求的建筑。
1.2 设水箱的给水方式。这种给水方式宜在室外管网一天之内有一定时间能同时保证室内最不利点消火栓的设计压力和流量要求，但周期性不足(一般是用水高峰期时不足)时采用。设有屋顶水箱或高位水箱，水箱通常储水量应保证10min消防用水量，灭火时由水箱供水。
1.3 设水泵、水箱的给水方式。这种给水方式宜在室外给水管网经常不能满足室内消火栓给水系统所需压力和流量要求时采用。
2. 室内消防用水量
保证火灾延续时间内室内消防用水，一要按现行规范“室内消火栓用水量”表格中的消火栓用水量，二要根据火灾时同时使用的室内消火栓实际出水(后者往往大于前者)，确定室内消防水池容量。
3. 室内消火栓的设置场所
关于单元式住宅楼室内消火栓的布置，《建筑设计防火规范》(2006年版)(以下简称“建规”)第8.4.3条第一款规定，设有消防给水的建筑物，其各层(无可燃物的设备层除外)，均应设置消火栓。《建规》规定，下列建筑应设置DN65的室内消火栓：
3.1 建筑占地面积大于300m2的厂房(仓库)。
3.2 体积大于5000m3的车站、码头、机场的候车(船、机)楼、展览建筑、商店、旅馆建筑、病房楼、门诊楼、图书馆建筑等。
3.3 物等、甲等剧场、超过800个座位的其他级的剧场和电影院等，超过12001、.座位的礼堂、体育馆等。
3.4 超过5层或大于10000m3的办公楼、教学楼、非住宅类居住建筑等其他民用建筑。
3.5 超过7层的住宅应设置室内消火栓系统，当确有困难时，可只设置于式消防竖管和不带消火栓箱DN65的室内消火栓。消防竖管的直径不应小于DN65。
3.6 部级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑，宜设置室内消火栓。
4. 消火栓的布置应以防火分区为界
建筑内应采用防火墙划分防火分区，当采用防火卷帘、防火墙加防火门等形成防火分区时，因为火灾时相邻的防火卷帘落下至底，起防火墙的作用，消防水龙带根本无法从该处通过，而防火门需紧闭，也不允许消防水带通过，此时应注意要按防火分区来设置消火栓，也就是说消火栓不可跨防火分区使用，无论是平面分区还是竖向分区。
5. 消火栓的布置应满足最、次不利点消火栓水压要求
（1）《建规》第8.4.3条第七款规定，室内消火栓的布置，应保证每一防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位：目的为了做到一个消火栓受到火灾威胁时，其相邻的另一个消火栓仍能保护室内任何部位。水枪的充实水柱应经计算确定，甲、乙类厂房、层数和超过醣墨的公共建筑和层数超过4层的厂房、仓库，不应小于10m，高层厂房仓库、高架仓库和体积大于25000m3的商店、体育馆、影剧院、会堂、展览建筑、车站、码头、机场建筑等，不应小于13m；其他建筑不宜小于7m。
（2）对于建筑面积大、结构功能复杂的建筑物虽是满足了最不利点消火栓水压要求，却容易忽视了次不利点消火栓水压要求。为增强此类建筑物消防给水的供水可靠性，应在满足最不利点消火栓水压要求的同时，不应考虑次不利点消火栓水压要求。
6. 在防烟楼梯间布置消火栓的问题
在工程中，有人将消火栓设在防烟楼梯间内。防烟楼梯间主要作用是火灾时供人员疏散用，与防护场所采用防火门相连，火灾时防火门紧闭，可供人员疏散又可挡住烟气，故防火门处一个缝隙也不可有。若将消火栓设在防烟楼梯间内，火灾时，消防水龙带需穿过防火门才可到达防护场所救火，防火门则关不严，防烟楼梯间内充满烟气，失去其安全可靠性。故防护场所的消火栓应设在防护区内，防烟楼梯间内设消火栓不应计人防护区范围内。
7. 室内消火栓暗装于防火墙上的问题
现在，很多建设单位选择将室内消火栓暗装于防火墙上，因为明装时箱体会凸出墙面，且不美观。其实这么做，箱体暗装时，箱体有时要贯穿整个防火墙，在防火墙上形成只有一层铁皮的贯穿防火墙孔洞，增加火势蔓延的通道；如果防烟楼梯间前室的防火墙上安装的室内消火栓也贯穿整个防火墙，那么，该处墙体的耐火极限将远远小于规范要求的0.9H，无法满足封闭楼梯间耐火极限要求。因此，如必须安装于防火墙上时，应用防火板材或防火涂料对消火栓所在墙面部位进行阻燃处理，确保其墙面耐火极限不低于要求。
8. 住宅消火栓的布置
（1）住宅底部一般为商业网点、自行车库、汽车库，设有消火栓给水系统的住宅楼，该部分也应设置消火栓。有的开发商在设计超过6层商住楼时，除在底层或营业楼设置室内消火栓，居住部分则不设置；还有个别开发商在高层住宅中仅在6层以上消防竖管装设消火栓。这些方案都不符合规范要求。《建规>第8.4.1条第嗽明确规定“超过7层的单元式住宅、超过6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应设室内消防给水系统。”
（2）《建规》第8.4.3条和《高规》第7.4.6条都明确规定“设有消防给水的建筑物，其各层(无可燃物的设备层除外)均应设置消火栓.”《高规》7.1.1条，高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。
（3）此外，还应注意《建规) 2006中规定，超过7层的住宅应设置室内消火栓系统，当确有困难时，可只设置干式消防竖管和不带消火栓箱DN65室内消火栓。消防竖管的直径不应小于DN65。
9. 试验消火栓的设置
设有室内消火栓的建筑，屋顶应设有一个装有压力显示装置的检查用的消火栓，采暖地区可设在顶层出口处或水箱间内。屋顶消火栓的目的是用于消防人员定期检查室内消火栓给水系统的供水压力以及建筑物内消防给水设备的性能。有的设计单位在设计屋顶设有热交换站、音像控制室、锅炉房等设施的建筑物时仅在屋顶设一个屋顶消火栓，这显然是不够的。此时，屋顶消火栓的布置仍应保证该层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达。
10. 此外，室内消防给水管道的布置应符合的规定
室内消火栓超过10个且室外消防用水量大于15L/S时，其消防给水管道应连成环状，且至少应有2条进水管与室外管网或消防水泵连接。当其中i条进水管发生事故时，其余的进水管应仍能供应全部消防用水量。竖管的直径不小于DN100，以保证水泵接合器补充室内消防用水的需要。
关键词：城市综合体；消防给水系统；消防设计
城市综合体就是将城市中的商业、办公、居住、旅店、展览、餐饮、会议、文娱和交通等城市生活空间的三项以上进行组合，并在各部分间建立一种相互依存、相互助益的能动关系，从而形成一个多功能、高效率的综合体。
随着城市建设步伐的加快，越来越多的城市综合体建筑为城市增添了现代气息，然而，城市综合体建筑的大量出现在促进社会发展、满足人们生活需要的同时也给给排水设计工作带来了许多技术上的难题。因此，如何合理的设计给排水及消防系统对城市综合体建筑日常运行的经济性以及消防时的安全性和可靠性有着重要的意义。下文就城市综合体项目的消防给水系统设计中所遇一些问题进行分析。
一、生活给水系统
首先要区分不同性质的用水区域。城市综合体一般是含有多种功能的综合楼建筑群，大量开发利用地下空间追求使用面积的增加，在同一地下室上部设置住宅小区、办公、商业建筑群。由于计费的需要，不同功能的用水区域，其给水系统要相对独立设置。生活用水大致可分为居民用水、行政事业用水、经营服务用水、特种行业用水等。当地供水部门常有地方政策，曾遇到超高层综合楼住宅部分的所有供水系统从泵房设计（且原则上泵房不能放置地下室）到后期收费管理全部归属供水部门。所以划分给水系统前应与当地供水部门沟通好，了解当地供水部门的收费范围、收费标准及地方政策，根据不同的收费标准和计量设置不同的给水系统。
其次确定各给水系统的供水方式。给水系统按给水方式可分为串联和并联，按供水设备可分为水箱供水和水泵供水，城市综合体的供水方式常常是将这些系统相互结合。城市综合体常有超高层的塔楼部分，《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003，2009年版，以下简称“建水规”）对建筑物内生活给水系统的竖向分区原则作了规定，超高层建筑的室内生活给水系统分区应当遵守该规定。
我院在各地设计的超高层建筑，在给水系统上一般采用串联加高位水箱的方式，结合避难层，设置转输水箱和水泵。
某广场北塔楼冷水系统：北塔楼酒店（42～71层）及酒店式公寓（26～40层）由水池经水泵加压至41层避难层的中间转输水箱，重力供酒店式公寓用水；由41层避难层的中间转输水箱经水泵加压至设在71层屋顶酒店生活水箱，重力供酒店用水。41层避难层的中间转输水箱重力供酒店式公寓用水分四个压力区，各区供水压力不大于0.35MPa。四区北塔37～40层加变频调速泵装置加压供水，三区北塔33～36层重力流供水，二区北塔29～32层、一区北塔26～28层经减压阀减压供水。71层屋顶酒店生活水箱重力供酒店用水分六个压力区，各区供水压力不大于0.35MPa。一区北塔42～47层、二区北塔48～51层、三区北塔52～55层、四区北塔56～59层、五区北塔56～69层经减压阀减压供水，六区北塔65～71层由屋顶生活水箱重力流供水。
高位水箱靠重力流供给各供水点，变频泵供水区域部分是高位水箱供水压力不足的楼层。对于超高层建筑安全可靠是最重要的，供各用水点的给水变频泵是抽吸水池或高位水箱进行加压后供各用水点，需要借助于电力才能实现。而高位水箱只是依靠水力原理，显然更安全可靠。所以超高层建筑供水系统还是主要以高位水箱为主。
其中要注意的是，超高层的上部往往是星级酒店，都会有酒店管理公司的介入，他们会对水质，水压、储水量提出高于“建水规”的要求。例如要求达到1～2天高日用水量的储水量，水质要有净化、软化等处理，这对地下室设备机房布置会有很大的影响，这点要予以重视。
“建水规”3.8.11条“民用建筑内设置的生活给水泵房不应毗邻居住用房或在其上层或下层，水泵机组宜设在水池的侧面、下方，单台泵可设于水池内
或管道内，其运行噪声应符合现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB10070的规定。”在避难层布置生活给水泵房尽量避免在居住用房的上层或下层，但往往公共部位的面积比较小布置不下。当布置在生活用房的上下方时，需要结构专业配合设置夹层，衰减噪声的传递，同时选择低噪声水泵、减震支架、隔振垫等。
二、消防系统
庞大的城市综合体给消防给水提出了新的问题。《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，2005年版）7.3.5条规定，同一时间内只考虑一次火灾的高层建筑群，可共用消防水池、消防泵房、高位消防水箱。
如何确定火灾次数？如何界定城市综合体消防系统的设置数量？共用消防给水系统的服务范围是否存在限制？其消防给水系统最大的服务建筑面积和服务半径？系统的最高压力值？在城市综合体中，需要推敲。
1、火灾次数的确定
首先确定城市综合体的火灾次数。关于火灾次数的确定，《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）规定，城市、居住区的人数N 2.5万人时，按同一时间内的火灾次1次确定；N 40.0万人时，按同一时间内的火灾次数2次确定；N 40.0万人时，按同一时间内的火灾次数3次确定；工厂、仓库、堆场、储罐区和民用建筑的室外消防水量，应按同一时间内的火灾次数和一次灭火用水量确定。可是对公共建筑群、区域建筑群，现有国家规范没有相关的规定。据了解，上海市《民用建筑水灭火系统设计规程》（DGJ08-94-2007）中规定，公共建筑物，联体建筑群共用一套消防给水系统时，其保护的建筑总面积不应大于50万m2；最高压力控制：消防给水系统在任何时间和地点的工作压力不应大于2.4MPa（广播电视塔除外）。
我们在实际工程设计中借鉴了上海的规范及上海的做法：①共用（区域）消防给水系统的最大服务面积不大于30万m2、单栋建筑的最大建筑面积不超过40万m2，可按1次火灾设计。②共用（区域）消防给水系统的服务半径不应跨越市政道路或街坊。③共用（区域）消防给水系统从消防泵到最不利点的距离不宜大于500m。④对于无物理完全分隔的贴邻建筑和上下一体的建筑，其消防给水系统应该采用1套，不应分解为几套，除非按多次火灾同时发生考虑。
2、消防供水方案的确定
确定了火灾次数后，如何确定消防供水方案呢？实际工程情况千变万化，其中有多种组合，数栋超高层建筑和高层建筑，其高度的不一致，建筑群的相对
分散等等。由于共用（区域）消防给水系统是同一时间内只考虑1次火灾的，因此，可共用消防水池、消防泵房、高位消防水箱。消防水池高位消防水箱的容积应按消防用水量最大的一栋高层建筑计算。高位消防水箱应设置在建筑或建筑群内最高一幢建筑屋顶最高处。
现在由于城市消防车供水能力的限制和超高层建筑的重要性，许多高度超过
的超高层大楼均趋于采用更为安全可靠、立足自救的重力式高压制消防给水方式。而有些庞大的城市综合体除了超高层的塔楼还有数栋高层建筑住宅、多层商业等。在实际施工过程中及以后的交付使用过程中常常存在这种情况：超高层的塔楼部分是最后完工的，其地下室和裙楼部分及住宅群、多层商业等往往在塔楼未竣工之前就要先验收先使用。所以常常要把先竣工使用部分的消防供水系统由重力流系统改为临时高压系统。在这种情况下建议设置多套消防给水系统。在同一时间内只考虑1次火灾的情况下，建筑群或建筑综合体可共用，1套消防水池，即在消防水泵房内设置不同系统的消防泵，分别从共用消防水池吸水。
在某工程中，就采用了重力流系统和临时高压系统的组合。两栋超高层和高层建筑采用了重力流系统，屋顶高位水箱置于最高楼二百多米的顶部。同时在地下室设置消防水池，配置消防转输水箱和水泵供塔楼；另配置一套临时高压系统的消防泵供先竣工的住宅群。
同时在设计过程中还必须注意：①共用（区域）消防给水系统向各栋建筑供水的消防供水干管应采用环状管网。②共用自动喷水灭火系统的报警阀组宜分别在各栋建筑的附近集中设置。③根据后期建筑所采用的物业管理模，从使用功能的角度出发，同类用途的建筑可以合用设置系统，不同功能的建筑宜分开设置消防给水系统，便于今后的运行管理。④每栋高层建筑应分别设置水泵接合器，多层建筑相邻水泵接合器的设置距离不大于80m。
三、其他
城市综合体项口由方案、初步设计、施工图设计到竣工有很长的周期，往往一边施工一边修改。记得有这样一句话：“商业地产，不变的永远是变。”在几个项目的进展中深切感到这一点，设计者一定要为这“不变”留有变的可能性。有以下几点供同行们参考：
（1）预留机房面积一定要为以后可预见的改造、维修留下空间。平时在具体的工程设计时常常被要求按照规范的最小尺寸，能压则压，能小则小，为挤出那宝贵的面积而煞费苦心，然而一旦有修改和调整常常导致地下室整盘颠覆。
（2）重视屋顶绿化，重视屋顶管线综合。很多开发商追求采用50%屋面绿化，有效控制屋面热岛效应，希望把裙房顶打造成屋顶花园。然而商业综合体的屋顶常常是被各种设备及管线占满，这就需要设计师因地制宜，因材设计，做好屋顶的管线综合并配合后期的景观处理。同样地下室车库常常是客户的第一入眼点，一个各种管道、风管、桥架排列整整齐齐的地下室也需要精心设计、精心安装的管线综合。
（3）在公共部位预留管位，在梁上预留穿管管位。一个商业项口的招商常常滞后于设计，到后期修改常常会增加很多立管，这样免得后期过多的砸楼板、开洞。
（4）强化标识系统。城市综合体项口功能区域广，平面和立体都纷繁交错，管线也错综复杂。为了美观和方便以后管理维护，不同的管道需要用不同的颜色标识清晰，这个在设计时不可忽略。
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