高层建筑消火栓系统的几点分析

张翠翠

(太原热力设计院(有限公司)，山西 太原 030012)

1 消火栓给水系统的重要性

高层建筑火灾具有火势蔓延快，疏散困难，扑救难度大且极易造成人员伤亡的特点。高层建筑的风井、水暖井、电梯井等竖向井道具有烟囱效应，着火后垂直蔓延很快。自喷系统具有良好的灭火、控火效果，能迅速及时的扑灭火灾，是世界公认的最为有效的自救灭火设施，应积极推广，但自喷系统造价较高，从经济和安全角度综合考虑《高层民用建筑灭火规范》规定:建筑高度不超过100 m的一类高层建筑及其裙房只在重点部位设置自喷灭火设施，二类高层建筑只在公共活动用房，走道办公室和旅馆客房，自动扶梯底部，可燃物品库房等位置设置自动喷水灭火系统。

建筑高度低于50 m时，可以通过消防水泵接合器向室内消防管网供水，建筑物高度超过50 m时，消防云梯难以达到50 m的高度，只有大功率的消防车能够协助供水，但目前城市消防队配备不普遍。上海静安区28层公寓着火后，消防云梯加上高喷水枪也只能到达建筑2/3的高度，最终导致了多人遇难，房产损失接近5亿元。北京、广州等少数配备了少量的超高消防设施的城市，火灾发生后也因为交通管制和群众围观难以进入火场展开有效救援。

目前，现有的消防救援的装备能力与高楼的发展严重失衡，着火后外部救援实施困难，高层建筑火灾立足于自救以室内消防给水系统为主，所以设计合理完善的消火栓系统是扑灭高层建筑火灾、保护人民生命财产安全的有效保证。

2 水枪流量和充实水柱

基于火场实际用水量和水力试验资料，规范规定每只水枪的最小流量为5 L/s。《高层民用建筑设计防火规范》规定:消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑物高度不超过100 m的高层建筑不应小于10 m;建筑高度超过100 m的高层建筑不应小于13 m。设计中经常采用规范规定值忽略了消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定。

水枪喷嘴口径B=19 mm，衬胶水带长度Ld=25 m，当充实水柱为10 m时，消火栓流量为4.6 L/s，不满足水枪最小流量。

以消火栓出水流量5 L/s时，计算水枪充实水柱:

可知消火栓出水流量为5 L/s时，水枪的充实水柱为11.45 m。

最不利消火栓栓口压力:

水枪流量为5 L/s时，水枪充实水柱为11.45 m，消火栓栓口压力为 189.25 kPa。

3 稳压减压消火栓

表1 消火栓栓口压力计算

《高层民用建筑设计防火规范》规定，消火栓栓口的静水压力不应大于1.00 MPa，当大于1.00 MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.5 MPa时，应采取减压措施。

设计过程中严格按照规范规定执行，不允许有超压情况存在。消防系统超压会造成管道、设备、器材的损坏，影响消防系统运行和正常使用。消火栓系统超压还会造成栓口压力大，水枪的充实水柱增大，反作用力也随之增大，经过训练的消防队员能承受的水枪最大反作用力不应超过20 kg，一般也不宜超过15 kg，否则消防人员握不住水枪无法达到灭火效果。

图1 消火栓计算图

按静水压力不大于1.0 MPa判定消防系统分区后，分区底层的消火栓还应满足出水压力不大于0.5 MPa，若大于时应减压。一般使用减压孔板或稳压减压消火栓，减压孔板计算繁琐，目前大部分工程采用减压稳压消火栓。设计中应计算消火栓栓口的压力，当压力大于0.5 MPa时使用减压稳压消火栓，而不应不经计算将所有消火栓都选为减压稳压消火栓。下面以消防竖管流量为10 L/s为例计算消火栓栓口压力，见表1，图1。

由表1可知节点9的终点压力超过了0.50 MPa，水泵扬程安全系数1.05～1.10，这样，水泵供水工况下消火栓栓口压力稍大于表1计算值，保守考虑在节点7开始设置减压稳压消火栓。经水箱供水工况校核减压稳压消火栓设置合理。

4 结语

在设计阶段，应重视高层建筑消火栓系统，提高消火栓系统的灭火能力，确保消火栓系统的实用性，保证消防供水安全，为扑灭火灾创造有利条件。