高层住宅自动水灭火系统的选用

文/刘伟 上海中森建筑与工程设计顾问有限公司 上海 200062

随着城市的高速发展，以及国家在农村城市化政策的大力推行下，住宅建筑正如雨后春笋般涌现出来，特别是高层住宅已在大小城市遍地开花。相对于多层住宅，高层住宅因人员密集、疏散困难、火灾危险性高等特点，一旦发生火灾经常导致大量人员伤亡和财产损失，因此在高层住宅建筑内选用合理的自动水灭火系统就显得尤为重要。

1、高层住宅火灾特点

《建筑设计防火规范》规定建筑高度大于27米的住宅为高层住宅，高层住宅火灾有如下特点：

（1）火灾隐患多。住户生活习惯和装修材料不规范、楼道堆积杂物等都是火灾隐患。

（2）火势蔓延快。高层建筑的楼梯间和竖向井道一般贯穿若干楼层，当发生火灾时，火势及烟雾蔓延速度达到3～4米/秒，往往不到30秒的时间内，烟气就蔓延了到整个楼层。

（3）疏散困难。楼层高度越高，疏散难度越大。发生火灾时，由于人员密度大，火势及烟雾的快速蔓延也会加重疏散难度。

（4）扑救难度大。高层住宅多数达到几十米，甚至近百米，由于人体承受能力及技术设备限制，难以依靠外部扑救。

2、高层住宅火灾案例

由于高层住宅的逐渐增多，高层住宅火灾也逐渐开始出现在人们的视野范围内，近年来国内发生的、产生严重后果的几例主要火灾案例如下：

（1）2010年11月15日，上海静安区高层住宅火灾，导致58人遇难。

（2）2015年7月11日，湖北武汉紫荆家园火灾，导致7人死亡，12人受伤。

（3）2017年6月22日，浙江杭州蓝色钱江小区火灾，导致4人死亡。

（4）2018年4月26日，广西南宁市高层住宅火灾，致1死4伤。

（5）2019年1月9日，河南泌阳县高层住宅火灾，导致30多人受伤。

由上可见，随着高层住宅的增多，近年来高层住宅内的火灾均呈逐年上升趋势。这些火灾起因不尽相同，有因人为原因、也有因设备及材料老化导致发生火灾，而此类高层住宅内都未设置自动水灭火系统，一旦发生火灾事故，便无法有效阻止，故而所造成的后果都极其严重，动辄都是以生命和财产的巨大伤亡为代价。目前阶段由于人体承受能力及消防设备技术条件的限制，高层住宅的消防只能以预防为主，立足于自救，无法完全依靠外部力量来保障消防安全。如何预防火灾发生就显得尤为重要，这样对自动水灭火系统设计的要求则更加迫切了。

2017年7月，美国消防协会（NFPA）发布了《喷淋系统：美国经验》报告。报告总结了喷淋系统，特别是高层住宅喷淋系统的安装情况、可靠度、有效性以及对结构火灾的影响。统计发现，2010-2014年发生的结构火灾中，只有10%的起火建筑安装了喷淋系统。住宅火灾导致人员伤亡事故较多，但发生火灾的住宅建筑中，仅有7%安装了喷淋系统。统计还显示每1000人的家庭火灾中，安装喷淋的死亡人事比不安装喷淋的建筑死亡人数低81%。这个结论说明，在高层住宅内安装自动水灭火系统能有效减少人员伤亡，并保护财产安全。

3、有关高层住宅内的自动水灭火系统要求

《建筑设计防火规范》中，仅针对超高层住宅要求设置自动水灭火系统：“建筑高度大于100米住宅应设置自动灭火系统，并宜采用自动喷水灭火系统”。建筑高度在27～100米之间的高层住宅建筑，并未作自动喷水灭火系统设置要求。随着各地逐年增多的火灾事故，一起起触目惊心的惨痛教训，以及人们对消防意识的日益重视，部分地区已根据地方实际情况，对高层住宅作了更深一步的自动水灭火系统要求。

在静安区高层住宅火灾后，上海市归纳总结经验教训，并根据沪府发[2011]17号文的精神，并在当地《住宅设计标准》中及时地补充了:“十层及以上或建筑高度超过27m且不超过100的住宅，其每层的公共部位应设置自动喷水灭火系统”的规定。地方依据了地方规范《民用建筑水灭火系统设计规程》相关做法，逐渐形成了一套成熟的地方性高层住宅建筑水灭火系统做法，对高层住宅水灭火系统作了更进一步的规定，这些消防条文及做法无疑是具有前瞻性的，也同时提供给我们高层住宅水灭火系统的方向。

4、自动水灭火系统在高层住宅中的应用

据《自动喷水灭火系统设计规范》规定，住宅火灾危险等级为轻危险级，为有效地预防火灾的发生及蔓延，避免火灾造成更大的损失，需要在住宅内采用自动喷淋灭火系统。因住宅内部设置喷淋系统往往不被人们接受，借鉴上海地区规定，可在公共走道区域设置喷淋系统。针对建筑高度为27～100米之间的高层住宅，常见的自动水灭火系统有两种形式：局部应用系统和自动喷水灭火系统。

（1）当公共走道、电梯厅等空间并不大时，只需要设置几只喷头，如果采用一套完整自动喷水灭火系统，对于原本危险等级并不高的建筑来说，不仅需要增加大量的投资，还涉及到后期管理维护等成本，确实有些得不偿失。高层住宅内均设置有室内消火栓系统，那么如果可借用室内消火栓系统为自动水灭火系统提供必需的水量及水压，则不但保障了住户的人身及财产建筑的安全，亦可节省造价。

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》，建筑高度大于27米的高层住宅，其室内消火栓流量最小为10L/S。当室内消火栓系统与自动喷水局部应用系统合用消防水量时，必须保证不影响室内消火栓使用。每个洒水喷头流量系数按K=80，最不利处喷头的工作压力按不小于0.05MPa计算，单只喷头流量为=0.94L/S，当局部应用系统采用4只喷头时，其系统设计流量为q=1.3×4×0.94=4.90（L/S）＜5L/S。即当局部应用系统使用时，仍能保证一股消防水枪正常使用，系统可合用消防流量，系统可由消火栓加压泵、信号阀、喷头组成，系统形式详见图示1。

（2）当公共走道、电梯厅等空间较大时，布置的喷头数超过了4只，此时如将局部应用系统同室内消火栓系统合用，则会影响室内消火栓系统的正常使用。此种情况下，高层住宅的室内水灭火系统就必须单独为一个系统，根据《自动喷水灭火系统设计规范》要求，系统由喷淋泵、湿式报警阀组、信号阀、水流指示器、喷头、末端试水装置等组成。系统设计流量根据《自动喷水灭火系统设计规范》要求设置，火灾危险等级采用轻危险级，设计流量约为15L/S，系统形式详见图示2。

图示1 自动喷水局部应用系统

图示2 自动喷水灭火系统

5、高层住宅使用自动水灭火系统注意事项

（1）当高层住宅满足如上使用自动喷水局部应用系统条件时，自室内消火栓系统中接出的局部应用系统可不设报警阀组、水流指示器和末端试水装置，但须在配水管入口处设置过滤器及带锁定装置的控制阀，且必须采用快速响应喷头。

（2）局部应用系统应采用压力开关联动消防泵的控制方式，并需设置电动警铃报警。

（3）系统配水支管压力需满足自动喷水灭火系统要求，给水压力超过0.40MPa的配水支管采用减压孔板减压。

（4）采用自动喷水灭火系统时，最高与最低位置洒水喷头高程差不宜大于50米。

结语：

高层住宅中，合理选用一套安全、经济的水灭火系统，能有效地保障住户的人身及财产安全。根据不同的建筑构造及布局，选用不同的水灭火系统，方能物尽其用。