文 献 综 述

高层建筑消防给水系统设计研究

前言：

改革开放以来，随着国民经济不断的发生，人民的生活水平不断的提高，城市化进程不断的加快，越来越多的高层建筑甚至是高层建筑群出现在我们的视野当中。这些高层建筑群的出现埋下了大量的火灾隐患，火势蔓延迅速，人员疏散困难，扑救工作不及时等等问题。在高层建筑发生火灾时，建筑高度往往都超过了消防车水柱所能达到的最大高度，所以此类火灾扑救十分的困难。因为我们并不能从根本上完全杜绝火灾，所以对于此类火灾我们只能寄希望于室内消防设备如自喷系统，消火栓系统，火灾报警系统。让它们尽早的发现火灾并且在火灾发展初期就能迅速的扑灭火灾，使火灾蔓延开的可能性降到最低。但是这一切的前提是高层建筑中的消防给水能够满足消防设备用来灭火的用水量，高层消防节水已成为亟待解决的问题。

1.高层建筑火灾

高层建筑的特点是层数较多和高度较高，在条件基本相同的情况下，与多层或者单

层建筑物比较其火灾形成的危害性要更大，突出表现为以下几点：

（1）大量的火灾隐患。高层建筑内部结构十分复杂，使用人员比较多，流动也较

为频繁，火灾存在着较多的隐患并且非常不容易发觉，例如电气设备漏电和烟蒂余火，

以及缺乏规范的厨房用火^[1-2]。

（2）火灾蔓延迅速。高层建筑的纵横交错的各类管道及扩大的建筑空间，如空调

风管、排烟管道、中庭、楼梯井、电梯井等，使得超高层建筑火灾极易形成”烟囱”效

应。高度越高”烟囱”效应越明显，一旦火灾出现，火势迅猛，蔓延极快。烟雾扩散的

速度甚至可达 8m/s，如果高温烟雾沿着外墙向上蔓延，则会使建筑的玻璃幕墙遭受的

危险更大，可以使摩天大楼在短时间内变成火海。而新型的外墙保温材料无疑更成为火

灾蔓延的一大新型杀手，因为大部分保温材料为可燃材料，一旦燃烧，将使火灾呈现内

外蔓延的立体式火情，使火情迅速波及整个建筑^[3-7]。

（3）火灾扑救困难。高层建筑出现火灾时具有极强的热辐射、较浓的烟雾以及比

较多的途径，无形之中增加了火灾扑救工作的难度。竖向井道致使加大了烟囱效应，推

动火势蔓延到高处。高层建筑由于具有极高的高度，一般的消防车无法达到供水高度要

求，并且当前最为先进的消防车通常也仅达到 50 米左右，很明显不能达到高层建筑扑

灭火灾的要求^[8-9]。

（4）疏散人员困难。由于高层建筑物内人员较多，组织疏散人员的工作量较大，

特别是对于公共性质的高层建筑物，对环境的不熟悉造成了更加困难的疏散工作。通常

情况下，在浓烟中停留 2-3 分钟人就会窒息晕倒。通过烟囱效应，促使烟气快速蔓延，

由于含氧量稀少，存在着较多的有害气体，极容易发生中毒死亡现象，致使安全疏散工

作更加困难^[10-12]。

2.高层消防给水的形式：

2.1 消防水池给水方式

高位供水方式具体是将大容量面积的消防水池设置在高层建筑物的屋顶，通过加压水泵将日常生活所需水一次性抽升至屋顶的消防水池中实行储存。当火灾发生时，对水池中的消防贮水充分依靠，对火灾进行扑灭主要是依靠消火栓给水系统与自动喷水灭火系统。由于在屋顶设置的消防水池没有达到规定高度要求，可以利用消防增压泵为高层建筑楼层提供所需的压力，不需要另外设置专用消防追泵以及对应的电器控制系统。特别是低于 50 米，高层建筑供水分区减压的这一特征尤其凸显，仅需将小容量的调压水箱设置在分区的适合高度与部位，就能够达到使用消防的需求。这一供水形式的优点是可以不断完善维护管理工作以及不会出现消防专用水泵长期不应用造成火灾发生时不能启动的现象。具有极高的消防安全性，便于操作；同时也会形成较高的供电要求，不需要利用柴油发电机组以及双路电源。进而对消防给水系统实施了简化，便于安排设计、管理和施工。但是这一方式需要容积较大的消防水池，严重影响了计算建筑结构外观以及对抗震的投入，不容易被接受，因此对使用这一供水形式产生了限制^[12-13]。

2.2 消防气压罐供水方式

这一供水形式和其他供水形式最大的不同就是不需要对高位水箱另外设置，造成了消防管网长期保持高压状态。由于消防安全可靠性要求比较严格，供电需求十分紧迫，因此供电系统需要柴油发电机或者两路电源。