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.
1 消防应急照明设计
超高层建筑在中间层设置避难区，不但能供高区逃生下来的人避难，也能在着火时提供安全区域，供相关消防单位正常指挥消防灭火和救火工作。建筑专业对避难区的设计原则是短时提供给逃生人员休息的场所，短暂停留后还是继续往一层逃生。基于该指导思想，设计避难区的疏散指示灯时，高区楼梯间疏散指示灯的指示方向应指向下面最近一层的避难区，再经避难区内指示走到继续向下逃生的楼梯，直至逃出大楼。
除此之外，为了避免分支线路供电距离太远，超高层楼梯间的照明配电应跟随变电所分段，由对应避难层的应急照明配电箱集中供电给该变电所楼层至上一个变电所的下一层之间的楼梯间应急照明灯，且应急照明的最少持续时间及最低照度应满足JGJ 16―2008 的要求。该要求规定避难层的避难区及屋顶消防救护用直升机停机坪的应急照明最少持续供电时间不得小于60 min，照度不得低于正常照明照度； 而竖向疏散楼梯的应急照明最少持续供电时间不得小于30 min，照度不得低于5 lx。GB 50045―1995《高层民用建筑设计防火规范》（ 2005 年版） 也规定，高度超过100 m 的高层建筑的应急照明和疏散指示标志的连续供电时间不应少于30 min，避难层的应急照明供电时间不应小于60 min，照度不应低于1 lx。然而，由于超高层的疏散原则还是基于最终逃出大楼，因此实际设计时各区域的应急照明最少持续时间应考虑工程的实际情况。
超高层的疏散应急照明最少持续时间与建筑的高度、人员的密集程度有关，当建筑高度一定时，人员越密集，疏散时间越长； 当人员密集程度一定时，建筑高度越高，疏散时间越长。因此，实际设计疏散应急照明的持续时间应根据实际工程的具体情况酌情考虑，必要时应适当延长疏散应急照明的最少持续时间。
2 消防配电设计
超高层建筑在GB 50352一2005《民用建筑设计通则》上的定义为“建筑高度大于100 m 的民用建筑为超高层建筑”。目前国内的超高层建筑大部分都在200 m 左右，最高的甚至达到600 m 以上，通常根据建筑高度，每隔一定高度设置一处避难区。从节能的角度出发，有些避难区的楼层会结合设置一个变电所，每段高区的设备由相应避难层的变电所供电，一般高区变电所供电范围为本层向上至上一个避难层的下一层。消防设备根据所在楼层由相应的变电所配电，消防设备的配电干线一般可选择耐火电缆或矿物绝缘电缆，按现行规范JGJ 16―2008《民用建筑电气设计规范》的要求： 火灾自动报警系统的保护对象为特级建筑物时，其消防配电干线及分支干线应采用矿物绝缘电缆。GB 50116―1998《火灾自动报警系统设计规范》规定，建筑高度超过100 m的高层民用建筑为特级保护对象，因此，超高层的消防配电干线及分支干线应采用矿物绝缘电缆。矿物绝缘电缆分刚性矿物绝缘电缆和柔性矿物绝缘电缆，两种电缆各有其优缺点，在实际工程中可根据工程的具体情况择优选用。
超高层的消防设备一般选择用发电机作为市电的备用电源，对于200 m 左右的超高层，从节能及经济角度出发，一般选择低压发电机，而对于达到600 m 左右的超高层，需选择高压发电机在高区降压后配电，则更合理。决定超高层的备用电源不能仅看建筑高度，具体发电机的配置还需结合工程的具体用途及重要程度、建筑能提供的条件、市政要求等因素综合决定。
普通高层建筑常用并联消防给水方式，消防泵一般集中设置在地下室。使用该方式时，消防报警系统中所有的消火栓按钮的直接起泵线需串联引至消防水泵房中的消防泵配电箱内。超高层从节约前期投资成本的角度考虑，一般采用串联消防给水方式，这种方式消防喷淋泵为高、低区分散设置。
根据给排水专业的设计要求，消火栓按钮的直接起泵线的连接方式与并联方式有所不同，采用串联给水方式时，消防报警系统中各段高区的消火栓按钮的直接起泵线直接接至下面最近一层避难层的消防水泵房内的消防泵配电箱，地下室与低区的消火栓按钮的直接起泵线接至地下室的消防水泵房内的消防泵配电箱，而从高到低各层消防泵房的消防泵配电箱之间需增加联动控制线，并在配电箱内设置延时继电器，以便满足高区着火时从地下室到高区一级一级串联起动消防泵的要求。可见，给排水专业的消防系统要求不同，电气控制系统的设计也不同，实际工程中应先考虑系统要求再定消防设计。
3 消防系统设计
GB 50116―1998 中将超高层建筑作为特级保护对象，其消防报警系统的设计标准在有些方面高于或有别于普通高层建筑，具体主要体现在以下几个方面。
（1） 探测器保护面积的修正系数不同。GB50116―1998 中规定，对于特级保护对象，其探测器保护面积的修正系数宜取0.7 ～0.8。
（2） 各避难区应设独立的火灾应急广播系统。JGJ 16―2008 中规定，在各消防控制室设置独立的火警广播设备，各避难层设独立的火灾应急广播系统的目的是： 在任何情况下都确保避难层能接收到消防控制中心发出的火灾事故广播指令。
（3） 需注意消防专用电话的距离。GB50116―1998 中规定，“设有手动报警按钮、消火栓按钮等处宜设置电话塞孔。从一个防火分区内的任何位置到最近的一个手动火灾报警按钮的距离不应大于30 m。”因此一般工程消防专用电话塞孔间的距离均按手动报警按钮间的距离设置在60 m 以内。特级保护对象要求“各避难层应每隔20 m 设置一个消防专用电话分机或电话塞孔”。因此，在设计超高层避难区的消防时，应注意该规范要求的距离。
（4） 各避难层与消防控制中心之间应设置独立的呼救通信。
（5） 应注意在电缆竖井中设置火灾探测器。超高层由于层数多、建筑高、垂直敷设的电缆数量大，一般会设置独立的电缆竖井，而这些电缆竖井通常长期无人巡查，因此，存在火灾隐患，不可忽视。目前， JGJ 16―2008 和GB 50045―1995中均要求超高层设置剩余电流火灾报警系统。然而，该系统的探测点一般都设在配电箱的电源进线端，为单点探测，不能监测到电缆竖井内连续的电缆温度变化。
GB 50116―1998 中规定电缆竖井宜选择缆式线型定温探测器，这种探测器系统结构简单，造价低，抗干扰能力强，安装调试方便，是目前技术相对成熟的产品； 缺点是测量方式单一，不能实时监测，需定期监测电缆性能。
近几年，还有新推出的光纤感温探测器，该探测器优点在于具有火警预警功能，可多种监测方式相结合，可实时监测光缆沿线每一点的温度值和变化趋势，便于定位事故点及分析故障原因、光纤可恢复性等。其缺点在于系统结构复杂、造价高、要求需加热的线缆长度长等，因此限制了它的广泛应用。在实际工程中，可根据工程的具体情况加以选择。
4 结语
超高层建筑的消防设计应根据工程实际情况，在遵循国家规范的前提下，择优选取合适的设计方案和消防产品。在工程设计中不断总结和摸索经验教训，并不断地学习和探索相关的新技术和新方法。在配合其他专业时应充分清楚其系统的消防要求，准确地在电气消防报警系统中实现，以便在发生火灾时尽量让伤亡和损失最小。本文主要讨论了公共建筑性质的单栋超高层建筑，提出与普通高层建筑相比，超高层建筑在供电方式、应急照明设计及消防系统设计中需注意的问题。
参考文献
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。
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］．
中图分类号：TU208文献标识码： A
引言
超高层建筑是指高度超过100m的高层建筑，因其建筑高度高、功能复杂，所以消防灭火必须立足于自救，因而消防供水设计的安全可靠性就变得尤为重要。消防给水方式一般有以下3种：串联加压给水、一次加压减压给水、高位水箱重力给水方式。结合某超高层消防设计，对消防设计中的供水方式、消防分区等问题进行了讨论，以期为类似工程提供参考。
1工程概况
某综合楼总建筑面积为60047m2，总建筑高度为166.9m，地上36层，地下为2层。其中地下1层及地下2层为汽车库及设备用房，消防水池、泵房等设备用房设置于地下2层，地上为36层的超高层办公楼及5层商业建筑，12层及23层为避难层。
2消防给水系统分区
对于室内消火栓系统，根据《高层民用防火规范》(GB50045-95)(2005年版，以下简称“高规”)第 7.4.6.5条规定，消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于此值时，应采取分区给水系统。结合本工程避难层位置，确定分区如下：共分为三区，12层以下为低区，12~22层为中区，22层以上为高区。
3消防给水方案研究与比较
①串联加压系统
串联加压系统是指消防给水管网竖向分区时，每个区由消防水泵或串联消防水泵分级向
上供水，串联加压又可分为直接串联和转输串联。直接串联是指在地下室设置消防主泵，中间设备层或避难层仅设置串联加压水泵，通过高低区水泵直接串联向高区供水，简图如图1所示。转输串联是指在中间设备层或避难层设置中间转输水箱及高区消防泵，高区消防泵通过转输水箱向高区供水，其中转输储存15~30min消防用水量，且有效容积不小于60m3，简图如图2所示。当低区和中区发生火灾时，由设置于地下室的低区消防泵供水，当高区发生火灾时，由高区消防泵供水，并连锁启动地下室转输水泵，需要指出的是，直接串联和转输串联水泵开启顺序是不同的，直接串联是先开启转输水泵，后开启高区消防泵，而转输串联刚好相反，先启动高区消防泵，后开启转输水泵。
②一次加压减压给水系统
一次加压减压给水系统的做法是地下室设置消防水池和消防主泵，消防主泵的供水压力
满足整栋建筑供水要求，高区由主泵直接供水，其余几区采用由在给水主管上设不同减压值的减压阀后供水，简图如图3。
③高位水箱重力给水系统
高位水箱重力给水系统是指在建筑物屋顶上设置大型消防水池及消防泵房，消防水池储存一次火灾消防用水量，除去建筑最高几层采用临时高压系统外，其余均采用重力供水。考虑到整栋楼也需要分成若干区，静压超过1.0MPa的区分别采用减压阀或则减压水箱减压后供水。应该说，此种方式在安全性上是最高的，一般火灾甚至不用开启消防泵，直接用消防水池重力供水，但是考虑到在屋顶设置这么大的消防水池（如本工程需要612吨）对结构造成了不利影响，所以经济型较差，一般用于超过250m的超限高层，对于本工程则不予考虑。
图1直接串联图2转输串联
图3一次加压减压给水系统
④系统选择
按以上所述，排除高位水箱重力供水系统，则本工程需在直接串联、转输串联以及一次
加压减压给水系统中选择一种。串联加压给水系统优点是每个区的压力均不高，可以采用常规的水泵、管道和阀门，安全性较一次加压式要高，缺点是中间加设了水泵及水箱，经济性较差。一次加压减压给水系统的优点主要是由于没有中间水泵及水箱，不占用上部建筑面积，经济性好，缺点则是地下室的消防主泵扬程较高，需要采用高压泵，耐高压管道和阀门，这种方式采用减压阀分区，低区减压阀需要采用较大的减压值，减压阀经过长期使用，存在失效的可能性，从而造成低区管网超压，影响系统安全。本工程高度166.9m，再加上地下室的高度，净高差有将近180m，若选用一次加压方式，则消防主泵的扬程将达到2.30MPa左右，已经接近2.40MPa的限制，从安全性考虑，不选用一次加压减压给水系统。剩下的问题则在于直接串联和转输串联中选择，由于本工程避难层面积小，放置60 m3转输水箱存在一定的困难，故经综合考虑，选择了直接串联给水方式。
⑤设计体会
1)两级水泵需要连锁启动，启泵时先开启低区水泵，再开启高区水泵，停泵时顺序相反，
因此水泵质量和控制系统是整个消防系统是否安全、耐用的关键。
2)直接串联由于水泵直接串联，存在高区管网压力由于接力水泵在小流量高扬程时出
现的超压现象，需要设置完善的超压回流管。
3)消火栓系统由于22层和23层火灾时，上下层消火栓需同时作用，此时需要高区和
低区消火栓泵同时启动，所以消火栓系统电气功率应按照低区消火栓泵、转输泵、高区消火栓泵功率之和考虑，而对于喷淋系统，则可以根据低区喷淋泵和转输泵、高区喷淋泵之和中较大的选取。
4）23层避难层内设置了消防水泵房，而上下层均为办公层，需妥善解决隔振降噪问题，本工程采取了如下措施：水泵基础均做隔振，泵房内支架选用弹性支架，另和建筑专业商量，泵房墙壁及顶板做了隔音处理。
4结论
(1)对于150~200m超高层建筑，消防给水方式首选串联加压系统。
(2)随着水泵质量及控制系统可靠性的提高，可以选用水泵直接串联加压方式供水以在安全前提下相应减少造价。
参考文献：
[1]GB50045-95高层民用建筑设计防火规范，2005年版
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。
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。
以某大厦为例，本工程为一商业-办公综合超高层建筑，建设用地面积8089.94m2，总建筑面积162129.67m2。地下四层，地上四十四层，其中裙楼五层，建筑高度为199.50m。第十六层和三十二层为避难层，消防控制室设在地下一层。
1 手动报警按钮的设置问题
根据《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第8.3.1条规定：每个防火分区应至少设置一个手动火灾报警按钮。从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离，不应大于30m。手动火灾报警按钮宜设置在公共活动场所的出入口处。例如，在本工程中一个半径30m的圆形商业区，附近有两个疏散出口，属一个防火分区，有的设计人员只在中心设一个按钮，虽然满足“每个防火分区应至少一个”和“30m”的原则。但并不执行疏散出口“宜”设报警按钮得要求。火灾时因为按钮不在人员逃生必经得疏散路线上，报警的几率是非常小的，可以说形同虚设。因此，遇到这样的设计问题，我们一定要灵活运用规范，应首先满足报警按钮“应”设在公共活动场所的出入口处要求。其次，才能遵循“30m”和“每个防火分区应至少一个”的原则。而只按30m的原则设置报警按钮是不完全满足规范要求，也是不负责任的。
2 防火卷帘的控制问题
电动防火卷帘门主要起隔离作用，其本工程设置位置在地下汽车库、裙房商业区及自动扶梯周围，按建筑的防火分区界限安排。一般的电动防火卷帘门内外侧各设一对烟感器、温感器，除了控制箱（一个）可设在内侧或外侧外，内外侧还应各设一个手动启停按钮，距地1.4米左右明装，而位于自动扶梯周围的电动防火卷帘门，其烟感器、温感器只设在外侧（本层工作区一侧）。
从电动防火卷帘门的工作方式来区分，可分为两种：一为隔离式，一般设在防火分区边界的出入口处，一旦探测器报警并确认火灾，防火卷帘门一步降到底，同时喷淋系统开始向起火区和卷帘门喷水。二为疏散式，一般疏散通道上，烟感器报警后经确认（人工确认或两个以上探测器报警）先降金属卷帘至距地1.8米处，如火势发展，温度升高，则温感器动作后防火卷帘门再降至地面。两次动作之间的时间用于门内人员逃离。
无论哪种电动防火卷帘门，在超高层建筑中整个消防系统的一个组成部分，其动作不是独立的。因此，电动防火卷帘门两侧从属于卷帘门控制箱的烟感器、温感器，均应与火灾报警系统的探测器回路相接并在一个系统内工作。
3 非消防电源的切除问题
《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第6.3.1.8条和《民用建筑电气设计规范》（jgj16-2008）第13.4.9条都明确规定，消防控制室在确认火灾后，应能切断有关部位的非消防电源，由于消防设备总能量一般小于普通设备负荷总容量，因此总配电室的总计算负荷一般不包括消防设备容量。为了火灾扑救方便，防止消防队员扑救时的触电事故，保障消防设备的用电安全，防止因过载使电气线路起火，造成火势蔓延扩大，因此在消防人员进入火场进行扑救之前应切断起火部位的非消防用电。不过切断非消防电源时应控制在一定范围之内，《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第6.3.1.8条文解释切断非消防用电的有关部位是指起火的防火分区或楼层。切断顺序应考虑按楼层或防火分区的范围，逐个实施，以减少断电带来的不必要的惊慌。在火灾确认后，当两探测器“与”门报警或消防泵启动后，才可以切断非消防电源，特别是在面积较大、人员密集的公共场所，这样可以防止因探测器误报引起的切非而引发不必要的恐慌和事故。
4 火灾自动报警系统总线制中应注意的问题
本项目的火灾自动报警系统采用总线制。《民用建筑电气设计规范》（jgj16-2008）第13.10.5条规定：当横向敷设的火灾自动报警系统传输线路如采用穿导管布线时，不同防火分区的线路不应穿入同一根导管内；探测器报警线路采用总线制布设时不受此限。可见，总线制系统不同防火分区的线路可以穿入同一根导管。我们知道，当火灾自动报警系统总线发生故障时，隔离模块作用是将故障总线与整个系统隔离开来，以保证系统的其它部分正常工作，同时便于及时确定故障的总线部位。当故障部分的总线修复后，隔离器自行恢复将被隔离的部分重新纳入系统。
5 火灾报警系统智能化的提高
本项目为超高层建筑，相对于普通的高层建筑而言，在消防设计中还应该考虑系统智能化的问题。这个问题分内外两个层次。对火灾报警系统内部而言，超高层建筑一般采用智能型地址编码探测器，而中小普通建筑多用非编码探测器，以回路区分建筑区域。鉴于超高层建筑体量大，面积多，其使用面积的分割具有较大的不确定性，因此，为了适应房间形状、面积、使用性质的变化，每条报警回路应留出30%左右的探测器数量裕量。
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：
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：
一、超高层建筑定义、建筑材料及结构体系
建筑高度超过100米的高层建筑通常称为超高层建筑。目前超高层建筑用于承受荷载的建筑材料主要有三种，分别为：钢结构、钢筋混凝土结构、钢混凝土组合结构。
二、超高层建筑在防火设计上的特殊要求
在我国《高层建筑防火设计规范》有关内容中规定超高层建筑除执行高层建筑防火设计的有关规定外，对超高层建筑提出了特殊的防火设计要求，如：
（一）建筑高度超过100m的高层建筑，其应在电缆井、管道井每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；
（二）建筑高度超过100m的公共建筑，应设置避难层（间），并应符合有关规定；
（三）建筑高度超过100m，且标准层建筑面积超过1000m2的公共建筑，宜设置屋顶直升机停机坪或供直升机救助的设施，并应符合有关规定；
（四）当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施；
（五）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。
通过对规范的研究，可以了解到超高层建筑从内部人员的逃生疏散、火灾范围的控制、排烟、供水、固定灭火设施上均提出了具体和更为严格的要求。
北京、上海等地相继发生高层建筑外墙火灾后，国家对高层建筑外墙保温材料的防火等级也提出了更高要求。
三、超高层建筑消防安全问题
超高层建筑在竖向的空间布置上得到了有效的延伸，从而使建筑业主对于建筑的内部空间进行合理的区域划分与功能的布置。正是超高层建筑的功能分区较为复杂，因此，消防监审部门不能够完全根据常规建筑的防火规范进行统一设计，需要针对不同功能分区采取必要的性能化设计。
四、超高层建筑火灾发生危险性
第一，可燃物较多，因此发生的火灾的负荷较大。超高层建筑的内部装修使用的材料主要是大量的可燃物，并且还敷设了很多的电缆电线。如果发生火灾，可燃物会产生毒害气体与大量的浓烟，并且沿着建筑的电梯井与垃圾井等竖向的.
第二，用电量大结构功能复杂。超高层建筑用途很多，其使用功能也相对复杂，提供办公、娱乐、餐饮、会议、商务、购物等功能为一体。并且，根据功能的需要，都会配置大量用电设备，因此其导致火灾发生的可能性因素很大。
第三，设备的日常维护和管理落实不到位，存在安全隐患。在超高层建筑的产权较为复杂、人员的流动性较大、使用功能复杂等。因此超高层建筑的消防设施长时间的使用后耗损程度较大，有些建筑内部甚至没有设计自动化的消防设施。
五. 超高层建筑消防设计
5.1消防设计的难点和目标
超高层建筑的高度一般超过100米，属于综合高层建筑，因此，消防设计难点主要体现在以下方面：
①消防扑救现场与扑救面难以确定。
②大型的地下停车库的疏散通道和疏散口与锅炉房的确定，以及柴油发电机房的位置。
③标准层的平面上的大空间的消防疏散设计。
④设计建筑避难层。
超高层建筑消防设计中，需要坚持：预防为主，防消结合“消防原则，并且完善超高层建筑消防自救能力，通过安全可靠消防防火措施，使建筑消防功能满足实用、安全、经济、技术先进要求。
5.2超高层建筑消防设计
①确定扑救现场与扑救面。根据超高层建筑的地理位置与周边环境，设计出合理的地形改造，最大限度的满足超高层建筑和城市道路之间的关系，从而实现项目建设合理性、经济型与可执行性。
②设计避难层。避难层提供给人员避难的安全场所，因此消防设计较为严格。根据《高规》：建筑高度如果超过了100米，其应该设置避难层。设置避难层，从超高层建筑的第一层到第一个避难层或者是在两个避难层间，但是不超过15层。其原因是火灾发生阶段聚集在建筑15层的避难人员是不允许经过楼梯进行疏散的，可以借助于室外登高云梯实现人员的疏散。所以，超高层建筑设计避难层，首先要考虑的是人员的安全疏散时间的控制，并且使室外消防登高车有效的施救高度，特别是第一个避难层需要充分的考虑消防装备水平，在设置消防登高车最大限度的伸展高度范围内。如果避难层每平米可以容纳5个人，并且适当的设计空余空间，因此好需要设计机械防排烟系统。
③标准层的平面空间上的消防疏散设计。根据超高层建筑的使用功能，进行规范设计，包括疏散宽度、疏散楼梯等。例如：如果属于综合办公区域，根据其使用功能，其内部的餐饮功能的消防难点是在第五层，如果按照消防疏散人员208个计算，疏散宽度应该设计为2.08米。如果会议层的消防难点是在第十一层，其疏散人员按照220计算，其疏散的宽度应该设计为2.2米。如果办公功能的消防难点层是标准层，面积按照929平方米计算，疏散人员按照156计算，其疏散宽度需要设计为1.56米。并且在疏散楼梯的设计上一般要求至少两部，每层都需要满足消防疏散要求。
④借用大型的停车库疏散口、锅炉房和柴油发电机房的位置的确定。如果超高层建筑的用地面积受到外界因素的限制，需要在一定面积内设计停车库，需要采用的是普通停车库和机械停车库相结合的设计方法。大型停车库的车辆出入口由于条件限制不能设计三个时，根据高度差关系，需要在建筑负2层或者是负3层分别设计通往到响铃的地下停车库的车行通道，并且借助于相邻的地下停车可地面出入口，从而实现了车库对外的出入口数量要求。但是，为了避免对主体超高层建筑的影响，需要在其周围场地设计景观造型和地面楼梯等外部造型。
结束语：
超高层建筑消防设计不但涉及以上几点，还包括建筑装饰材料的设计等。超高层建筑的设计基点都应该遵循我国的设计规范，根据超高层建筑特点，立足于防火自救，并且主动性的预防火灾发生，在装饰与保温材料上避免使用可燃性的建筑材料，严格把关施工。提高人民消防安全责任意识入手，保障人民群众的生命与财产安全。
参考文献：
