摘要：對高層建筑消防設計中自動噴水系統與消火栓給水系統的合與分，頂部幾層增壓方式及消防貯水不被動用的措施等問題進了探討，這對設計的合理性、經濟性具用非常重要的意義。
　　關鍵詞：信號閥，消防貯水，自灌式，水位傳感器；
　　高層建筑是密切伴隨著社會的進步、經濟技術的發展而發展，而消防設計對高層建筑是非常重要的，本文就以下幾個消防設計問題提出探討性意見，以供商榷。
　　1 兩種消防系統分與合的問題
　　消火栓給水系統與自動噴水滅火系統是分開還是合并：我國《高規》指出：“室內消火栓給水系統與自動噴水滅火設備信號閥后的管網應分開設置。”此條表示兩個系統可完全分開，也可半分半合（即前部合，后部分）。那么，這兩個系統前部是分還是合即兩種系統分與合？
　　1.1分開的根據
　　1.1.1兩者作用時間不同
　　按規定,室內消火栓使用持續時間為3h,而自動噴水滅火裝置為1h，若兩者在自動噴水系統信號閥前合并，則發生火災1h后發必須有人去關閉信號閥處的閥門，這在火災緊張忙亂之中不易做到,特別是當建筑物層數較多或建筑物面積較大，功能分區較多的建筑設有多個信號閥時更難做到。若該閥門未能關閉，則火災1h后自動噴水滅火系統雖已失效，但仍在繼續噴水，這勢必分散和占用消火栓給水系統的用水，對消火栓給水系統的繼續發揮作用是十分不利的。
　　1.1.2兩者的壓力要求不同
　　根據設計消火栓栓口壓力一般在0.2Mpa左右，而自動噴水滅火系統中的噴頭處工作壓力一般為0.1Mpa，其最不利點處且允許降到0.05Mpa。兩者前部分合并時，消防水泵供水壓力按消火栓給水系統需要考慮，則超過自動噴水滅火系統所需壓力，特別是當建筑物下部裙樓為商業用，需設自動噴水裝置，而上部塔樓為住宅，僅需要設置室內消火栓時，這個矛盾就更加突出了。
　　1.1.3兩者對水質要求不同
　　消火栓給水系統對水質要求不嚴格，可以使用不同水源；而自動噴水滅火系統由于噴頭出水孔較小易堵塞，要求有較好的水質，其水泵吸水管一般需裝有管式過濾器。特別是對于地下室位置較緊張且建筑物附近有天然水源的情況下，為安全起見，最好交將兩者分開，讓消火栓利用天然水源，自動噴水滅火系統用貯水池水。這樣一來可以減少消防水池的容積，二來使自動噴水滅火系統的水質得到保證。
　　1.1.4更好地解決水泵開動初期的超壓問題
　　由于國內消防水泵是由清水泵變換身份而來，兩者的特性曲線實際上是大同小異。清水泵有陡降型、峰值型和平緩型三種Q～H特性曲線。發生火災時，消火栓并不是一開始就投入若干水槍，達到消防設計流量，自動噴水滅火系統只開1～2個噴頭，所以在發生火災初期，消防系統用水量少于消防泵的設計流量時，將產生超壓現象，即管網內壓力升高，有時超過管道允許壓力而造成管道破裂（特別是在高層建筑）。若兩者前部分合，由于消火栓給水系統的設計流量一般在30～40l/s之間，自動噴水滅火系統的流量一般在20 l/s和30l/s之間，而消防水泵的設計流量按消火栓給水系統的流量，這樣，自動噴水滅火系統與消火栓給水系統的超壓是不一樣的，若兩者前部分開，就能更好地解決消防水泵開動初期的超壓問題。
　　1.2合的根據
　　當消火栓給水系統與自動噴水滅火系統的工作壓力相差不多時，可以通過減壓孔板消去自動噴水滅火系統中過大的壓力；另外，在前部合，從經濟上是比較合理的。因為分開后，消火栓，自動噴水滅火系統各需兩臺泵，管道也增多了，在地下室面積緊張的情況下顯得尤為突出。如果合的話，則只需兩臺水泵，管道也減少差不多一半，是非常經濟的。
　　綜上所述，從理論上講，兩者分開最好，但對一個具體工程是分是合還要根據具體情況而定，如深圳國貿大廈，整個建筑物由主樓及裙樓組成，主樓地面以上50層，高160m，總建筑面積10萬m2，該樓是以商業、辦公為主的綜合性大廈，該大廈的兩種消防系統前部分是分開的。再如，廈門的水仙大廈，該大廈為商務大廈，大廈主樓為23層，建筑面積3萬m2。主樓為寫字樓和公寓樓組成，寫字樓高90m，公寓樓高75m，裙樓二層，該大廈的兩種系統前部合。
　　2頂部幾層增壓方式的比較
　　高層建筑頂部水箱的設置高度受建筑物美觀的限制，一般不能滿足頂部幾層的消火栓或自動噴水噴頭的水壓要求，因而常需另設增壓裝置。通常采用的增壓方式有以下幾種：
　　（1）頂部加設氣壓給水設備，（2）加裝穩壓泵組。（3）頂部加設一套由頂部幾層消防按鈕直接啟動的水泵（此法僅適用于消火栓系統）。
　　加設穩壓泵組在國外很流行，其關鍵在于配置低功率穩壓泵及可靠的壓力繼電開停裝置。但若管道中壓力波動快，則有穩壓水泵頻繁啟閉的弊端。（國貿大廈進口了英制穩壓泵組就存在這樣的問題）。
　　當頂部水箱低于最高層時、用啟泵按鈕啟動頂部火栓泵加壓（此時由頂部水箱抽水，10min后自動關閉），則存在著控制復雜，開泵前頂部消火栓中無水的缺點。頂部加設氣壓設備，常用的是穩壓隔膜式氣壓給水設備。首先，用在這里的氣壓給水設備負起調節壓力，自動啟閉水泵自動供水的作用。但氣壓罐仍有一定的調節容積（容積按1個消火栓的流量或5個噴頭的流量，1min的時間計算），該容積能保證消防泵開啟前的水量需要。這是因為泵的啟動只需要幾十秒的時間，所以，不管是從壓力調節還是從流量來看，設置1～2l/s穩壓泵最好。其次，氣壓罐裝有電接點壓力表，可根據消防系統任何點壓力的變化，自動控制多臺消防水泵啟動和停止，可取消消火栓處的啟泵按鈕，這就大大簡化了消防水泵的自動控制系統。再次，消防水泵的開啟由電接點壓力來控制，系統一旦超過設計中所需的消防壓力，可經安全泄壓閥泄掉過高壓力，使消防水泵開動初期產生的過高壓力得到很好的解決。最后氣壓給水設備平時水泵啟動次數不多，管網經常處于穩壓充水狀態，比較安全。（如廈門水仙大廈在層頂設計一個調節容積為0.478m3的1600×2170隔膜式氣壓罐，總容積為1.59m3）。
　　綜上所述，不論消火栓系統還自動噴水滅火系統頂部幾層加壓均宜選用頂部加壓給水設備這種措施。
　　3合用水池保證消防水容積措施淺議
　　在《給水排水設計手冊》（2）中，介紹了在消防與生活或生產合用一個貯水池時，消防貯水不被動用的兩種措施如下：
　　（1）抬高生活泵吸水管標高到消防水位標高，并在吸水管消防水位高度上鉆10mm小孔。（如圖），這種方法是能保證生活泵為自灌式，并且消防貯水不被動用，但生活水泵安裝高度將會提高，對地下室水泵房的安裝增添麻煩（如水泵基礎提高，管道安裝受影響等）。
　　      
　　（2）在貯水池中高溢流墻（如圖2），此方法中如何保證不出現水流死角是關鍵，而手冊中未提及，在實際設計中也不常見。
　　            
　　上面兩種雖然是可行的，但我認為下面的兩種方法更好一些：
　　第一種，將生活泵吸水管設計成∩型，頂端與消防水位相平，在消防水位高度鉆10mm小孔，（如圖3），這種方法既能保證生活泵為自灌式，消防貯水不被動用，又能不抬高水泵安裝高度。
　　            
　　第二種，采用與電氣專業相結合，利用自動控制方法（水位傳感器），保證消防用水，此法為最先進，最安全的方法
　　1． 錢維生。高層建筑給水排水工程。上海：同濟大學出版社，1989
　　2． 張延燦。給水排水設計手冊（2）。北京：中國建筑工業出版社，1988
　　3． 馬杰.合用水池保證消防水容積措施淺析。給水排水，1993，（7）：34-35
　　4． 《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084-20012005年版)
　　5． 《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045-952005年版)
　　6． 《火災自動報警系統設計規范》(GB50116-98)