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Abstract: the main building and building a super-high layer, the total construction height of 137.55 m, based on the analysis of the high building fire fighting design, summarizes some of his own design experience.
Keywords: tall, fire protection, design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
超高层建筑是指建筑高度大于100米的民用建筑。现行规范没有专门针对超高层的消防设计规范，设计基本按照《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称“高规”）、《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》（以下简称“措施”）等进行。“高规”对超高层建筑的消防设计没有提出特殊要求，只有第7.4.6.2条“消火栓的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”，第7.4.7.2条“当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa；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”，第7.6.1条“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”。从上面几点可以看出，超高层建筑消防设计标准略高于普通高层建筑，但由于建筑高度的提升及建筑本身的避难层等，自然对消防带来更加复杂的设计问题，下面结合超高层工程实例浅谈一下消防设计体会。
1、工程概况本工程总建筑高度137.55m，建筑面积93101.6 m2。地下三层至地下一层为地下车库及设备用房，地上一层至四层为商场，四层以上为酒店式公寓，二十七层为设备层（避难层）。商场共四层，高19.95m，上托两座塔楼。西侧塔楼主体高度69.45m，东侧塔楼主体高度137.55m。水源为城市市政自来水，市政供水为双路供水，供水管径均为DN300，供水水压均为0.35MPa。
2、消防系统 本建筑物的火灾危险类别为一类超高层公共建筑，本工程设有消火栓系统、自动喷水灭火系统、七氟丙烷气体灭火系统和手提式灭火器。室外消火栓用水量30L/s，室内消火栓用水量40L/s，火灾延续时间按3h考虑；自喷用水量30L/S，火灾延续时间按1h考虑。地下三层设600m3的消防水池。包括3小时40L/s室内消火栓用水量432m3、1小时30L/S的自动喷水用水量108m3； 消防采用临时高压系统，在二十七层设有130m3消防转输水箱，在三十九层屋顶水箱间设有一个有效容积18m3 消防水箱及一套增压稳压设备。
2.1室外消火栓给水系统 根据“高规”规定，室外消防用水量为30L/S。分别从长江路、庐山路市政管网引一条DN300供水管，在室外成环状供水管网。在室外环状消防水管网上设室外消火栓五个，每个消火栓设计水量为15L/S，满足室外消防需要。
2.2室内消火栓给水系统消火栓给水系统按供水情况分为上、中、下三个区，各区由消防水泵分级向上供水。（1）中、下区为地下负3层～19层，消防加压水泵设在地下室负3层水泵房内，从消防水池吸水，水泵出水管直供中区 (5层～19层) ，减压后供低区(地下室负3层～地上4层)。
（2）上区消火栓系统为20层～39层，消防加压水泵设在27层设备层水泵房内，为满足高区消防时消火栓用水量的补给，在地下室负3层设两台消防转输泵，上区消防时，转输泵及上区消火栓泵同时工作。
（3）大楼各层均设有室内消火栓（带自救式消防卷盘组合型消火栓箱），其布置保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时到达被保护范围内的任何部位，每股充实水柱不小于13m。每根消防立管流量按不小于15L/S计。每个消火栓处设有直接启动消防水泵的按钮，并设有保护按钮的设施。每只消火栓箱内配备DN65单口消火栓，25m衬胶水龙带， ∅19水枪；配置消防卷盘，栓口直径为25mm，所配胶带内径为19mm，长度为30m，喷嘴口径∅6。消防栓口距地1.1m。
（4）中下区设两台消火栓给水泵，一用一备；上区设两台消火栓给水泵，一用一备。火灾时，按动任一消火栓处启泵按钮或消防中心、水泵房处启泵按钮均可启动相应的消防泵并报警。泵启动后，反馈信号至消防控制中心。各区消火栓系统最不利点的静压不超过1.0MPa，在供水压大于0.5MPa处消火栓采用减压稳压消火栓。中、下区设三套DN150消防水泵接合器，消防车通过水泵接合器可直接供水至中、下区消火栓系统。上区设三套DN150消防水泵接合器，消防车可通过水泵接合器直接供水至二十七层消防转输水箱，再由上区消火栓加压泵加压至上区消火栓系统。
2.3 湿式自动喷水灭火系统根据“高规”及2005年版的《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）, 本工程地下层车库及商场部分设置自动喷水灭火系统，按中危险II级设计，自喷系统喷水强度为8.0L/(min.m2)；其他部分按中危险I级设计，自喷系统喷水强度为6.0L/(min.m2)。自动喷水灭火系统的作用面积为160m2，最大设计秒流量为30.0L/S；湿式报警阀控制的喷头数不超过800个，每只喷头最大保护面积不超过11.5m2。自喷用水采用水池-水泵-水箱联合供水方式，自喷系统竖向分为高、低两大区。
（1）低区：地下三层至十九层，由设在地下三层的低区自喷泵供水，为避免供水压力过高一至七层经减压阀减压后供给。
（2）高区：二十层至三十九层，加压水泵设在27层水泵房内，为满足高区消防时的自喷用水，在地下负3层设两台消防转输泵（与消火栓系统共用消防转输泵），高区消防时，转输泵及高区自喷消防泵同时工作。
2设计参数
2.1火灾次数
本工程依据南宁市审图中心建议，公共建筑、连体建筑群公用一套消防给水系统时，其保护建筑总面积不应大于40万平方米，本工程总建筑面积370192平方米，可以按照同一时间一次火灾次数计算。
2.2消防用水量
依据《高层民用建筑防火设计规范》GB50045-95(2005版)及广西省地方规定，本工程需设置室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统，气体灭火等系统。各部分消防水量如下：（1）室外消火栓系统：设计流量30L/S，保护时间3h，用水量324m3室内消火栓系统：设计流量40L/S保护时间3h用水量432m3自动喷水灭火系统：设计流量30L/S保护时间1h用水量108m3其中：地下车库、底商：喷水强度8L/min.m2作用面积160m2办公、酒店：喷水强度6L/min.m2作用面积160m2大堂、中庭：喷水强度8L/min.m2作用面积260m2水喷雾灭火系统：设计流量45L/S保护时间1h用水量180m3用于燃油燃气锅炉房、自备发电机房喷水强度20L/min.m2作用面积120m2消防总用水量按同时开启的系统计算，总用水量为741m3。
3消防给水系统设计
3.1消防给水方式的比较与选择
常见的超高层建筑消防给水系统主要有以下三种形式：1）串联加压给水方式2)统一水泵加压减压阀分区给水方式3）高位水箱重力给水方式。统一水泵加压减压阀供水方式是在地下室消防泵房设置消防水池和加压泵，消防泵的供水压力满足整个建筑的供水要求。此方式消防泵杨程高，对水泵、管材及阀门承压要求高，且按《高层民用建筑防火设计规范》GB50045-95(2005版)要求，系统水泵出口压力不应大于2.5mpa。本项目若采用此方式，水泵出口压力达3.3mpa，不适合本项目采用。高位水箱重力供水方式是在屋顶设置高位消防水池，重力供应消防用水，优点是安全稳定性好，国内多有工程采用，缺点是屋顶水箱过大过重，对建筑结构不利，另外本工程单体较多，建设工期不同，物业及管理等不便。亦不适合本项目采用。串联加压给水方式是将个建筑按水压要求进行竖向分区，每个区由消防水泵或串联消防水泵分级向上供水，串联水泵设置在避难层。串联加压供水方式其安全性介于前两种消防给水系统之间，适合本工程建筑要求，决定采用串联加压的消防给水方式。
3.2串联给水系统方式分析与选择
超高层消防给水串联给水方式包括水泵直接串联和转输水箱串联方式两种，次两种方式各有利弊，设计中结合工程特点对次两种方式进行了对比分析，以选择更为经济合理的给水系统。水泵直接串联方式是指低区消防水泵与高区消防水泵直接串联的供水方式，此方式优点是节省空间，相对与转输水箱方式容积小，设备用房面积小。缺点是对电气控制要求高，安全性差。转输水箱方式是指低区消防泵供水至转输水箱再由高区消防水泵加压供高区。此方式要求转输水箱容积不小于60m3，相对水箱容积大，设备用房面积大，但安全性好于直接串联方式，电气控制要求相对简单。此两种方式为临时高压给水系统，不论何种串联方式，消防分区是一致的，按照消火栓栓口静水压力不应大于1.0mpa的要求，本工程竖向总体可分为低、中、高三个区，其中1号楼包含全部需三个压力区，2，3号楼包需设低、中两个区，4号楼、裙房及地下车库可只设低区一个区。由于三个超高层各自高度不同，避难层设置位置也各不相同，除低区统一设置外，中、高区加压泵需依据各单体避难层设置情况分别设置。综合考虑转输水箱方式和直接串联方式的特点，本工程更适合采用转输水箱方式，在各单体相应避难层设置消防泵房，内设消防转输水箱及加压泵。同时各区加压泵可兼作下一区屋顶水箱使用。
3.3转输泵组的设置
消防给水除低区各单体采用统一的消防加压泵供水外，至各单体中、高区转输泵可考虑统一设置或者独立设置两种方式，独立设置即采用一组消防转输泵各单体共用，优点是设备多，占用泵房面积大，但管理简单，但系统控制简单，安全性好。统一设置正好相反，结合本工程特点，各单体相对独立，施工建设周期等不可预见性大，同时考虑物业管理方便，设计中选择独立设置方式。超高层建筑中间转输水箱包括消防转输水箱和生活转输水箱两部分。消防的中间转输水箱在《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》（2003年）中规定：“采用水泵转输串联时，中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区消防给水屋顶水箱的作用，其储水容积按15~30min的消防设计水量经计算确定，并不宜小于60m3。”假如超高层建筑消火栓用水量为40L/s，自动喷水用水量为30L/s，则中间转输水箱的容积=（40+30）*10*60+（40+30）*5*60=63000（L），其中10min水量为本区屋顶消防水箱的水量，5min为上区水泵吸水池的水量，如还有其他水消防系统则把有可能在火灾时同时启动的消防系统的水量叠加计算，作为中间转输水箱容积。
3.4水泵接合器与移动泵的设置
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，2005年版）条规定，消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器。其条文说明明确提出：只有采用串联给水方式时，上区用水由下区水箱抽水供给，可仅在下区设水泵接合器，供全楼使用。《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001，2005）当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时，应采取增压措施。即在当地消防车供水能力接近极限的部位，设置接力设施。经征询当地消防部门意见认为系统各分区均应考虑设置消防水泵接合器，因此设计中按各区分别加设消防水泵接合器考虑。对于超高层建筑的消防系统，为节省投资，在消防车供水范围内的消防分区的消防加压泵采用电力泵作为备用，在消防车供水范围之外的消防加压泵设置柴油泵作为备用泵。在超高层建筑消防车供水范围之外的火灾发生且室内用水量不足时，首先由消防车在室外消火栓取水加压送水至中间转输水箱，再由消防加压泵加压供水灭火，如此电力泵发生故障，则柴油泵即可投入灭火工作。以上措施可解决高区水泵接合器的设置问题，保证消防安全。同时中区、高区消防水泵采用1用1备或2用1备，备用泵为电力泵，一般2台水泵同时发生机械故障的概率较小，只有电力故障情况下2台水泵均不会投入工作，因此设置移动柴油泵作为消防系统的备用泵，以避免在电力故障时消防加压泵不能工作。
中图分类号：TU972文献标识码： A
引言
随着我国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。针对目前超高层建筑越来越多,给排水专业规范对于超高层建筑的相关规定滞后,就目前在超高层建筑的给排水设计中遇到的问题,提出解决的方法以及需要进一步探讨和研究的措施。
一、供水方式的选择
重力供水和变频供水的节能性在学术界存在较大的分歧，目前为止没有国家性的法规及权威资料表明哪种供水方式更有利于节能。就笔者所参与的几个项目，笔者认为办公楼采用变频供水更为合理。首先超高层建筑大概每隔15层会设置一个避难层兼设备层，可利用第一个避难层以及每隔一个避难层设置中间转输水箱，每两个避难层中间楼层分为一个大区采用一组变频泵加压供水，每个大区再采用减压阀分为两个小区，而转输水泵采用液位控制启停的工频泵，这样基本上只用在第一个避难层及第二个避难层设置中间转输水箱，有效减少机房占用面积。此外，采用上述系统给水设备及管材最大承压为一、二避难层中间的高度，系统承压不会超过2MPa，目前的技术及设备承受此压力还是比较安全的。另外一方面由于办公楼的用水量较小，时变化系数为1.5，在变频加压水泵的选型上采用一个大泵配一个小泵及一个气压水罐并备用一台大泵，流量分配采用100%一50%一100 %，其中最后一个100%为备用，其水泵的出水量基本可以和系统的用水量相吻合，同时转输水泵采用工频泵，可以保证各水泵在高效区运行，达到变频节能的日的，并相应减少了机房的面积以及二次污染的机率。
对于酒店，由于其对压力的稳定性要求较高，为避免变频加压供水出现的用水忽冷忽热，酒店采用屋顶水箱重力供水更加合理。对于屋顶水箱一次污染问题，酒店一般有比较完善的物业管理，同时屋顶水箱设置为2个，可定时冲洗，并A酒店为24小时用水，水箱单的储水可得到及时更新，有效避免出现一次污染。此外，酒店建筑的用水特点是用水变化比较大，时变化系数为2―2. 5，如采用变频给水其水泵配置很难与用水曲线吻合，因此水泵不能保证在高效区运行，从而造成效率下降，能源浪费。因此酒店建筑的超高层建筑建议采用屋顶水箱重力供水。
二、中间转输水箱的计算
超高层建筑中间转输水箱包括消防转输水箱和生活转输水箱两部分。消防的中间转输水箱在《全国民用建筑工程设计技术措施 给水排水 》(2003年)中规定:“采用水泵转输串联时,中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区消防给水屋顶水箱的作用,其储水容积按15～30 m in的消防设计水量经计算确定,并不宜小于60 m3。”假如超高层建筑消火栓用水量为40 L / s,自动喷水用水量为30 L / s,则中间转输水箱的容积= ( 40 + 30)×10×60 + ( 40+ 30)×5×60 = 63 000 (L ) ,其中10 m in水量为本区屋顶消防水箱的水量, 5 m in为上区水泵吸水池的水量,如还有其他水消防系统则把有可能在火灾时同时启动的消防系统的水量叠加计算,作为中间转输水箱容积。而对于生活给水系统,《建筑给水排水设计规范 》(GB 50015―2003) 31718条规定:生活给水用中途转输水箱转输调节容积宜取5～10 m in转输水泵的流量。作为生活给水系统的转输水箱,其作用有两个:一为上区加压水泵的吸水井,此部分水量为上区水泵3～5 m in的出水量;二为下区转输泵的调节容积,即为保证初级水泵每小时启动次数不大于6次的调节水量,此部分水量为转输水泵5～10 m in的出水量,如上区水泵的流量为8 L / s,转输水泵的流量也为8 L / s,则转输水箱容积= 8×5×60 + 8×10×60 = 7 200 (L )。此为采用变频供水系统时的计算方法。如系统为重力供水系统,则中间转输水箱除作为上区水泵的吸水井外,还需有储存本区用水的调节容积,一般此部分调节容积按水箱重力供水服务区域最大时用水的50%计,两部分叠加计算为重力供水系统中间转输水箱的容积。
三、水泵接合器的设置
《高层民用建筑设计防火规范 》(GB 50045―95, 2005年版,以下简称“高规 ”)7141512条规定,消防给水为竖向分区供水时,在消防车供水压力范围内的分区,应分别设置水泵接合器。其条文说明明确提出:只有采用串联给水方式时,上区用水由下区水箱抽水供给,可仅在下区设水泵接合器,供全楼使用。《自动喷水灭火系统设计规范 》(GB 50084―2001, 2005年版,以下简称“喷规 ”)101412条规定，
当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时,应采取增压措施。其条文说明提出:根据某些省市消防局的经验,规定在当地消防车供水能力接近极限的部位,设置接力设施。可以看出,根据“高规 ”,在消防车供水范围之外的消防分区,无论是消火栓系统还是自动喷水灭火系统,均可不再设置水泵接合器;但是根据“喷规 ”,在超出消防车供水范围之外的自动喷水灭火系统的消防分区需要设置接力设施。根据上述规定首先可以得到一个结论,自动喷水灭火系统在消防车供水范围之外的分区也需要设置水泵接合器。那消火栓系统在消防车供水范围之外的消防分区是否有必要设置水泵接合器呢?“高规 ”11015条规定,当高层建筑的建筑高度超过250m时,建筑设计采取的特殊的防火措施,应提交国家消防主管部门组织专题研究、论证。从中可以看出,当建筑高度超过250 m ,目前的“高规 ”仅作为设计参考,所有的消防系统均需通过消防局组织的专题消防论证会论证。而“高规 ”11012条规定,高层建筑的防火设计,必须遵循“预防为主,防消结合 ”的消防工作方针,针对高层建筑发生火灾的特点,立足自防自救,采用可靠的防火措施,做到安全使用、技术先进、经济合理。从消防的原则可以看出,对于超高层建筑更应立足于自救,从超高层建筑火灾的危害和影响以及火灾的扑救难度考虑,更应加强消防设施的设计。虽然没有规范明确规定消火栓系统在超出消防车供水范围之外的分区也需要设置水泵接合器,但是笔者建议此种情况也设置水泵接合器,以保证消防系统的安全可靠。
因此在消防车供水范围之外的消防分区无论消火栓系统还是自动喷水灭火系统均需设置水泵接合器。如何设置?首先要了解水泵接合器的作用。“高规”7.4.5条文说明提到:水泵接合器的卞要用途，是当室内消防水泵发生故障或遇大火室内消防用水不足时，供消防车从室外消火栓取水，通过水泵结合器将水送到室内消防给水管网，供灭火使用。一般消防水泵采用1用1备或2用1备，备用泵为电力泵，一般2台水泵同时发生机械故障的概率较小，只有电力故障情况下2台水泵均不会投入工作，因此建议设置柴油泵作为消防系统的备用泵，以避免在电力故障时消防加压泵不能工作。采用柴油泵作为备用泵时，一般设计人员都会考虑柴油泵所使用燃料的储存和日常维护。柴油泵的国家制造标准规定柴油泵本身的油箱储存燃料为柴油泵运行3小时的燃料，因此不必要考虑另外再储存燃料。柴油泵的日常维护很简单，可定期由物业检查柴油泵的燃料是否充足，电瓶电量是否足够，定期启动柴油泵检查其运行情况。对于超高层建筑的消防系统，为节省投资，在消防车供水范围内的消防分区的消防加压泵采用电力泵作为备用，在消防车供水范围之外的消防加压泵设置柴油泵作为备用泵。
四、结束语
我国超高层建筑中对于火灾防范措施还不健全，和发达国家比还有一定的差距，问题也比较多，我们应该积极向发达国家学习，结合我国具体国情将超高层建筑的消防给排水设计到最佳，保障人民生命财产安全。
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］．
1 工程概况
该工程是由两幢超高层商务写字楼组成的双塔型建筑，该项目用地面积约15506m2，楼高130.85m，主体地上32层，地下2层，总建筑面积超过12万m2。地下2层为机动车停车库并设有消防水池，水泵房，变配电间等设备用房，部分设有人防；地下1层主要为汽车库，员工食堂，高配室等设备用房；l层为办公大堂，商业用房；2层为餐饮；3层为会议；4～32层为办公用房。其中；4层有避难平台，18层为避难层。
2给水系统
2.1日用水量
由于本项目为高档写字楼，参照有关资料高档智能写字楼每人占14m2筑面积计算。办公总人数定为5040人。用水量计算见表1。
表1用水t计算表
2.2 给水系统分区：
地下2层至3层（餐饮、商店）由市政水直接供给。
4至32层（主要为办公），采用变频加压供水，分为4区：
4至10层，采用低区变频加压设备减压供水；
11层至17层，采用低区变频加压设备加压供水；
19层至25层，采用避难层无负压变频给水加压设备减压供水；
26层至顶层，采用避难层无负压变频给水加压设备加压供水。
这样的给水分区保证各分区管网的静水压力不超过0.45MPa。
3排水系统
系统采用雨、污分流制。
室内采用废、污合流，厨房废水须经隔油池处理，根据杭州市人民政府公文处理简复单第19195号室外不需设置化粪池，污、废水在基地内合并一起在排人市政污水管网前设污水格栅井处理。
本工程卫生间采用同层排水技术。坐便器、小便器后建筑都做了175mm厚的假墙，壁挂式坐便器的隐蔽式水箱在此假墙内安装，排水支管也在此假墙内敷设。地漏采用同层排水专用横排地漏，施工时此地漏需预埋于结构板里30mm，地漏的水封高度不小于50mm。卫生间排水立管采用柔性离心铸铁排水管，加强型不锈钢式卡箍连接。此管具有强度高、接口可曲挠、抗震、快速施工等优点，在超高层建筑中使用很普遍。
4消防系统
4.1 工程消防用水量见表2。
表2消防用水量表
大空间智能型主动喷水灭火系统，管网与自喷给水管网综合设置，水量不计人消防水池的容积。
4.2消防水池、避难层消防接力水箱、及屋顶消防水箱
消防水池位于地下二层消防泵房内，容积按3h的室内消火栓用水量及1h的自喷水量考虑，容积为540m3，。消防水池分为两格，以便水池检修、清洗时仍能保证消防用水的安全性。
在A、B座18层避难层设置设备层，设备层各设置60m3消防接力水箱一座。A、B座屋顶均设有18m3的消防水箱，储备火灾初期10min的消防水量。在水箱间设有喷淋系统、消火栓系统消防增压稳压设备各一套。
4.3室外消防采用低压制
本工程自市政给水管11号路及13号路室外环网引DN150mm给水管各一根，绕区域呈环网，室外消火栓按小于120m间距设置；满足室外消防用水量要求；火灾时由城市消防车前来施救。
4.4室内消火栓系统
消防水池及低段消火栓泵位于地下室2层。消火栓水分高、低两段。低段为地下2层至17层，高段为18层至顶层。低段由消火栓泵直接供，分为两个区，其中地下2层至7层为低区（由减层水压阀减压供水）,8层至17层为高区（直供）。高段由设于避难层的消火栓接力泵加压供水，分为两个区，其中18层至25层为低区（由减压阀减压供水）,26层至顶层为高区（直供）。消防竖管布置保证同层相邻两个消防栓水枪的充实水柱能同时达到被保护范围的任何部位。消火栓的充实水柱不小于13m，除消防电梯前室的消火栓外，其余消火栓均配有消防卷盘。
低段管网的高低区分别设置消防水泵接合器。消火栓系统原理图，见图1。
图1消火栓系统原理图
4.5室内自动喷淋系统
自动喷淋系统的火灾危险等级，除汽车库及商场为中危险级Ⅱ级以外，其余均为中危险级I级。除建筑面积小于5m2的卫生间及不宜用水扑灭的部位外，均设置喷头。
消防水池及自动喷淋泵位于地下室2层。供水分高、低两段。低段为地下2层至18层，高段为18层至顶层。低段由自动喷淋泵直接供水。高段由设在地下2层的自喷转输泵供水至避难层的60m3消防接力水箱，再由避难层设备间的喷淋接力泵加压供水。
每个报警阀组供水的最高与最低位置喷水，其高程差不大于50m。
每个报警阀组控制的喷头数不超过800个。
低段报警阀组设于地下2层消防水泵房内。高段报警阀组设于18层避难层设备间。水流指示器按楼层及防火分区设置。每个水流指示器前设信号阀。
高低段管网分别设置消防水泵接合器。自喷系统原理图，见图2。
图2自喷系统原理图
4.6大空间智能型主动喷水灭火系统
裙房3层高（吊顶高度13m）的中庭设有标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置。此系统设有3只ZSS一25型自动扫描射水高空水炮，每只流量5L/s，设计总流量为巧15L/s，持续喷水灭火时间按lh计。此系统与湿式自动喷水灭火系统的管网综合设置，低段自喷泵流量和扬程均能满足本系统的要求。此系统设有独立的信号阀和独立的水流指示器，在自动喷水灭火系统湿式报警阀前将管道分开设置。自动扫描射水灭火装置和自动扫描射水高空水炮灭火装置的智能型红外探测组件与高空水炮为一体设置，一个智能型红外探测组件只控制一个高空水炮。
4.7药物消防
根据消防规范，建筑物各层相应部位均设置磷酸钱盐手提式灭火器，作为辅助消防设施。5设计中的问题探讨
(1）由于卫生间同层排水支管采用HDPE排水管，排水立管采用柔性离心铸铁排水管，支管与立管是不同的管材，施工中应做好支管与立管的连接。
(2）超高层建筑因其高度超过城市消防车的救火高度，其消防系统相对于一般的高层建筑来说更依赖于自救，消防要求更加严格。根据《自喷喷水灭火系统设计规范》第10.4.2条，当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时，应采用增压措施。本工程自喷系统的高段属于水泵接合器供水能力不能满足之处，高段由设在地下二层的自喷转输泵供水至避难层的60m3消防接力水箱，再由避难层设备间的喷淋接力泵加压供水。国家规范中没有对接力水箱的大小给出一个量化的规定，消防接力水箱的容积各地也不相同，本工程的选用水量为上段室内消火栓系统与自喷系统的10min用水量（(40L/S+30L/S)×60s×10=42m3）和低段的屋顶水箱18m3之和。
一.超高层建筑特点
工程多功能，有酒店、办公、公寓、商场、餐饮等，如上海的金茂、广州的西塔等；为满足竖向交通的便捷要求，电梯多，如上海环球金融中心有多部垂直电梯；管道井多，有新风井、排烟井、正压送风井，以及强电、弱电、给水排水、暖通、消防、天然气管道井等竖井，这些竖井能增加火灾蔓延的渠道和速度；因为高度高，室外风速随高度增加呈现幕指数增大，且上下、室内外风压差大，导致建筑为全封闭结构，开窗困难，特别是超过150 m 以上的高楼，通常不开窗。因功能多，管道井多，加之用电用气，致使点火能源多，导致火灾发生和蔓延的几率大，同时一旦起火造成的损失和社会影响大，为此超高层建筑的消防更应重视其安全可靠性。
二.给水方式的选择
2.1并联分区消防给水系统
并联分区消防给水系统；各区设有独立的消防水泵和消防水箱等，系统简单清晰，供水安全可靠性高，控制系统简单容易；不足的是水泵台数较多，所需泵房面积较大，初期投资大，设备维修管理麻烦。这种方式只有上区底部管路及阀门工作压力等级要达到2.5Mpa，其他部分均可控制在1.6Mpa这个压力等级范围；故比较适合用于供水高度在200m以下建筑。
另外一种并联分区系统减压阀分区消防给水系统，此方式有前者的所有优点，同时减少了中间水箱，减少了水泵数量，减少了占地面积，也减少了初期投资，而且系统更简洁。考虑控制管路系统承压在1.6MPA以内，此方式推荐在供水高度在120m以下建筑中采用。
2.2串联分区消防给水系统
串联分区消防给水系统又分水泵转输串联与水泵直接串联两种分区消防给水方式，水泵转输串联分区消防给水系统是通过中间转输水箱和转输泵一级一级把消防用水提升以满足消防用水要求；水泵直接串联形式与转输串联基本相同，只是水泵不是从转输水箱吸水，而是直接从下一级水泵的供水管上吸水。串联分区理论上不受建筑高度影响，可满足任何高度超高层建筑的消防给水要求；这种形式系统管网工作压力低；消防水泵功率较小，安全可靠。不足是，各区都要自设泵房，占地面积大，造价高，系统复杂，控制系统也复杂，设计计算繁琐，安全性没有并联的高；水泵直接串联方式存在水泵出水扬程不稳定，一级一级叠加，超压现象严重。
2.3重力式消防给水系统
重力式消防给水在建筑物最高处的适当位置设置高位消防水池，且水池有效容积能满足该建筑在火灾延续时间内室内消防总用水量，消防水池的水以重力方式向以下各消防给水分区供水。这种消防给水形式最重要的特点就是重力向下供水，避免了机械故障和火场供电中断对消防给水的影响，最为安全可靠。不足是增加了结构荷载，占用较多的宝贵的建筑面积，增加了初期投资。
以上仅介绍了几种常见的且应用比较广泛的超高层建筑消防给水系统形式；除了这几种形式外，还有很多其他形式，由于应用较少，就不在此累述了。另外在超高层建筑消防给水系统设计中，一般都是几种给水形式组合，很少单一形式应用，比如重力式系统中常结合串联转输系统和减压阀并联分区组合形式出现。如按压力分，还可分为常高压和临时高压制，
三.设计系统注意的问题
3.1中间转输水箱的溢流
由于火灾时消防泵不宜频繁启动，消防转输泵在火灾扑灭前应保持连续运转，加之火灾初期时中间转输水箱输入水量大于输出水量，必然造成消防水量的大量溢流损失。为解决这一问题，设计一般采用以下两种措施：①溢流管直接接入地下室消防水池；以确保储存足够的消防水量。②日常的转输水箱补水（非工作状态）可通过生活给水进行补水，不得用转输泵来补水。
3.2建筑避难层内泵房的隔音减震
建筑避难层一般设有生活及消防水泵房，若处理不好水泵运行时产生的噪声和振动，将会使上下楼层受到严重影响。对此设计上采取了以下措施：①泵房内墙面布置消音、吸音等材料；②水泵基础设阻尼减振装置；③在管道穿楼板处填充或缠绕弹性材料，禁止管道与楼板刚性连接；④水泵出水管上设缓闭式（消声）止回阀及水锤消除器，减少、消除水锤对管道造成的振动影响；⑤水泵进出口设置可曲挠橡胶接头，水泵进出水管上安装可隔振的弹性支、吊架；⑥必要时可在水泵机组外加装隔声罩，罩内强制通风，同时安装进、排气消声器。
3.3高区消防水泵接合器的设置问题
根据《高规》条文的规定，在消防车给水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器。而对于超出消防车的给水压力范围的高区，可通过水泵接合器接至中间转输水箱或预留的高区消防水泵接合器接力泵向高区管网给水。同时在考虑到消防电源被切断，即转输消防泵无法工作的极端情况下向高区的给水，可以在消防转输泵房内预留手抬泵位置，高区消防环管上预留手抬泵出水接口，手抬泵的吸水应由转输管分支管引来，可不进入转输水箱，通过首层的水泵接合器可实现接力给水。
四.关于系统可靠性建议
4.1对消防给水系统的改进建议
在超高层建筑消防给水系统中，串联式与重力式消防给水均存在大量中间水箱；如转输水箱、减压水箱和高位水箱。水箱容积一般按10min，消防用水量加18m3或15min-30min消防用水量确定，把所有水箱联通起来，可当作消防水源使用；在并未增加机房面积及初投资的情况下，增加了消防给水的安全可靠性。
4.2关于重力式系统消防水池容积如何确定的思考
重力式消防给水系统消防水池（尤其是高位消防水池）容积大小不仅决定了消防供水的安全可靠性，还影响着建筑功能性、结构的安全性及工程投资大小。在满足规范消防用水量要求前提下综合考虑这些相关因素，确定消防水池容积。
4.3加强自喷系统的应用
对于超高层建筑来说，消防应立足于自救，而自动喷水灭火系统是当今世界上公认的最为有效的自救灭火设施，应用最广泛，具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点。据有关资料统计，自动喷水灭火系统扑救初期火灾的效率在97%以上。所以我们在超高层建筑消防设计中应注重自喷系统应用，并应优先考虑自喷系统的消防给水可靠性。
4.4水泵接合器的设置
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着我国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。针对目前超高层建筑越来越多,给排水专业规范对于超高层建筑的相关规定滞后,就目前在超高层建筑的给排水设计中遇到的问题,提出解决的方法以及需要进一步探讨和研究的措施。
一、供水方式的选择
重力供水和变频供水的节能性在学术界存在较大的分歧，目前为止没有国家性的法规及权威资料表明哪种供水方式更有利于节能。就笔者所参与的几个项目，笔者认为办公楼采用变频供水更为合理。首先超高层建筑大概每隔15层会设置一个避难层兼设备层，可利用第一个避难层以及每隔一个避难层设置中间转输水箱，每两个避难层中间楼层分为一个大区采用一组变频泵加压供水，每个大区再采用减压阀分为两个小区，而转输水泵采用液位控制启停的工频泵，这样基本上只用在第一个避难层及第二个避难层设置中间转输水箱，有效减少机房占用面积。此外，采用上述系统给水设备及管材最大承压为一、二避难层中间的高度，系统承压不会超过2MPa，目前的技术及设备承受此压力还是比较安全的。另外一方面由于办公楼的用水量较小，时变化系数为1.5，在变频加压水泵的选型上采用一个大泵配一个小泵及一个气压水罐并备用一台大泵，流量分配采用100%一50%一100 %，其中最后一个100%为备用，其水泵的出水量基本可以和系统的用水量相吻合，同时转输水泵采用工频泵，可以保证各水泵在高效区运行，达到变频节能的日的，并相应减少了机房的面积以及二次污染的机率。
对于酒店，由于其对压力的稳定性要求较高，为避免变频加压供水出现的用水忽冷忽热，酒店采用屋顶水箱重力供水更加合理。对于屋顶水箱一次污染问题，酒店一般有比较完善的物业管理，同时屋顶水箱设置为2个，可定时冲洗，并A酒店为24小时用水，水箱单的储水可得到及时更新，有效避免出现一次污染。此外，酒店建筑的用水特点是用水变化比较大，时变化系数为2—2. 5，如采用变频给水其水泵配置很难与用水曲线吻合，因此水泵不能保证在高效区运行，从而造成效率下降，能源浪费。因此酒店建筑的超高层建筑建议采用屋顶水箱重力供水。
二、中间转输水箱的计算
超高层建筑中间转输水箱包括消防转输水箱和生活转输水箱两部分。消防的中间转输水箱在《全国民用建筑工程设计技术措施 给水排水 》(2003年)中规定:“采用水泵转输串联时,中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区消防给水屋顶水箱的作用,其储水容积按15～30 m in的消防设计水量经计算确定,并不宜小于60 m3。”假如超高层建筑消火栓用水量为40 L / s,自动喷水用水量为30 L / s,则中间转输水箱的容积= ( 40 + 30)×10×60 + ( 40+ 30)×5×60 = 63 000 (L ) ,其中10 m in水量为本区屋顶消防水箱的水量, 5 m in为上区水泵吸水池的水量,如还有其他水消防系统则把有可能在火灾时同时启动的消防系统的水量叠加计算,作为中间转输水箱容积。而对于生活给水系统,《建筑给水排水设计规范 》(GB 50015—2003) 31718条规定:生活给水用中途转输水箱转输调节容积宜取5～10 m in转输水泵的流量。作为生活给水系统的转输水箱,其作用有两个:一为上区加压水泵的吸水井,此部分水量为上区水泵3～5 m in的出水量;二为下区转输泵的调节容积,即为保证初级水泵每小时启动次数不大于6次的调节水量,此部分水量为转输水泵5～10 m in的出水量,如上区水泵的流量为8 L / s,转输水泵的流量也为8 L / s,则转输水箱容积= 8×5×60 + 8×10×60 = 7 200 (L )。此为采用变频供水系统时的计算方法。如系统为重力供水系统,则中间转输水箱除作为上区水泵的吸水井外,还需有储存本区用水的调节容积,一般此部分调节容积按水箱重力供水服务区域最大时用水的50%计,两部分叠加计算为重力供水系统中间转输水箱的容积。
三、水泵接合器的设置
引文： 建筑消防设计的好坏影响着人们居住的生活质量，以及生命健康，而且目前我国超高层的建筑迅速增多，超高层建筑的消防设计更加有难度，目前的超高层建筑消防设计中仍然存在问题，下文叙述了目前我国超高层建筑消防设计中出现的问题以及相对的解决对策。
一. 超高层建筑消防设计中存在的问题
（1）临街登高面问题。
高层建筑临街面往往设计有装饰幕墙，而室外消火栓，水泵结合器及消防水池等也宜临沿街设置。稍有忽视，很容易将室外消火栓等布置在幕墙之下，一旦火灾幕墙坍塌，严重影响消防车吸水、供水等扑救。
（2）消防车道问题。
（a）环形消防车道与地下车库出入口的交叉处问题。城区内多数高屋建筑均设计地下车库，而地下车库的出入道又多为利用高屋建筑的环形消防车道引入地下，在设计时往使得消防车道与地下车库的出入口车道连接交叉外出现坡度及倾斜面。
（b）许多高层建筑对登高消防车辆的操作场地考虑不周，多数仅以环形消防车道宽度来考虑。以此宽度作为登高消防车的场地，将远远不能满足登高消防车的操作空间要求。
（3）裙房及楼梯疏散口问题。
（a）临街高层建筑底层一般设计为商铺，当考虑作为登高面时，多数设计为追求商业价值而规避设计直通室外疏散楼梯或直通楼梯间的出口，往往将疏散楼梯或出口布置在非登高面的一侧。
（b）在城市区域内的高层建筑，多为追求商业价值，建筑裙房设计多在四层左右，由于裙房作商业用途，每层层高净空多为4-4.5米以上，往往裙房高度超过防火规范 5米要求，多数裙房的进深也大于4米。
（4）无法有效的保障消防用水的水质。
对于建筑规模小的项目，其生活用水和消防用水水池大部分单位都是进行合建的，因为如果分开来建的话，太不划算，所以生活用水一般都是建在消防用水的上面。当然如果上面的生活用水比较快的话，那么对下面的消防用水的质量是不会产生什么影响的；但是如果上面的生活用水量用的比较小的话，那么就会对下面的消防用水水质产生一定的影响，致使消防用水的质量不能达到防火规范中对水质的要求，无法对其消防效果产生有力的保证。
（5） 超高层建筑在建筑造型、外立面设计、屋顶设计方面突出其独特性和创造性，大面积采用玻璃幕墙和钢结构等建筑结构，这些特殊的结构形式会带来一些特殊的消防问题。
二. 处理建筑消防设计中问题的相应对策
（1）临街的登高面的设计。
建在市区或商业街的高层建筑，当确定其临街一面作为消防扑救登高面时，其优点是可以充分利用临街一侧的道路保障登高消防车的场地需要，但特别要注意，设计时要避免在登高扑救面一侧外墙设置玻璃幕墙。由于幕墙的设置增加了建筑外观美的效果，对装点城市起到了重要的作用，设计思路上考虑采用较多，但往往一旦火灾，会给消防扑救带来极为不便的后果。火灾证实，玻璃幕墙在火的作用下会炸裂和塌落，导致消防人员扑救火灾时无法靠近建筑。同时、一旦幕墙下设计有消火栓、消防水泵接合器，火灾时由于幕墙的塌落下掉。这些灭火设施将无法使用，也容易导致扑救人员的伤亡。在临街登高面乃至最高顶层还应避免设计霓虹灯之类的大型商业广告和其它影响消防登高扑救的景观设计。登高面一侧还应避免过多的凹凸造型，影响登高消防车登高平台靠近各层门窗、洞口。
（2）消防车道的设计。
“高层建筑的周围，应设环形消防车道”。在设计环形消防车道时应注重考虑以下几个方面问题：
一是消防车道的净宽不应小于4米，同时，消防车道上空4米以下范围内不应有障碍物，尽可能地考虑消防车道距高层建筑外墙距离大于5米，以保证消防车的顺利通畅。
二是在消防车道上尽量避免设计地下暗沟、化类池、燃气管道、电缆沟等，确有困难时，在结构设计上应满足大型消防车的荷载通行。
三是消防车由于运载的多为水，在运行时由于贯性作用，车辆的控制难度较大。因此，在山地或有坡的消防车道其坡度不宜大于10%。防止车辆打滑。
四是设计消防车道时应重点考虑消防车的最小通行转弯半径要求，在城市密集区的建筑往往容易忽视该问题。所谓消防车的最小转弯半径是指消防车回转时消防车的前轮外侧循园曲线行走轨迹的半径。
（3）登高裙房、边长、疏散的楼梯与出口设计。
“高层建筑的底边至少有一个长边或周边长度的1/4且不小于一个长边长度，不应布置高度大于5米、进深大于4米的裙房，且在此范围内必须设有直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口”。我们在进行消防设计时要尽力考虑规范的强制规定。其意义是登高边不应小于1/4周边长度且不小于一个长边的长度。尤其是一些矩形建筑、多边形平面的建筑应考虑满足一个长边的长度作登高扑救边；其二是在登高扑救面一侧必须设置有直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口。这一规定是确保一旦建筑火灾时能保证人员及时逃生和便利消防登高车扑救的需要，在实际设计中，城区的高层建筑为节约用地，往往将登高面和登高场地的布置多与商业街、步行街等主要街面一侧一同考虑。但是，许多处于繁华的商业区、商业街、步行街的临街面的商场、门面商业价值又使得房开商或设计时规避在这一侧面布置直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口。
（4）有效的保证消防用水的质量。
为了有效的保证消防用水的质量，在设计过程中应该尽量把生活用水和消防用水的水池分开建设。另外也可以采用各建筑、小区的生活用水水池采取各自建设，生活用水水池的储蓄量也不会太大，这样在水池中的停留时间也就不会太长，可以有效的保证其水质，也避免造成水质的二次污染。而消防用水水池则可以采取若干小区或者建筑在统一区域内，合建的方式，来集中进行消防供水。
（5） 保证该建筑玻璃幕墙的防火安全性，是超高层建筑设计的一个重要考虑因素。
（a） 玻璃幕墙的防火封堵构造系统，在正常使用条件下，应具有伸缩变形能力、密封性和耐久性； 在遇火状态下，应在规定的耐火时限内，不发生开裂或脱落，保持相对稳定性。
（b） 楼面梁、房间隔墙等处容易导致火灾蔓延的部位，玻璃幕墙的内衬板应当采用燃烧性能为 A 级的材料。非透明处玻璃幕墙的内衬板与玻璃内表面的间距不得小于50 mm，且不得使用深颜色的内衬板。
结束语：
本文探讨了超高层建筑消防设计中存在的问题，建筑消防的安全涉及到人们的安全，因此，高层建筑的消防设计事关重要.随着超高层建筑渐进的出现，建筑消防安全性能的设计与应用更加重要，还需建筑的设计人员、消防的专业人士探讨与研究。
参考文献：
[1]周克红，马 林.高层民用建筑消防设计中的体会[J].科技向导.2010，24：238-239.
以深圳市某大厦为例，本工程为一商业-办公综合超高层建筑，建设用地面积8089.94 m2，总建筑面积162129.67 m2。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。
一、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。
二、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。
规范中关于防火卷帘的规定有以下三方面：（1）《民用建筑电气设计规范》（jgj16-2008）第13.4.5条及《火灾自动报警系统设计规范》（gb50116-98）第6.3.8条均要求疏散通道上防火卷帘两次降落到底；用作防火分隔的防火卷帘应一次下降到底。（2）两规范均要求疏散通道上的防火卷帘两侧应设置手动控制按钮。（3）对用作防火分隔的防火卷帘只有《民用建筑电气设计规范》（jgj16-2008）要求其两侧宜设置手动控制按钮。前两个方面的规定是为了满足火灾时人员疏散及逃生的方便快捷；而后一方的规定是为了非火灾状态探测器误动作时，能强制开启防火卷帘，所以为“宜”，而不是“应”。两本规范并不矛盾，仅是出发点不同，我们应结合实际工程认真领会规范实质，并根据具体情况区别对待，才能做出合理的设计。
三、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。
四、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。如下图所示：
《消防联动控制系统》（gb16806-2006）也规定，报警回路每隔32个编址单元（包括探测器、模块、手动报警按钮等）至少使用一个隔离模块。综合两规范规定，报警总线虽然可穿管跨越不同防火分区，但总线回路中的隔离模块同样应按照防火分区进行设置，即总线跨越防火分区时必须设置隔离模块。否则，当某一个防火分区发生火灾时，其线路有可能被烧短路，在其他防火分区与之连接的探测器因没有模块的隔离作用而不能被控制器监控，从而造成故障范围的扩大，降低了报警系统的使用功能。
五、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。
对火灾报警系统外部而言，智能化的含义主要指系统联动。超高层建筑一般为重要建筑，其政治、经济价值巨大，如果灭火不及时，损失将是惨重的。因此，采用系统联动方式，就成为争取火灾前期时间和主动权的有效手段。例如，火灾报警系统与保安监控系统联动，在火灾之初，火场的摄像机可将现场画面迅速传至中央控制室，通过实景画面，值班人员可以立即确认火灾或是探测器误报，从而马上采取排烟、广播、正压送风、启动消防泵、喷淋、向消防局119台报警、降客梯、切非消防电源等一系列应急措施。又如，火灾报警系统与车库管理系统联动，一旦发现火情，便可声光报警，强制抬起进出口栏杆，使车辆尽快逃出车库。另外，火灾报警系统还可与楼控系统、广播音响系统及门禁系统等联动。只要这些措施可靠得力，超高层建筑的火灾便可被消灭在萌芽状态，将损失减至最小。
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：
1 超高层建筑灭火救援研究的意义及难度
超高层建筑象征着一个地区的经济水平，近年来一些地标性的超高层建筑不断兴建。而随着城市用地的紧张一些住宅类建筑也逐步向高层甚至超高层方向发展。但随着建筑高度的增加，建筑防火问题也就显得异常严峻。超高层建筑一旦发生火灾，扑救非常困难，很容易造成重大的财产损失和人员伤亡，社会影响极大。因此针对超高层建筑的灭火救援研究就显得十分必要。超高层建筑由于高度的原因，供水较为困难，其次针对火灾蔓延后的扑灭工作及高处人员救援工作也较难进行。对这些问题的研究对超高层建筑的灭火救援工作将有非常大的帮助。
2 超高层建筑群的含义及国内分布现状
通常超高层建筑定义为高度在 100 m以上或层数在40层以上的建筑，国际上普遍将高度100 m以上的建筑称为超高层建筑。而超高层建筑群即多栋聚集在一起的超高层建筑，通常出现在城市的商业中心，按其分布特点大致可分为一高多矮型、多高多矮型、等高型三种形式。随着经济与技术的发展，一些城市的核心地段不断兴建超高层建筑，逐步形成了超高层建筑高度密集聚集于同一小片区域，从而形成小范围的超高层建筑群。最具代表性的如上海的陆家嘴地区由上海环球金融中心、上海中心大厦和金茂大厦及周边建筑形成的金三角超高层建筑群。此外一些大型地产项目近年来也开展了众多超高层建筑群住宅项目，并且规模和数量都在逐年增加。
3 现有超高层建筑灭火方法及优缺点
众所周知超高层建筑防火问题是一个世界性的难题，世界各国科技界和工程界在实践下总结了许多可靠的经验和方法。
1）建筑自动灭火系统
从结构本身入手，采取不燃或难燃材料进行建筑装饰。完善结构的水灭火系统，做好防火规范要求的内容。此方法优点是能够从起源出防止火灾的发生，并且将火灾控制在一定的范围内。缺点为一旦遭遇外部巨大影响如美国911事件中飞机撞击等将失去灭火效果。并且其依靠消防员进入建筑内部进行灭火作业，到达着火点所需时间较长，火势容易蔓延且一旦失去控制后外部灭火措施很难起到作用。
2）消防水车灭火
消防车具有机动性强，可由消防水池给水，面对较低楼层火灾具有相当大的优势，且有一定的救援能力等优点。但目前举高消防车的最大举高高度在100米左右，最大射水距离也不超过150米，这对于超高层建筑的较高楼层来说是远远不够的。
3）直升机灭火
直升机飞行速度快，机动性强对于出行受限 、交通拥堵 、无法在第一时间内到达火灾现场等情况具有独特的吸引力和无可比拟的作战优势但由于运量小，且受可视状况影响较大，晚上作业风险高。
4）火箭弹灭火
目前有研究利用火箭弹精确制导，携带灭火弹头进行灭火的技术，射程高，穿透力强，精确度高等优点。但危险系数高，易误伤人员安全且不能提供救援手段，目前应用不多。
4 以超高层建筑群为基础的灭火救援新方案的概念及适用条件
以超高层建筑群为基础的灭火救援新方案即将一定区域的超高层建筑看做一个体系利用相邻的高层或超高层建筑的高度优势对起火建筑提供辅助的外部灭火救援的一种灭火思路。此方法突出优点是建立了群防的概念，即将一定区域的房屋看做一个综合的防火体系，进行联合防火和救援。此外，由于借助周围相邻建筑的高度优势，可以在很大程度上解决超高层建筑因高度而造成的灭火救援难度。建立超高层建筑之间的横向水平联系机构，从而实现消防水带的水平移动，并结合地面举高消防车，从而完成对建筑全高度的灭火覆盖。借助于超高层建筑避难层的设计，通由水平联系机构实现一定人数的避难人员向相连建筑的紧急逃生。
以超高层建筑群为基础的灭火救援方案必须满足一定的适用条件，即对建筑物群内各建筑的建筑高度，建筑间水平距离，区域风向，建筑立面及外墙构造措施等有一定的要求。首先高度方面，对于等高型超高层建筑群可以等高设置水平联系装置。对于一高多矮型超高层建筑群在下部可以等高设置水平联系装置，在上部可以由各较矮建筑楼顶向最高建筑各层设斜向水平联系装置。而对于多高多矮型超高层建筑群则可根据情况混合布置两种水平联系装置。在建筑立面方面需要确定水平联系装置的固定位置，以达到最少的固定点和覆盖最大面积的相邻建筑外立面为最佳。此外，建筑避难层的设计应当考虑人员的逃脱出口等问题。
5 以超高层建筑群为基础的灭火救援方案的构成与具体构造措施
以超高层建筑群为基础的灭火救援方案的主要构成为建筑群内单个建筑内部的消防供水系统、联系相邻两个建筑之间的水平向的联系装置以及其上灭火救援装置。
以超高层建筑群为基础的灭火救援方案的前提是建筑群区域内每栋建筑都有完善的水消防系统，且能够保证建筑的中部及顶部相应位置拥有足够的消防用水和供水能力。每栋建筑根据与相邻建筑的距离，高度，立面情况及模型分析等情况设置相应的消防供水出口。本部分可结合超高层建筑的避难层进行相应的设计。其次是相邻超高层建筑之间的联系。根据具体情况的不同，可采用缆索进行、钢桁架等方式进行连接。若相应条件允许，此连接可永久固定于两相邻建筑中。若不允许，则可收纳于相应建筑内部连接点处，待紧急情况下可通由发射装置或直升机等飞行器进行快速连接。灭火救援装置则附在水平联系构件上，由消防水带和可遥控的喷头（可借鉴现有的消防水炮）组成。灭火时可由刚缆索将消防水带引出到预订距离，开通消防阀门，调整喷头方向，对着火建筑物进行灭火。同样可在缆索上设计逃难箱，供人员逃生用。
6 相关制度的建立及要求
以超高层建筑群为基础的灭火救援方案必须依赖于相应制度的建立。在现有消防体系下，着重建立区域性超高层建筑群联防机制。在超高层建筑群内每栋建筑建立相应的消防站点，配备专业的消防人员，在本栋建筑发生火灾后能够的第一时间进行处理并将火灾的具体情况进行汇报。相邻建筑则随即进入灭火状态，人员就位并进行设备的调试，等待消防指挥部的指令进行相应的操作。此法可在最短时间对火灾进行处置并做好了针对火势扩大后的外部救援准备。与此同时，还必须定期组织防火演练，提高人们的消防意识与火场逃生能力及相应设备的使用熟练度。定期检测相关设备确保所有设备全天候待命状态。
7 结语
本文提出了一种以超高层建筑群为基础的灭火救援新方案，此方法巧妙利用了相邻建筑的高度优势来提供灭火资源。为解决超高层建筑群中超高层建筑的灭火救援提供了一种新的思路和方法。
参考文献
