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摘要:本文结合成都超大规模住宅区工程实例, 对大型超高层住宅小区消防系统设计进行阐述，可供同大家参考。
关键词: 系统设计; 计算负荷; 设计方案
水 消 防
概述
中德.英伦联邦住宅小区座落于成都市红星路南沿线。
工程规模：总建筑面积：584560.862 m2
居住总户数：3630户
居住总人口（3.5人/户）：12705人
本项目包括：一栋独立33层高层住宅（18#楼）、两栋三联体33层高层住宅（19#、22#楼）、四栋二联体33层高层住宅（13#、14#、15#、20#楼）、两栋独立46层超高层住宅（23#、24#楼）、两栋46层超高层住宅（16#、17#楼）及联体一栋三层商业中心、一栋两层农贸市场、一栋三层独立幼儿园、两层地下车库。
设计范围
建筑红线内室外消火栓系统。
建筑内消火栓系统，自动喷水系统，泡漠-喷淋灭火系统，建筑灭火器系统。
三、消火栓及自动喷水系统
3.1 水源。
1）.本工程水源为城市自来水。
2）. 供水压力0.25MPa。
3）. 本工程拟从小区东侧红星路南沿线市政给水管道上接两根DN350mm的引入管。建筑红线内，分别设DN350住宅水表一块，DN100商业水表一块， DN100绿化水表一块。
3.2 消防用水量（小区消防统一考虑）
本工程16#、17#建筑消防用水量按一类高层综合楼设计，13#、14#、15#建筑消防用水量按一类高层商住楼设计，其余按普通住宅考虑，同一时间内的火灾次数按一次计，自动喷水灭火系统地下室按中危险Ⅱ级设计，其余自动喷水灭火系统按中危险Ⅰ级，自动喷水用水量取30 L/S，消火栓系统及自动喷水灭火系统用水量如下：
3.3 消防水池、消防转输水箱、天面消防水箱
本工程采用临时高压给水系统，室内消火栓系统及自动喷水灭火系统均由消防水泵供水，消防水池设在23#楼地下一层，消防水池贮存一次火灾室内外消防用水量。消防水池有效容积为864m3（含室外消防用水量）。其中，超高层住宅24#楼屋顶设置消防水箱，消防水箱有效容积为18 m3。另， 24#楼第14层（避难层）设置消防转输水箱，有效容积为31.2m3（10min消防水量）。
3.4 室外消火栓给水系统
室外消火栓系统用水量为30L/S, 作用时间3h。本工程拟从小区东侧红星路南沿线市政给水管道上接两根DN350mm的引入管作为消防水源，在该小区道路内形成环状给水管道，管径DN350。沿小区室外消防车道设置地上式室外消火栓（SS150/80），供应室外消防给水。消火栓间距不超过120米，距离路边不大于2米。发生火灾时，由城市消防车从现场室外消火栓或消防水池吸水口取水经加压进行灭火或经消防水泵接合器供室内消防灭火用水。
3.5 室内消火栓系统
3.5.113~15#商住楼设计流量: 40L/S, 火灾延续时间2小时, 16~17#综合楼设计流量: 40L/S, 火灾延续时间3小时,其余普通住宅设计流量: 20L/S, 火灾延续时间2小时，水枪口径Φ19,射流量≥5L/S, 13~15#商住楼以及16~17#综合楼室内消火栓立管管径DN150, 过水能力15L/s, 其余普通住宅室内消火栓立管管径DN125，过水能力10L/s。室内消火栓间距≤30M, 建筑物内任何一点均有2股消防水柱同时到达。各消火栓箱内配置DN65，SN型消火栓两只，Φ65合织衬胶水带一条，长25m，Φ19mm直流喷枪一支，消防软管卷盘一套。屋顶试验用消火栓前设压力表，室内消火栓给水管道由阀门分成若干独立段，保证检修管道时关闭停用的竖管不超过一条，阀门标注明显的启闭标志。
3.5.2室内消火栓系统分区
本工程超高层建筑（16#、17#、23#、24#楼）室内消火栓系统垂直分三个区：低区：地下一层至十五层。中区：十六层至三十一层。高区：三十二层至四十六层。
本工程其余普通住宅及商住楼室内消火栓系统垂直分两个区：低区：地下二层至十六层。中区：十七层至三十三层。
地下一层设消防泵房和消防水池，水泵房耐火等级为一级。室内消火栓主泵二台（－用－备），单台泵性能: Q=40L/sH=190mN=132Kw。
消防十分钟前由设于24#楼塔楼屋顶的18 m 3消防水箱向消防管网供水,十分钟后由地下室消防泵供给。由于天面水池静压不能满足规范要求，24#楼屋顶设置消防增压装置，消火栓系統设二台稳压泵（－用－备）和一个Φ800隔膜式气压罐作为消防系统的增压装置，稳压泵单台泵性能: Q=5L/s, H=20m, N=3.0kW，气压罐有效容积300L。
为保证消火栓栓口出水压力不超过0.5MPa，各区下部室内消火栓均采用SNJ65型室内减压稳压消火栓，具体详消火栓系统原理图。
室内消火栓水泵接合器高、中、低区分别设置，其中高区室内消火栓水泵接合器接至24#楼消防转输水箱，经高区室内消火栓转输水泵加压至16#、17#、23#、24#楼高区管网，具体详消火栓系统原理图。
3.5.3室内消火栓系统水泵控制
室内消火栓系统主泵由设于室内消火栓箱门上部的破碎玻璃按钮远程启动水泵。室内消火栓系统稳压泵由气压罐连接室内消火栓管道上的压力控制器控制，当压力下降0.05Mpa时启动稳压泵，当主泵启动时停止稳压泵。消防控制中心及水泵房内均可手动控制水泵的运行，室内消火栓系统各台主泵、稳压泵的启、停、故障均有信号在消防中心显示。
3.6 湿式自动喷水灭火系统
本工程湿式自动喷水灭火系统地下室按中危险Ⅱ级设计，自动喷水用水量27.7L/s；住宅塔楼前室按中危险Ⅰ级设计，自动喷水用水量12.0L/s；其余按中危险Ⅰ级设计，自动喷水用水量20.8L/s。本工程火灾延续时间1小时，住宅塔楼前室自动喷水用水量取12L/s，其余自动喷水用水量取30L/s，最不利点处工作压力不小于0.05MPa，自动喷水用水储存于地下消防水池。
3.6.1设置部位
设置闭式喷头的部位：地下室、商住楼裙房商业部分及13~15#商住楼塔楼前室，23~24#超高层住宅塔楼前室，16~17#超高层综合楼塔楼前室。
3.6.2自动喷水灭火系统分区
本工程自动喷水灭火系统垂直分两个区，低区：地下二层至十四层。高区：十五层以上。
低区湿式报警阀组设置于地下室各防火分区风机房内。13~15#商住楼高区湿式报警阀组设置于各塔楼天面。13~15#商住楼以及16~17#超高层综合楼高区湿式报警阀组设置于各塔楼避难层及天面。每套湿式报警阀组控制喷头不超过800个。
高、低区下部配水管入口压力大于0.4Mpa者均于安全信号闸阀前设减压孔板。
高、低区湿式报警阀前均设环状供水管道, 报警阀进出口设信号闸阀，每层及每个消防分区均设水流指示器及信号闸阀，水流指示器及信号闸阀信号在消防中心显示。每个防火分区均设有水流指示器及带开关显示的阀门(开关信号反馈至消防中心)，并在管网末端设一条排水及试验用的排水管及控制阀门与压力表，湿式报警阀前按分区分别设消防水泵接合器。系统平时由屋顶消防水箱设专用水管至报警阀前供水管，保证系统压力。发生火灾时由给水加压泵从水池取水加压供水。
地下室水泵房内设置两台低区自动喷水灭火系统主泵（－用－备），单台泵性能: Q=30L/sH=100mN=45Kw；两台高区自动喷水灭火系统主泵（－用－备），单台泵性能: Q=12L/sH=195mN=55Kw。
消防十分钟前由设于24#塔楼屋顶的18 m 3消防水池向自动喷水灭火系统管网供水,十分钟后由消防泵供给。由于天面水池静压不能满足规范要求，23#楼屋顶设置消防增压装置，自动喷水系统设二台稳压泵（－用－备）和一个Φ800隔膜式气压罐作为消防系统的增压装置，稳压泵单台泵性能: Q=1L/s, H=20m, N=1.1kW，气压罐有效容积150L。
自动喷水水泵接合器高、低区分别设置，其中高区水泵接合器接至23#楼消防转输水箱，经高区室内自动喷水转输水泵加压至各栋楼高区管网，具体详自动喷水系统原理图。
3.6.3自动喷水灭火系统水泵控制
自动喷水灭火系统主泵设于地下一层消防泵房，主泵由设于湿式报警阀的压力开关启动。消防控制中心及水泵房内均可手动控制水泵的运行，自动喷水灭火系统各台水泵的启、停、故障均有信号在消防中心显示。
四、灭火器配置
本建筑物的火灾危险等级为严重危险级，火灾种类：高、低压电房，变压器房，发电机房为E类，地下室为B类，地上部分为A类。单具灭火器最小配置灭火级别：A类为3A，B、E类为89B。手提式灭火器最大保护距离：A类为15米，B、E类为9米；推车式灭火器最大保护距离：B类为18米。按《建筑灭火器配置设计规范》配置手提式磷酸铵盐干粉灭火器。灭火器具体配置：每个配置点配备3具手提式磷酸铵盐干粉灭火器（MF/ABC5），地下室配置推车式磷酸铵盐干粉灭火器，每个配置点配备1具推车式磷酸铵盐干粉灭火器（MFT20）。
五、泡沫喷淋灭火系统
5.1本工程地下车库部分考虑采用泡沫喷淋灭火系统。地下车库各防火分区均单独设置泡沫喷淋灭火系统。
a、泡沫罐及湿式报警阀组设置于各自所属分区的水设备房内，每个分区各设置一个泡沫罐。
b、根据低倍数泡沫灭火系统设计规范（GB50151）。泡沫混合液供给强度和连续供给时间的规定，泡沫喷淋不小于10min，可得：泡沫混合液最小用量V=12800 L（泡沫混合液用量不小于此数值），考虑可能的两次着火或多处火灾和练习用泡沫，泡沫混合液用量富裕，泡沫混合液用量增加一倍为25.6 m 3 。
c、泡沫灭火剂须采用6%水成膜泡沫灭火剂，系统采用先喷泡沫10min后喷水1h，泡沫灭火剂用量V0=泡沫混合液用量V×混合比b%=25.6m×6%=1.536M3 ，取1.6M3 。泡沫灭火用水量V1=泡沫混合液用量V×（1-混合比b%）=25.6×（1-6%）=24.064m3，取25M3 。泡沫混合液流量Q=供给强度×作用面积=8L/min .m ×160 m =1280L/min。
d、比例混合器及相关管线与水系统管线串联连接，比例混合器须水平放置，口径为DN150。、
六、气体灭火系统
本工程发电机房, 高低配电间，变压器间均设七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭火系统,采用全淹没灭火系统; 灭火设计浓度采用9%,七氟丙烷的噴放时间不大于9s。应具有自动、手动、机械应急操作三种启动方式，设置独立气体消防贮瓶间。
七、管材
（1）屋顶消防水箱、转输水箱放空管及溢流管采用给水UPVC管，胶水粘接，P=1.0MPa。
（2）超高层建筑高区消火栓水泵出口、高区自动喷水水泵出口至十层顶给水管采用无缝钢管（2.5MPa），二次镀锌，法兰连接。其余建筑消防管道采用内外热镀锌钢管（1.6MPa）。管径不大于DN100时采用丝扣连接，管径大于DN100时采用沟槽式连接，阀门及需拆卸部位采用法兰连接（法兰连接部位应二次镀锌）。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词: 系统设计; 计算负荷; 设计方案
水 消 防
概述
中德.英伦联邦住宅小区座落于成都市红星路南沿线。
工程规模：总建筑面积：584560.862 m2
居住总户数：3630户
居住总人口（3.5人/户）：12705人
本项目包括：一栋独立33层高层住宅（18#楼）、两栋三联体33层高层住宅（19#、22#楼）、四栋二联体33层高层住宅（13#、14#、15#、20#楼）、两栋独立46层超高层住宅（23#、24#楼）、两栋46层超高层住宅（16#、17#楼）及联体一栋三层商业中心、一栋两层农贸市场、一栋三层独立幼儿园、两层地下车库。
设计范围
建筑红线内室外消火栓系统。
建筑内消火栓系统，自动喷水系统，泡漠-喷淋灭火系统，建筑灭火器系统。
三、消火栓及自动喷水系统
3.1 水源。
1）.本工程水源为城市自来水。
2）. 供水压力0.25MPa。
3）. 本工程拟从小区东侧红星路南沿线市政给水管道上接两根DN350mm的引入管。建筑红线内，分别设DN350住宅水表一块，DN100商业水表一块， DN100绿化水表一块。
3.2 消防用水量（小区消防统一考虑）
本工程16#、17#建筑消防用水量按一类高层综合楼设计，13#、14#、15#建筑消防用水量按一类高层商住楼设计，其余按普通住宅考虑，同一时间内的火灾次数按一次计，自动喷水灭火系统地下室按中危险Ⅱ级设计，其余自动喷水灭火系统按中危险Ⅰ级，自动喷水用水量取30 L/S，消火栓系统及自动喷水灭火系统用水量如下：
3.3 消防水池、消防转输水箱、天面消防水箱
本工程采用临时高压给水系统，室内消火栓系统及自动喷水灭火系统均由消防水泵供水，消防水池设在23#楼地下一层，消防水池贮存一次火灾室内外消防用水量。消防水池有效容积为864m3（含室外消防用水量）。其中，超高层住宅24#楼屋顶设置消防水箱，消防水箱有效容积为18 m3。另， 24#楼第14层（避难层）设置消防转输水箱，有效容积为31.2m3（10min消防水量）。
3.4 室外消火栓给水系统
室外消火栓系统用水量为30L/S, 作用时间3h。本工程拟从小区东侧红星路南沿线市政给水管道上接两根DN350mm的引入管作为消防水源，在该小区道路内形成环状给水管道，管径DN350。沿小区室外消防车道设置地上式室外消火栓（SS150/80），供应室外消防给水。消火栓间距不超过120米，距离路边不大于2米。发生火灾时，由城市消防车从现场室外消火栓或消防水池吸水口取水经加压进行灭火或经消防水泵接合器供室内消防灭火用水。
3.5 室内消火栓系统
3.5.113~15#商住楼设计流量: 40L/S, 火灾延续时间2小时, 16~17#综合楼设计流量: 40L/S, 火灾延续时间3小时,其余普通住宅设计流量: 20L/S, 火灾延续时间2小时，水枪口径Φ19,射流量≥5L/S, 13~15#商住楼以及16~17#综合楼室内消火栓立管管径DN150, 过水能力15L/s, 其余普通住宅室内消火栓立管管径DN125，过水能力10L/s。室内消火栓间距≤30M, 建筑物内任何一点均有2股消防水柱同时到达。各消火栓箱内配置DN65，SN型消火栓两只，Φ65合织衬胶水带一条，长25m，Φ19mm直流喷枪一支，消防软管卷盘一套。屋顶试验用消火栓前设压力表，室内消火栓给水管道由阀门分成若干独立段，保证检修管道时关闭停用的竖管不超过一条，阀门标注明显的启闭标志。
3.5.2室内消火栓系统分区
本工程超高层建筑（16#、17#、23#、24#楼）室内消火栓系统垂直分三个区：低区：地下一层至十五层。中区：十六层至三十一层。高区：三十二层至四十六层。
本工程其余普通住宅及商住楼室内消火栓系统垂直分两个区：低区：地下二层至十六层。中区：十七层至三十三层。
地下一层设消防泵房和消防水池，水泵房耐火等级为一级。室内消火栓主泵二台（－用－备），单台泵性能: Q=40L/sH=190mN=132Kw。
消防十分钟前由设于24#楼塔楼屋顶的18 m 3消防水箱向消防管网供水,十分钟后由地下室消防泵供给。由于天面水池静压不能满足规范要求，24#楼屋顶设置消防增压装置，消火栓系統设二台稳压泵（－用－备）和一个Φ800隔膜式气压罐作为消防系统的增压装置，稳压泵单台泵性能: Q=5L/s, H=20m, N=3.0kW，气压罐有效容积300L。
为保证消火栓栓口出水压力不超过0.5MPa，各区下部室内消火栓均采用SNJ65型室内减压稳压消火栓，具体详消火栓系统原理图。
室内消火栓水泵接合器高、中、低区分别设置，其中高区室内消火栓水泵接合器接至24#楼消防转输水箱，经高区室内消火栓转输水泵加压至16#、17#、23#、24#楼高区管网，具体详消火栓系统原理图。
3.5.3室内消火栓系统水泵控制
室内消火栓系统主泵由设于室内消火栓箱门上部的破碎玻璃按钮远程启动水泵。室内消火栓系统稳压泵由气压罐连接室内消火栓管道上的压力控制器控制，当压力下降0.05Mpa时启动稳压泵，当主泵启动时停止稳压泵。消防控制中心及水泵房内均可手动控制水泵的运行，室内消火栓系统各台主泵、稳压泵的启、停、故障均有信号在消防中心显示。
3.6 湿式自动喷水灭火系统
本工程湿式自动喷水灭火系统地下室按中危险Ⅱ级设计，自动喷水用水量27.7L/s；住宅塔楼前室按中危险Ⅰ级设计，自动喷水用水量12.0L/s；其余按中危险Ⅰ级设计，自动喷水用水量20.8L/s。本工程火灾延续时间1小时，住宅塔楼前室自动喷水用水量取12L/s，其余自动喷水用水量取30L/s，最不利点处工作压力不小于0.05MPa，自动喷水用水储存于地下消防水池。
3.6.1设置部位
设置闭式喷头的部位：地下室、商住楼裙房商业部分及13~15#商住楼塔楼前室，23~24#超高层住宅塔楼前室，16~17#超高层综合楼塔楼前室。
3.6.2自动喷水灭火系统分区
本工程自动喷水灭火系统垂直分两个区，低区：地下二层至十四层。高区：十五层以上。
低区湿式报警阀组设置于地下室各防火分区风机房内。13~15#商住楼高区湿式报警阀组设置于各塔楼天面。13~15#商住楼以及16~17#超高层综合楼高区湿式报警阀组设置于各塔楼避难层及天面。每套湿式报警阀组控制喷头不超过800个。
高、低区下部配水管入口压力大于0.4Mpa者均于安全信号闸阀前设减压孔板。
高、低区湿式报警阀前均设环状供水管道, 报警阀进出口设信号闸阀，每层及每个消防分区均设水流指示器及信号闸阀，水流指示器及信号闸阀信号在消防中心显示。每个防火分区均设有水流指示器及带开关显示的阀门(开关信号反馈至消防中心)，并在管网末端设一条排水及试验用的排水管及控制阀门与压力表，湿式报警阀前按分区分别设消防水泵接合器。系统平时由屋顶消防水箱设专用水管至报警阀前供水管，保证系统压力。发生火灾时由给水加压泵从水池取水加压供水。
地下室水泵房内设置两台低区自动喷水灭火系统主泵（－用－备），单台泵性能: Q=30L/sH=100mN=45Kw；两台高区自动喷水灭火系统主泵（－用－备），单台泵性能: Q=12L/sH=195mN=55Kw。
消防十分钟前由设于24#塔楼屋顶的18 m 3消防水池向自动喷水灭火系统管网供水,十分钟后由消防泵供给。由于天面水池静压不能满足规范要求，23#楼屋顶设置消防增压装置，自动喷水系统设二台稳压泵（－用－备）和一个Φ800隔膜式气压罐作为消防系统的增压装置，稳压泵单台泵性能: Q=1L/s, H=20m, N=1.1kW，气压罐有效容积150L。
自动喷水水泵接合器高、低区分别设置，其中高区水泵接合器接至23#楼消防转输水箱，经高区室内自动喷水转输水泵加压至各栋楼高区管网，具体详自动喷水系统原理图。
3.6.3自动喷水灭火系统水泵控制
自动喷水灭火系统主泵设于地下一层消防泵房，主泵由设于湿式报警阀的压力开关启动。消防控制中心及水泵房内均可手动控制水泵的运行，自动喷水灭火系统各台水泵的启、停、故障均有信号在消防中心显示。
四、灭火器配置
本建筑物的火灾危险等级为严重危险级，火灾种类：高、低压电房，变压器房，发电机房为E类，地下室为B类，地上部分为A类。单具灭火器最小配置灭火级别：A类为3A，B、E类为89B。手提式灭火器最大保护距离：A类为15米，B、E类为9米；推车式灭火器最大保护距离：B类为18米。按《建筑灭火器配置设计规范》配置手提式磷酸铵盐干粉灭火器。灭火器具体配置：每个配置点配备3具手提式磷酸铵盐干粉灭火器（MF/ABC5），地下室配置推车式磷酸铵盐干粉灭火器，每个配置点配备1具推车式磷酸铵盐干粉灭火器（MFT20）。
五、泡沫喷淋灭火系统
5.1本工程地下车库部分考虑采用泡沫喷淋灭火系统。地下车库各防火分区均单独设置泡沫喷淋灭火系统。
a、泡沫罐及湿式报警阀组设置于各自所属分区的水设备房内，每个分区各设置一个泡沫罐。
b、根据低倍数泡沫灭火系统设计规范（GB50151）。泡沫混合液供给强度和连续供给时间的规定，泡沫喷淋不小于10min，可得：泡沫混合液最小用量V=12800 L（泡沫混合液用量不小于此数值），考虑可能的两次着火或多处火灾和练习用泡沫，泡沫混合液用量富裕，泡沫混合液用量增加一倍为25.6 m 3 。
c、泡沫灭火剂须采用6%水成膜泡沫灭火剂，系统采用先喷泡沫10min后喷水1h，泡沫灭火剂用量V0=泡沫混合液用量V×混合比b%=25.6m×6%=1.536M3 ，取1.6M3 。泡沫灭火用水量V1=泡沫混合液用量V×（1-混合比b%）=25.6×（1-6%）=24.064m3，取25M3 。泡沫混合液流量Q=供给强度×作用面积=8L/min .m ×160 m =1280L/min。
d、比例混合器及相关管线与水系统管线串联连接，比例混合器须水平放置，口径为DN150。、
六、气体灭火系统
本工程发电机房, 高低配电间，变压器间均设七氟丙烷(HFC-227ea)洁净气体灭火系统,采用全淹没灭火系统; 灭火设计浓度采用9%,七氟丙烷的噴放时间不大于9s。应具有自动、手动、机械应急操作三种启动方式，设置独立气体消防贮瓶间。
七、管材
（1）屋顶消防水箱、转输水箱放空管及溢流管采用给水UPVC管，胶水粘接，P=1.0MPa。
（2）超高层建筑高区消火栓水泵出口、高区自动喷水水泵出口至十层顶给水管采用无缝钢管（2.5MPa），二次镀锌，法兰连接。其余建筑消防管道采用内外热镀锌钢管（1.6MPa）。管径不大于DN100时采用丝扣连接，管径大于DN100时采用沟槽式连接，阀门及需拆卸部位采用法兰连接（法兰连接部位应二次镀锌）。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。