超高層建筑施工期消防給水技術
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摘要：為了保障超高層建筑施工期的消防安全，節約工程建設成本，加快施工進度，通過對國內典型超高層建筑施工期臨時消防給水設施的現狀調研，結合永久消防給水設施的設計、安裝等要求，提出了超高層建筑不同施工期消防給水設施臨時、永久結合的關鍵技術，并根據施工階段，分階段說明其具體方式。結果表明，在超高層建筑的不同施工期，消防給水設施臨時、永久結合可以實現，并提高了施工期的消防安全性，且具有一定的經濟、社會價值。
關鍵詞：超高層建筑；施工期；消防給水；臨永結合
1國內研究現狀與現場調研
筆者前期調研了國內部分在建超高層建筑消防給水設施的基本情況。其中，武漢綠地中心、北京中國尊大廈、天津周大福中心、長沙濱江國際金融中心等為代表的建筑施工單位、建設單位在探索使用臨永結合技術。中建安裝工程公司在北京中國尊大廈項目中，采用了部分消防設施臨永結合的技術，主要為消防水池、消防水箱、消火栓立管臨永合用。其他大多數超高層建筑的施工單位一般僅研究了臨時供水系統的合理性和可靠性，未對臨永結合做出更深的探索。與永久系統相比，臨時系統存在諸多安全隱患。（1）市政給水引入管僅1條，停水概率大。（2）臨時消防水池（箱）容積過小，補水管為支狀，水量供應不足。（3）水泵為消防、生產合用，非消防專用泵組，無法保證消防用水量。（4）無高位消防水箱，可靠性不足。（5）消防給水管均為支狀，故障停水概率較大。超高層建筑管道系統復雜，設備較多，臨時管道和水箱耗費量較大。建筑工期較長，多種工序交叉進行。消防設施后期臨永轉換過程中，耗時耗力。
2消防給水設施臨永結合技術
超高層建筑消防供水方式分為臨時高壓供水和常高壓重力供水結合臨時高壓供水。消防給水設施臨永結合的前提是消防給水臨時系統的供水方式和永久系統相一致。在此前提下，根據施工階段分階段說明消防給水設施臨永結合的具體方式。
2.1地下室結構施工階段
（1）室外部分。室外消防水量一般由市政供水提供，從項目周邊引入2路供水，在建筑周圍布設環狀管網并設置室外消火栓。滿足保護半徑的市政消火栓可以計入。考慮到施工時臨時道路和永久道路差別較大，管道和消火栓均為臨時。此階段應設置消防水泵接合器，數量不少于2座。水泵接合器管道需要進入地下室，與消防環管連接，應利用永久水泵接合器的外墻預埋管穿越外墻。管道和水泵接合器均為臨永合用，水泵接合器距室外消火栓15～40m。（2）室內部分。地下室結構施工初期，火災危險性較小，且不便設置消防水池和泵房，消防給水可由市政自來水直供。管道和消火栓均為臨時用。地下室結構施工后期，一般地下一層設有永久消防水池和消防泵房，且主體結構施工時也方便一次施工到位，故考慮將消防水池、泵房臨永合用。消防、生產的水泵及管網完全獨立，消防供水泵設2臺，1用1備，水泵出水總管設置壓力開關，自動啟動消防泵。超高層建筑的施工期一般較長，為了避免對永久消防泵的磨損，導致正式交付后產生糾紛，水泵采用臨時泵。為了以后方便水泵的臨永轉換，臨時泵設在永久泵旁邊，不占用永久泵的位置。永久消防水池臨時不用的接口，可先設短管加閥門，防止漏水。消防主立管至少合用2根，管徑不小于DN100。立管一般為核心筒處的消防立管。立管上閥門應為永久閥門。消火栓栓頭及其連接的支管均為臨時設施，消火栓箱均采用臨時消火栓箱。橫干管與后期管線綜合關系較大，可采用臨時管道。（3）具體參數。按照“施消規”的規定，超高層建筑臨時室內、外消火栓設計流量分別不應小于15、20L/s，室內、外火災延續時間分別不應低于1、2h。一次滅火室內、外用水量分別為54、144m3，總用水量為198m3。結合GB50974-2014《消防給水及消火栓系統技術規范》（以下簡稱“消水規”）的規定，臨永結合的消火栓系統，其室內、外設計流量分別不應小于20、20L/s，室內、外火災延續時間按2h，一次滅火室內、外用水量分別為144、144m3，總用水量為288m3。臨時室內消火栓泵的性能應滿足Q=20L/s，H=160m。考慮臨時供水泵和轉輸泵合并設置，可以減少水泵臺數，供水泵性能應同時滿足供水和轉輸的要求，應為Q=40L/s，H=160m。消防水池消防專用有效儲水量不應小于288m3。
2.2地上結構施工階段
超高層建筑在豎向分段設有避難層。一般第一個避難層的樓地面至滅火救援場地地面的高度不大于50m，兩個避難層之間的高度不大于50m。消防給水轉輸設備層一般設于避難層或其相鄰樓層。（1）第1個轉輸設備層（標高一般在100m以內）結構完工前。該階段僅有一個地下室的消防水池、水泵設備層，只能采用臨時高壓供水系統。整個系統由1套消防泵組供水。為了防止消火栓口靜壓超過1.0MPa，用減壓閥分為2個區，分區樓層與永久系統一致。立管至少臨永合用2根，一般應為核心筒處立管。消防管網和生產、生活管網獨立設置，為了防止消防自動連鎖系統誤動作，不應在消火栓管道上設置生產、生活取水口。（2）第1個轉輸設備層（標高一般在100m以內）結構已完工。永久系統該層設有消防轉輸水箱，一般為30m3的2座。可以在永久水箱的位置設置2座30m3的臨永合用水箱，水箱配件均安裝完畢。敷設臨永合用的消防轉輸立管，接入轉輸水箱。同時安裝臨時高區供水、轉輸合用泵，性能滿足Q=40L/s，H=160m。在出水總管上設置壓力開關，自動啟動消防泵。永久系統為重力供水系統，一般在轉輸層設有36m3減壓水箱，由于高位消防水池（非高位水箱）未施工到位，減壓水箱不能發揮作用，故暫不施工。重力供水水源暫由轉輸水箱提供，將轉輸層樓地面標高以下40m以下的樓層（應與永久系統的分區樓層一致）轉換為重力供水，滿足最不利消火栓栓口壓力不低于0.35MPa的要求，管道在該區域頂層應連為環網，管道臨永合用。由于高區供水泵已安裝完畢，其他樓層依然采用臨時高壓供水。為了保證轉換期每層有消火栓可以正常使用，轉換時關閉的立管不得大于1根。永久系統為臨時高壓供水系統，此時對轉輸設備層以下的管道不必轉換，轉輸層底板下管道應連為環狀，管道臨永合用。（3）第2個轉輸設備層（標高一般在200m以內）結構完工前。除低區采用重力供水的樓層，以上樓層均采用臨時高壓供水系統。高區消防泵組大供水區通過減壓閥分為2個小供水區，滿足最不利處的消火栓流量、水壓要求。立管至少臨永合用2根，一般應為核心筒處立管。消防管網和生產、生活管網獨立設置，為防止消防系統誤動作，不應在消火栓管道上設置生產、生活取水口。（4）第2個轉輸設備層（標高一般在200m以內）結構完工后。基本工序與第1個轉輸設備層完工后類似。（5）其他轉輸設備層的臨永結合工序均與前述類似。當高位水池、水箱的結構層完工，高位水池、水箱臨永合用后，消防給水設施臨永結合已完成。
2.3裝修階段
一般在主體結構施工至總高度1/2時，底層開始裝修作業。此時消火栓箱可在裝修時逐步更換為永久消火栓箱。地下室經過管道綜合后，橫管逐步更換為永久管道。更換時保證每段內同時關閉的消火栓不超過5個。
3結語
利用消防給水臨永結合技術，使永久設施提前發揮其作用，確保超高層建筑施工期消防給水安全可靠，且有良好的經濟性。消防給水設施臨永結合技術主要包括消防水池合用、消防立管合用、消防轉輸水箱合用及高位消防水箱合用。隨著超高層建筑主體結構施工階段的有序推進，分步實施消防給水設施的臨永合用技術，有效安排施工工序進行交叉作業，可有效減少設備材料浪費、節省工程總投資，具有一定的經濟、社會效益。
作者：李宇騰 邱倉虎 趙利宏 戴力單位：中國建筑科學研究院有限公司 中國建筑第五工程局有限公司