超高層建筑施工期消防給水技術(shù)

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摘要：為了保障超高層建筑施工期的消防安全，節(jié)約工程建設(shè)成本，加快施工進(jìn)度，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)典型超高層建筑施工期臨時(shí)消防給水設(shè)施的現(xiàn)狀調(diào)研，結(jié)合永久消防給水設(shè)施的設(shè)計(jì)、安裝等要求，提出了超高層建筑不同施工期消防給水設(shè)施臨時(shí)、永久結(jié)合的關(guān)鍵技術(shù)，并根據(jù)施工階段，分階段說(shuō)明其具體方式。結(jié)果表明，在超高層建筑的不同施工期，消防給水設(shè)施臨時(shí)、永久結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)，并提高了施工期的消防安全性，且具有一定的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；施工期；消防給水；臨永結(jié)合

1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研

筆者前期調(diào)研了國(guó)內(nèi)部分在建超高層建筑消防給水設(shè)施的基本情況。其中，武漢綠地中心、北京中國(guó)尊大廈、天津周大福中心、長(zhǎng)沙濱江國(guó)際金融中心等為代表的建筑施工單位、建設(shè)單位在探索使用臨永結(jié)合技術(shù)。中建安裝工程公司在北京中國(guó)尊大廈項(xiàng)目中，采用了部分消防設(shè)施臨永結(jié)合的技術(shù)，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(shù)超高層建筑的施工單位一般僅研究了臨時(shí)供水系統(tǒng)的合理性和可靠性，未對(duì)臨永結(jié)合做出更深的探索。與永久系統(tǒng)相比，臨時(shí)系統(tǒng)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(shí)消防水池（箱）容積過(guò)小，補(bǔ)水管為支狀，水量供應(yīng)不足。（3）水泵為消防、生產(chǎn)合用，非消防專用泵組，無(wú)法保證消防用水量。（4）無(wú)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(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備較多，臨時(shí)管道和水箱耗費(fèi)量較大。建筑工期較長(zhǎng)，多種工序交叉進(jìn)行。消防設(shè)施后期臨永轉(zhuǎn)換過(guò)程中，耗時(shí)耗力。

2消防給水設(shè)施臨永結(jié)合技術(shù)

超高層建筑消防供水方式分為臨時(shí)高壓供水和常高壓重力供水結(jié)合臨時(shí)高壓供水。消防給水設(shè)施臨永結(jié)合的前提是消防給水臨時(shí)系統(tǒng)的供水方式和永久系統(tǒng)相一致。在此前提下，根據(jù)施工階段分階段說(shuō)明消防給水設(shè)施臨永結(jié)合的具體方式。

2.1地下室結(jié)構(gòu)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(xiàng)目周邊引入2路供水，在建筑周圍布設(shè)環(huán)狀管網(wǎng)并設(shè)置室外消火栓。滿足保護(hù)半徑的市政消火栓可以計(jì)入?？紤]到施工時(shí)臨時(shí)道路和永久道路差別較大，管道和消火栓均為臨時(shí)。此階段應(yīng)設(shè)置消防水泵接合器，數(shù)量不少于2座。水泵接合器管道需要進(jìn)入地下室，與消防環(huán)管連接，應(yīng)利用永久水泵接合器的外墻預(yù)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(nèi)部分。地下室結(jié)構(gòu)施工初期，火災(zāi)危險(xiǎn)性較小，且不便設(shè)置消防水池和泵房，消防給水可由市政自來(lái)水直供。管道和消火栓均為臨時(shí)用。地下室結(jié)構(gòu)施工后期，一般地下一層設(shè)有永久消防水池和消防泵房，且主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)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(chǎn)的水泵及管網(wǎng)完全獨(dú)立，消防供水泵設(shè)2臺(tái)，1用1備，水泵出水總管設(shè)置壓力開(kāi)關(guān)，自動(dòng)啟動(dòng)消防泵。超高層建筑的施工期一般較長(zhǎng)，為了避免對(duì)永久消防泵的磨損，導(dǎo)致正式交付后產(chǎn)生糾紛，水泵采用臨時(shí)泵。為了以后方便水泵的臨永轉(zhuǎn)換，臨時(shí)泵設(shè)在永久泵旁邊，不占用永久泵的位置。永久消防水池臨時(shí)不用的接口，可先設(shè)短管加閥門(mén)，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(mén)應(yīng)為永久閥門(mén)。消火栓栓頭及其連接的支管均為臨時(shí)設(shè)施，消火栓箱均采用臨時(shí)消火栓箱。橫干管與后期管線綜合關(guān)系較大，可采用臨時(shí)管道。（3）具體參數(shù)。按照“施消規(guī)”的規(guī)定，超高層建筑臨時(shí)室內(nèi)、外消火栓設(shè)計(jì)流量分別不應(yīng)小于15、20L/s，室內(nèi)、外火災(zāi)延續(xù)時(shí)間分別不應(yīng)低于1、2h。一次滅火室內(nèi)、外用水量分別為54、144m3，總用水量為198m3。結(jié)合GB50974-2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱“消水規(guī)”）的規(guī)定，臨永結(jié)合的消火栓系統(tǒng)，其室內(nèi)、外設(shè)計(jì)流量分別不應(yīng)小于20、20L/s，室內(nèi)、外火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按2h，一次滅火室內(nèi)、外用水量分別為144、144m3，總用水量為288m3。臨時(shí)室內(nèi)消火栓泵的性能應(yīng)滿足Q=20L/s，H=160m?？紤]臨時(shí)供水泵和轉(zhuǎn)輸泵合并設(shè)置，可以減少水泵臺(tái)數(shù)，供水泵性能應(yīng)同時(shí)滿足供水和轉(zhuǎn)輸?shù)囊?，?yīng)為Q=40L/s，H=160m。消防水池消防專用有效儲(chǔ)水量不應(yīng)小于288m3。

2.2地上結(jié)構(gòu)施工階段

超高層建筑在豎向分段設(shè)有避難層。一般第一個(gè)避難層的樓地面至滅火救援場(chǎng)地地面的高度不大于50m，兩個(gè)避難層之間的高度不大于50m。消防給水轉(zhuǎn)輸設(shè)備層一般設(shè)于避難層或其相鄰樓層。（1）第1個(gè)轉(zhuǎn)輸設(shè)備層（標(biāo)高一般在100m以內(nèi)）結(jié)構(gòu)完工前。該階段僅有一個(gè)地下室的消防水池、水泵設(shè)備層，只能采用臨時(shí)高壓供水系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由1套消防泵組供水。為了防止消火栓口靜壓超過(guò)1.0MPa，用減壓閥分為2個(gè)區(qū)，分區(qū)樓層與永久系統(tǒng)一致。立管至少臨永合用2根，一般應(yīng)為核心筒處立管。消防管網(wǎng)和生產(chǎn)、生活管網(wǎng)獨(dú)立設(shè)置，為了防止消防自動(dòng)連鎖系統(tǒng)誤動(dòng)作，不應(yīng)在消火栓管道上設(shè)置生產(chǎn)、生活取水口。（2）第1個(gè)轉(zhuǎn)輸設(shè)備層（標(biāo)高一般在100m以內(nèi)）結(jié)構(gòu)已完工。永久系統(tǒng)該層設(shè)有消防轉(zhuǎn)輸水箱，一般為30m3的2座?？梢栽谟谰盟涞奈恢迷O(shè)置2座30m3的臨永合用水箱，水箱配件均安裝完畢。敷設(shè)臨永合用的消防轉(zhuǎn)輸立管，接入轉(zhuǎn)輸水箱。同時(shí)安裝臨時(shí)高區(qū)供水、轉(zhuǎn)輸合用泵，性能滿足Q=40L/s，H=160m。在出水總管上設(shè)置壓力開(kāi)關(guān)，自動(dòng)啟動(dòng)消防泵。永久系統(tǒng)為重力供水系統(tǒng)，一般在轉(zhuǎn)輸層設(shè)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(fā)揮作用，故暫不施工。重力供水水源暫由轉(zhuǎn)輸水箱提供，將轉(zhuǎn)輸層樓地面標(biāo)高以下40m以下的樓層（應(yīng)與永久系統(tǒng)的分區(qū)樓層一致）轉(zhuǎn)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(qū)域頂層應(yīng)連為環(huán)網(wǎng)，管道臨永合用。由于高區(qū)供水泵已安裝完畢，其他樓層依然采用臨時(shí)高壓供水。為了保證轉(zhuǎn)換期每層有消火栓可以正常使用，轉(zhuǎn)換時(shí)關(guān)閉的立管不得大于1根。永久系統(tǒng)為臨時(shí)高壓供水系統(tǒng)，此時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)輸設(shè)備層以下的管道不必轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)輸層底板下管道應(yīng)連為環(huán)狀，管道臨永合用。（3）第2個(gè)轉(zhuǎn)輸設(shè)備層（標(biāo)高一般在200m以內(nèi)）結(jié)構(gòu)完工前。除低區(qū)采用重力供水的樓層，以上樓層均采用臨時(shí)高壓供水系統(tǒng)。高區(qū)消防泵組大供水區(qū)通過(guò)減壓閥分為2個(gè)小供水區(qū)，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(yīng)為核心筒處立管。消防管網(wǎng)和生產(chǎn)、生活管網(wǎng)獨(dú)立設(shè)置，為防止消防系統(tǒng)誤動(dòng)作，不應(yīng)在消火栓管道上設(shè)置生產(chǎn)、生活取水口。（4）第2個(gè)轉(zhuǎn)輸設(shè)備層（標(biāo)高一般在200m以內(nèi)）結(jié)構(gòu)完工后?；竟ば蚺c第1個(gè)轉(zhuǎn)輸設(shè)備層完工后類似。（5）其他轉(zhuǎn)輸設(shè)備層的臨永結(jié)合工序均與前述類似。當(dāng)高位水池、水箱的結(jié)構(gòu)層完工，高位水池、水箱臨永合用后，消防給水設(shè)施臨永結(jié)合已完成。

2.3裝修階段

一般在主體結(jié)構(gòu)施工至總高度1/2時(shí)，底層開(kāi)始裝修作業(yè)。此時(shí)消火栓箱可在裝修時(shí)逐步更換為永久消火栓箱。地下室經(jīng)過(guò)管道綜合后，橫管逐步更換為永久管道。更換時(shí)保證每段內(nèi)同時(shí)關(guān)閉的消火栓不超過(guò)5個(gè)。

3結(jié)語(yǔ)

利用消防給水臨永結(jié)合技術(shù)，使永久設(shè)施提前發(fā)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(jīng)濟(jì)性。消防給水設(shè)施臨永結(jié)合技術(shù)主要包括消防水池合用、消防立管合用、消防轉(zhuǎn)輸水箱合用及高位消防水箱合用。隨著超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工階段的有序推進(jìn)，分步實(shí)施消防給水設(shè)施的臨永合用技術(shù)，有效安排施工工序進(jìn)行交叉作業(yè)，可有效減少設(shè)備材料浪費(fèi)、節(jié)省工程總投資，具有一定的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

作者：李宇騰 邱倉(cāng)虎 趙利宏 戴力單位：中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司 中國(guó)建筑第五工程局有限公司