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高层民用建筑的消防给水系统必须具备足够的可靠性。消防供水系统可靠性首先体现在消防供水系统必须具备可靠地供水水源。在发生火灾的时候，水源能够及时提供足够多的水用于灭火。消防用水可由市政给水管网、天然水源或消防水池供给。其次，我们应在高层民用建筑消防给水系统的设计中，将消防给水系统设计的足够合理，这样才能使消防给水系统满足足够的可靠性要求。高层民用建筑消防给水系统的设计不仅是将消防给水系统达到最佳化，还有分析和评估消防给水系统的各个子系统的可靠性，而且还包括各种电器控制部件的可靠性，以达到提高整个消防供水系统工作可靠性。这种可靠性设计方式可以大大提高整个消防供水系统的可靠性，而且使整个消防供水系统更加安全和更加节约。再次，我们在高层民用建筑消防给水系统中，应该采用一些质量有保障，有很高品质的消防给水设备。这样当高层民用建筑发生火灾的时候，设备能够及时稳定的工作，为及时扑灭火灾提供了很好的保证。在日常生活中，不仅要提高消防供水系统等硬件的可靠性，还要不断提高居民的防火意识。我们应加强相应制度建设，加强对消防给水设备的维护和保养，尤其不能人为的有意或无意的对建筑室内消防供水设备的破坏，发现有被损坏的设备和设施应该及时维修和更换，确保设备能够正常和及时的应用。
3高层民用建筑消防其他措施简介
在高层建筑消防灭火系统中，我们主要采用的是以室内消火栓为主的灭火系统。随着高层消防灭火技术的不断发展，现在出现了很多新型的高层建筑灭火系统。比如最新出现的高层楼宇灭火系统，是一种利用航天发射技术、控制技术和信息处理技术，针对现代城市环境条件下高层和超高层建筑物或其他危险场所应急救援而研制的特种消防装备。其发射的灭火弹可携带高效灭火剂，在人员撤离的情况下，精确投入高层楼宇起火现场，进而扑灭火灾，特别适合城市复杂环境条件下的消防救援，可有效解决消防车在城市交通高峰期的情况下“进不去”、“展不开”、“够不着”等问题，大大提高灭火效率和减少人员和财产损失，将给高层和超高层建筑物消防带来重要影响。
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高层建筑的消防安全可靠性，与消防水池的布置形式、消防设施的布局完善，以及消防系统技术参数的合理设置等因素有关。在此，针对消防池的布置形式、防止泄漏和如何提高系统可靠性等方面进行简要分析。
一、消防给水形式
1）设置高位消防水池。该方式就是在屋顶设置大容量的消防水池（考虑灭火灾延续时间内所需要的水量），利用生活加压水泵将所水的一次提升至至消防水池内贮存。遇到火灾发生时，即可直接依靠水池中的消防贮水进行灭火，具体可通过室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统完成。这样，除了屋顶消防水池设置高度不够，需要在顶层设消防增压泵以满足建筑最高几层消防设施所需的压力外，一般不需要再设置消防专用水泵和相应的控制电器系统。特别是对于50m以下，需要分区减压供水的高层建筑，其效果非常好，只需在分区的适当高度和部位设置小容量的调压水箱，就可完全满足消防使用水的要求了。
高位消防水池的特点：一是它不存在平时因维护管理不善、长时期不使用致使消防专用水泵在着火时无法启动等现象与弊端。其消防的安全可靠性非常高，而控制又简单，使用又方便；二是对供电要求条件不高，无需双路电源或设置自备的柴油发电机组供电。这样，从而就简化了消防给水系统，并有利于设计、施工和管理。三是消防水池的容积较大，而对建筑外观和结构计算和抗震投资等影响较大，不易被人们所接受，所以就限制它的应用范围。
2）气压罐式消防供水。其供水方式与其他供水方式有所不同，关键就是不需要另设置高位水箱，消防管网也始终处于长高压状态，消防的安全可靠性也较高。但是，对供电的要求比较严格，需要两路电源或柴油发电机供电系统来保障。由于该供水方式以其独特的供水形式，不受高度的限制，加上安装灵活方便，操作又简单，并具有自动化程度高、消防出水快、技术上安全可靠等优点，所以被广大设计者和使用者所关注。现在许多高层建筑消防给水设计已不断采用。但是，该供水方式耗电较高，日常运行费用也大。往往有四分之一的能耗而被用来维修无效压力的区间上而浪费掉。另外，在需要分区减压供水的高层建筑消防给水设计中，由于每分区都要设一个存有l0分钟消防用水量的大气压罐，所以也是非常不经济合理的。
3）高位水箱与消防水泵结合供水。该供水方式也是高层建筑消防给水设计中采用最多和最易接受的一种消防供水方式。需要在高层建筑屋顶设置小容量的高位水箱，平常与生活用水并用，并且要能满足10分钟的消防用水量，配套在建筑物底层（地下室）或室外设消防专用水池、水泵和泵房。
高位水箱与消防水泵结合供水的主要特点：它与高位消防水池供水方式最大的不同点在于：消防供水灭火的任务主要是由消防专用水泵来完成。从建筑的高度及分区上说，该供水方式又可分为一次加压供水、分区并联加压供水和分区串联加压供水三种形式。①一次加压供水适用于建筑高度在50m以下，并且不需要分区供水的高层建筑。②分区并联加压供水，用于建筑高度超过50m，且需要分区减压供水的高层建筑。分区并联加压供水，各分区供水互不影响，其消防安全可靠，分区水箱容积较小；它的消防专用水泵可集中设置，便于平时维护、管理，但对于消防供水管材的质量要求较高些。③分区串联加压供水，用于建筑高度超过50m，且需要分区减压供水的高层建筑。它对消防管道压力要求较低，可减少管道的维修量。但对各区供水有联系，消防安全可靠性较差。当下一区的消防专用水泵出现故障时，将影响其上区消防灭火的可靠性。同时，串联供水，水泵安装分散，平时的维修、管理困难。
4）全自动恒压变频调速供水。该供水控制技术是一种用于生活、消防的新型节能供水设备。它采用了最新的交流变频调速技术和自动化技术，对管网压力实地检测，以此反馈控制水泵转速、扬程等，从而保证管网供水压力的恒定。
全自动恒压变频调速供水特点：消防供水与生活供水共用一组水泵，并共用备用水泵，这样减少了设备的占地面积，并避免了因水泵长时间不用而锈蚀所引起的不安全因素，有效增强了消防供水的安全可靠性。
二、消防给水超压、泄压问题分析与解决
2.1 超压、泄压问题分析
1）消防给水超压问题。它是指系统内的水压超过其工作压力的限值，造成管道、附件、器材和设备的损坏，或造成给水的不均匀。这样，不利于系统的灭火，也影响系统得正常运行。而超压问题在高层建筑消防给水中是客观存在，因此应引起重视，并采取防治对策。超压原因主要有：①系统小流量出水。火灾初期，自动喷水灭火系统往往只有几个喷头动作，或自动喷水灭火系统在进行末端试水时，所需要的流量都很小，而自动喷水灭火系统的加压泵是按设计秒流量来选择的，所以两者相差好几倍。这时加压泵在小流量下工作，就会造成加压泵扬程大幅度升高，从而使自动喷水灭火系统的管网超压。②水泵结合器的超压。消防给水竖向分区的上、下区共用水泵结合器，防止串压的止回阀不严密时，下区就会出现超压；另外，当消防车的消防泵向室内消防给水管网供水时，有时会造成管网的超压（特别是消防车的消防泵与系统的消防泵串联运行时，这种可能性较大）。③水锤超压。这是因消防泵故障或停电而突然停转所造成的水锤现象。④竖向分区不合理。在建筑物高度较高时，给水的竖向分区未按1.2MPa上作压力的要求分区，从而造成系统的超压。⑤未设置排气装置。自动喷水灭火系统的给水管网中未设置排气阀或排气阀的位置设置不当，从而使管网内的空气处于被压缩的状态，者可能发生压力波动造成超压。
2）减压、泄压方式。自动喷水灭火系统中，普遍存在超压的问题，所以必须采用减压和泄压方式来解决系统的超压问题。主要通过给水的减压和泄压，保证给水的均匀性和给水的可靠，确保系统设计流量能正确使用；另外，通过这种方式的解决，也有利于系统的设备和材料的安全。
2.2 超压、泄压问题的解决
自动喷水灭火系统的给水减压主要通过以下几方面来解决：①采取有效的技术措施来防止超压的产生。一是合理布置自动喷水灭火系统的给水管网，尽量将喷头均匀布置在配水管的两侧，这可均衡各个配水管的水压。二是合理选择下放给水系统的分区，并适当减少给水分区的压力值（当建筑高度低于或等于120m时，消防给水竖向分区可以采用减压阀、分区水泉、多出口泉等并联消防泉给水系统；建筑物高度达于120m时，消防给水竖向分区可以采用多台消防泵直接串联或设中间水箱转输的串联消防泵给水系统）。三是在消防泵的选择上，可以采用流量一扬程曲线平缓的消防泵。有条件的建筑采用切线消防泵、水冷直联消防泵或者变频调速消防泵。②可适当采取相应的泄压和稳压措施，使超压值对给水管网不致造成损坏（如泄压阀、安全阀、稳压阀、气罐阀等）。③有效提高整个消防给水系统的承压能力。一般情况下出现的超压，能在允许工作压力范围。
三、提高消防给水系统可靠性问题
对于高层建筑消防给水系统的可靠性，是指高层建筑消防给水系统在规定的条件、时间内，能够完成规定的功能的能力。其可靠性对保证高层建筑消防的作用有举足轻重的影响。消防给水系统的可靠性通常用可靠度来表示。它是消防给水系统在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率，是一种表示随机事件发生可能性大小的一个量。
①消防给水系统的可靠性框图问题。为了研究系统的可靠度，先要弄清系统的功能、失效模式，并准确地绘出可靠性框图。通过建立消防给水系统模型，研究系统可靠度与单元（组件）可靠度之间的函数关系。其单元的可靠度可以通过大量的试验确定，由此可确定由若干单元相互组合成的复元体系统的可靠度。系统可以分为非储备系统、储备系统和复杂系统储备系统，又可分为工作储备和非工作储备系统。而非储备系统实际上是一种串联系统。消防给水系统对供水的要求较高，需要有足够的保证率，故多采用储备系统和复杂系统的形式。在工作储备方式中，可分为并联系统、混联系统、表决系统。在消防给水系统中，主要由消火栓给水系统和自动喷水灭火系统组成，其中一各单元（阀门、消火栓、喷头、管道等部件）或设备（水泵、水池、水箱等）的功能，决定了可靠性框图的关系。就两个阀门用管道相连的可靠性框图说，若其作用是让水流通过，则两阀需同时开启。从可靠性的角度看，这就是一个串联系统；若作用是起截断水流作用，则关闭其中一个阀门就可完成截流作用，该可靠性框图就为并联系统。所以，同是一个结构，不同的功能可靠度是不同的。在水泵给水的方式中，虽然同样的形式但关系也不同，可靠性框图也就不同。②消防给水系统的可靠性度量计算问题。消防给水系统的可靠性，则是由各单元的功能关系所决定的，所以系统的可靠度也就由各单元的可靠度组合而产生。
四、结论
①消防给水方式的选择，应根据工程的具体情况确定，要对与之相关的各种因素进行综合评估，以确定适合于本建筑物特点的消防给水方式。②自动喷水灭火系统为主体的高层建筑消防给水系统中，给水系统的超压问题不能忽视，设计时应采取有效的减压和泄压措施。③系统可靠性的选取，要能与分配保证高层建筑消防给水系统的功能和寿命同步达到设计要求。整个系统与每一个子系统都要具有一定的可靠度，避免系统不可靠而发生故障所引起的经济损失。所以，设计者必须在安全与经济两者之间来求得合理的平衡，并且达到最优程度。
参考文献：
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1.设计
1.1 要有可靠的供水源
自动喷水灭火系统的用水与消火栓给水系统用水一样,其供水来源:一是室外给水管网;二是消防水池;三是江、河、湖、海、水库等天然水源。当采用天然水源作为消防用水时,因其水位和水量变化较大,必须确保枯水期最低水位的消防用水量,当采用河、塘等地表水作为水源时,应在吸水管上加装滤水器等设施,以阻止河、塘水中的杂物吸入系统,保证系统内水流的畅通。
1.2 设计施工中需要注意的几个问题
1.2.1 合理选择喷水灭火系统的类型。目前,国内外采用湿式喷水灭火系统最为广泛。为了防止出现因冻结等原因而中断供水的情况,在室内温度不低于4℃且不高于70℃的建、构筑物,均可采用这种喷水灭火系统。在室内温度低于4℃或高于70℃的建、构筑物,应采用干式喷水灭火系统。
1.2.2 设置有严密的监测装置。对系统的控制开启状态、消防水泵供应和工作情况、水池、水箱水位情况、干式喷水灭火系统的最高和最低气温、预作用喷水灭火系统的最低气压以及报警阀、水流指示器的动作情况等,均能较准确地进行监测。发现问题,及时处理,确保系统设备齐全、性能完好。
1.2.3 设置水泵接合器。为了防止自动喷水灭火系统和室内消火栓给水系统的用水相互影响,两个系统的管网及其水泵接合器应分别设置。若分开设置有困难,应将自动喷水灭火系统报警阀后的管网与消火栓给水系统管网分开设置,两个系统的水泵接合器则可合用。每个水泵接合器的流量宜按10～15升/秒计算,并应设在便于消防车连接的地点,其周围15～40m内应设室外消火栓或消防水池。
1.3 按要求设置消防水池或消防水箱
1.3.1 为了保障自动喷水灭火系统的正常供水,提高扑救火灾的成功率,具有下列情况之一的建筑物应设消防水池:一是室外给水管道包括(进水管)或天然水源不能满足消防用水量;二是室外管道为枝状或只有一条进水管。
1.3.2 消防水池容量原则上应能满足火灾延续时间内消防用水量的要求。从自动喷水灭火实际效果看,在一小时内灭火效果为最佳,一小时以后灭火效果显著下降,而且还可能影响消火栓给水系统灭火效率。因此,仅供自动喷水用水的消防水池容量按一小时火灾延续时间计算即可,如与其它消防用水合用水池时,应按不同火灾连续时间内消防用水量之和计算。为了既保证在火灾延续时间内的消防用水,又能贯彻节约基建投资的目的,如在发生火灾时能保证连续送水,则水池的容量可减去火灾延续时间内的补充水量。如某建筑物水池容量需要消防水量400吨,而在火灾延续时间内能补充200吨,则仅需建200吨储量的消防水池即可。
1.3.3 凡自动喷水灭火系统采用独立的临时高压给水系统供水时,应设消防水箱。为了既保障安全,又能达到节约投资的目的,水箱容量原则上按10分钟消防用水量考虑,可不超过18m3。
除此之外,还应指出的是,具备下列条件之一者,可不设水箱:(1)水源能保证系统的水量和水压要求;(2)轻危险级和中危险级建筑物的自动喷水灭火系统,如设有稳压泵(小流量、高扬程的水泵)或气压给水装置,可不设。但严重危险级建筑,因发生火灾时可燃物多,燃烧迅速,发热量大,蔓延快,必须设置消防水箱。
1.4 合理设置消防水泵。
消防水泵是保证自动喷水灭火系统有足够的水量和水压的关键设备,在设计中必须注意满足以下要求:
1.4.1 非高压给水系统的一组消防水泵的吸水管不应少于两条,当其中一条检修或损坏时,另一条吸水管应仍能通过全部用水量。生产、生活和消防用水合用的泵房,当生活、生产用水量达到最大时,仍应能保证的消防用水量。
1.4.2 宜采用自灌式引水方式。因为这种引水方式能保证及时启动,及时供水。
1.4.3 自动喷水灭火系统的临时高压给水系统的消防水泵,每台应有独立的吸水管从消防水池或室外给水管网直接取水,以保证系统灭火用水。
1.4.4 消防水泵一般应设有备用泵,备用泵的工作能力不应小于工作消防泵的最大泵。例如,某建筑物需设两台工作消防水泵,其中一台流量为30升/秒,另一台流量为20升/秒,则备用消防泵应选用30升/秒的消防水泵。
2.施工
自动喷水灭火系统的供水管网分支较多,施工安装要求严格。同时管网安装也是整个系统安装工程中工作量最大,也较容易出问题的重要环节。因此,在安装时应采用行之有效的技术措施,确保安装质量。
2.1 管网材质
根据国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》要求,自动喷水灭火系统报警阀后的管道,应采用热镀锌钢管或镀锌无缝钢管。这是为了防止因管网锈蚀堵塞喷头的现象发生。禁止使用非镀锌碳素钢管、无缝钢管或只有外镀锌层的冷镀钢管。
2.2 管道连接
严格按照《自动喷水灭火系统施工及验收规范》进行管网安装。当管径小于100mm时,应采用螺纹连接;当管径大于100mm时,可采用焊接或法兰连接。无论采用何种连接方式,连接后,均不可减少管道的通水横断面。施工中应坚决避免以下错误做法:一是不论大小管道一律采用焊接。这样可能会使管内焊渣、焊瘤影响过水断面,严重破坏内外镀锌层,加速管网的锈蚀,使其抗腐蚀能力比普通钢管还差。二是施工人员严重不负责任,插入管内焊制三通、四通,大大缩小了过水断面。
2.3 管网冲洗
严格按照《自动喷水灭火系统施工及验收规范》的要求进行管网冲洗。冲洗应在试压合格后分段进行,冲洗管道的水流速度不宜小于3m/s。应注意在管网的地上管道与地下管道连接前,在配水干管底部加设堵头后,对地下管道进行冲洗。冲洗时,消防人员应在场观察,直至出口处水的颜色、透明度与入口水一致时,方可判为合格,终止冲洗。
