5、生活、消防合用重力水箱分区重力消防给水系统（方案E）

1）图示

2）系统介绍

①屋顶设置高位消防水箱，高位消防水箱储水量满足《消水规》第5.2.1条的要求，避难层适当位置设中间水箱，中间水箱为生活、消防合用，既提供生活给水，又兼顾消防重力供水功能，一般 中间水箱储存≮30min消防用水量 ，也应采取保证消防用水不被动用的技术措施。转输水泵为生活、消防合用，系统设置平时工况及消防工况，用于切换转输泵的工作状态。

②特点

生活、消防合用水箱分区重力消防给水系统，相较于“方案C“、”方案D”而言，初期投资、运营成本、占地面积均处于中游位置，但在系统压力稳定、联动控制、设备维护方面有较为突出的优势。由于水泵不分生活、消防专用，所以确保了在消防时，水泵一直保持着良好的状态，做到了需之即用的特点。水箱液位控制采用２套不同工作原理的液位控制系统，互为备用，控制中心能手动切换并监控，转输泵的工况判断以消火栓箱内按钮和自动喷水灭火系统报警阀组上的压力开关状态甄别。

③方案优势：

A.减少供水系统设施

采用生活消防合用供水泵组的设计方案，可以合并原先需要分别设置的生活水箱与消防水箱，生活水泵和消防水泵，及相应配套的检修空间、配电设备空间等， 有效减少设备层的机房面积要求 。同时超高层建筑中的管道井面积更是紧张，合并生活和消防用的转输供水管道， 减少管道井布置的压力 。

B.消防水箱储水有效循环使用，保证消防水质

《建筑给水排水设计标准》第3.3.19条要求生活水箱 更新周期不宜超过48h ，合用水箱需满足该更新周期的要求，可有效保证合用水箱储水水质，保证消防用水水质。

C.消防系统在平时工况的有效使用

采用生活消防合用供水泵组的设计方案，可以保证消防水泵在平时处于经常工作的状态，有利于保证消防供水系统的各部分处于良好的运行状态，也有利于第一时间发现系统中出现的问题，及时排除隐患。

D.增加火灾时可以直接用于扑救灭火的储水量

由于生活和消防合用供水系统的水箱同时储存了消防水量和生活水量。例如，上海中心的生活消防合用水箱中共有885ｍ３的生活储水。 当火灾发生时上述原本用于生活供水的储水，不需要任何调用手段就可以直接用于火灾的扑救 ，无疑大大增强了消防供水系统的灭火能力。这也和超高层建筑的消防灭火立足自防自救的方针一致。

④方案缺点：合用提升泵组带来水泵联动设计的复杂

A.转输水泵联动设计方案

从消防角度可以把楼宇的状态分为非火灾状态和火灾状态，相应地可把转输水泵的联动控制分为平时工况与消防工况。在非火灾状态下，给水系统的所有转输水泵均按照平时工况运行。在火灾状态下，由楼宇消防控制中心的火灾报警系统提供信号，判定楼宇发生火灾的位置。给水系统的联动控制模块会根据预先设定的控制程序，将为火灾发生位置提供消防给水服务的所有转输水泵的运行工况从平时工况切换到消防工况（启动后不自动停泵），而与火灾发生位置的消防给水无关的转输水泵仍然保持在平时工况。在平时工况下，所有转输水泵被视作生活转输泵，转输水泵的开启数量由上一级生活、消防合用水箱的液位控制。

转输水泵采用逐级转输方式，转输水泵组为生活、消防合用。转输水泵的启闭由对应高位水箱的水位控制，多台水泵的启闭由对应高位水箱的多级水位分别控制。

平时工况：所有转输水泵被视作生活转输泵，转输水泵的开启数量由上一级生活、消防合用水箱的液位控制。根据上一级高位水箱中的生活水位来控制启动和关闭水泵的数量，每低一档启泵水位就多启一台泵，以此类推，直到低水位时启动全部水泵。水泵一旦开启，直到高水位时再关闭全部水泵。水位到达“生活高水位报警”水位时，发出警报；水位到达“生活低水位报警”水位时，发出警报；水位如果进一步降低，到达“动用消防用水报警”水位时（“动用消防用水报警”水位高于消防储水水位200ｍｍ），发出警报并根据延时设定，在延时结束时关闭全部水泵，保证消防用水不被动用。

消防工况：相关的转输水泵均被视作消防转输泵，转输泵的关闭及开启数量仍由上一级生活、消防合用水箱的液位控制，根据上一级高位水箱水位来控制启动和关闭水泵的数量，每低一档水位多开启一台泵，以此类推，直到低水位时启动全部水泵。水泵一旦启动，直到高水位再关闭全部水泵。如果火势得到控制，消防用水小于转输泵的转输水量，水位到达生活超高液位时，发出警报；如果火灾过程中，水位到达消防低水位报警水位时，发出警报，提醒消控中心预先根据楼宇内各级水箱储水情况，手动调水，保证着火点的消防用水。

B.液位信号控制

为保证液位信号控制的安全可靠，每格水箱的液位控制都采用２套不同工作原理的液位控制系统（超声波、电极式） ，２套控制系统均可以独立工作，互为备用，控制中心能手动切换并监控。在正常情况下，每格水箱内以超声波液位计为主，电极式液位计为辅并能校核主要液位。当位于同一水箱分隔内的２套液位计的水位信号差值大于设定值（100mm）时，楼宇自控系统发出报警信号，指示工作人员前往检查，排除故障。报警期间水泵联动控制系统会通过预先设定的逻辑程序，按照对楼宇运行安全有利的工作策略进行联动控制，直至警报解除。

各水箱不同控制水位间的最小水位差△hmin控制在200~300mm。考虑在给水转输系统运行时，水箱内的水位波动会比较明显,所以要求液位控制系统具有滤波功能，能够排除水面波动的干扰。经过与设备生产厂家的沟通，按照现有一般液位控制器（超声波、电极式）的性能，相邻２个控制水位间的最小距离控制在200~300mm，可以保证相邻控制水位的信号不相互干扰。

 ⑤方案争议

A.此方式不符合高压给水系统定义

高压消防给水定义：能始终保持满足水灭火设施所需的工作压力和流量，火灾时无须消防水泵直接加压的供水系统（满足《消水规》4.3.11条时，高位消防水池可仅储存≮50%消防用水量）。此系统中间水箱仅储存30min消防用水量，保证火灾初期前30min的消防用水，30min后需启动转输泵供水，不满足高压系统要求，本质上来说仍属于临时高压消防给水系统。

B.生活、消防合用水箱存在问题

《建筑给水排水设计标准》第3.3.15条：供单体建筑的生活饮用水池（箱）与消防用水的水池（箱）应分开设置。其应满足更新周期不宜超过48h的要求，合用水箱存在违规问题，且由于消防储水量较大，合用水量要满足水质更新周期存在困难。

C.目前该方案在上海中心大厦中有应用，"《建筑高度大于250m民用建筑防火设计加强性技术要求》2018-公安部"要求：建筑高度250m以上超高层应采用高压消防给水系统，此系统不可用在250m以上超高层建筑中，而一般单体建筑按规范不应将生活及消防用水合用储存。因此，此方案仅作为设计思路参考。

6、 《建筑高度大于250m民用建筑防火设计加强性技术要求》2018-公安部

1）第十条：消防车道的路面、救援操作场地，消防车道和救援操作场地下面的结构、管道和暗沟等，应能承受不小于70t 的重型消防车驻停和支腿工作时的压力。严寒地区，应在消防车道附近适当位置增设消防水鹤。

2）第十三条：建筑高层主体内严禁使用液化石油气、天然气等可燃气体燃料。

条文说明：在建筑内使用燃气具有较大的火灾危险性。对于建筑高度大于250m 的建筑，为有效防范燃气事故所带来的危险，除在裙房内必须设置的燃气锅炉房、燃气厨房等场所外，在建筑高层主体和主体投影范围内的地下室内，不允许使用燃气。

3）第十四条：室内消防给水系统应采用高位消防水池和地面（地下）消防水池供水。高位消防水池、地面（地下）消防水池的有效容积应分别满足火灾延续时间内的全部消防用水量。高位消防水池与减压水箱之间以及减压水箱之间的高差不应大于200m。

条文说明：超高层建筑采用屋顶高位消防水池并且高位消防水池储存全部消防用水量的供水方式，可充分利用自身重力满足高层建筑在任何时候的消防给水流量和压力，在发生火灾时无需启动消防水泵，提高了消防给水系统的可靠性，该供水方式目前已在广州电视塔、广州周大福金融中心、中国尊等项目中广泛应用。本条总结工程实践经验，要求同时设置屋顶高位消防水池和地面（地下）消防水池，且有效容积均要满足火灾延续时间内的全部消防用水量，进一步保障了火灾发生时的供水能力。

4）第十五条：自动喷水灭火系统应符合下列规定：

①系统设计参数应按现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084 规定的中危险级Ⅱ级确定；

②洒水喷头应采用快速响应喷头，不应采用隐蔽型喷头；

③建筑外墙采用玻璃幕墙时，喷头与玻璃幕墙的水平距离不应大于1m。

条文说明：高层建筑设置的自动喷水灭火系统，喷头间距通常为1.8m~3.0m，喷头距离端墙（外墙）的距离为喷头间距的一半，因此当建筑外墙采用玻璃幕墙时，规定喷头与玻璃幕墙的水平距离不大于1m，可保证喷头启动后对玻璃幕墙进行有效喷水保护，如湖北省的超高层建筑采取了该做法。

5）第十六条：电梯机房、电缆竖井内应设置自动灭火设施。第十七条：厨房应设置厨房自动灭火装置。

6）第十八条：在楼梯间前室和设置室内消火栓的消防电梯前室通向走道的墙体下部，应设置消防水带穿越孔。消防水带穿越孔平时应处于封闭状态，并应在前室一侧设置明显标志。

条文说明：对于设置室内消火栓的前室或楼梯间，可以考虑一条水带穿越的需要，即在从楼梯间或前室进入楼层部位的墙体下部合适位置设置一个直径130mm 的圆形孔口；对于未设置室内消火栓的楼梯间，主要依靠消防员敷设水带进入楼层灭火时，一般要考虑至少能穿过2条水带。

7、《上海中心大厦消防给水技术可靠性研究》-归谈纯

经过项目组反复讨论和谨慎考虑，为上海中心量身定制了几个供水方案：P1-水箱逐级串联的临时高压消防给水系统，P2-仅设减压水箱的高压消防给水系统，P3-转输、减压水箱分设的高压消防给水系统，P4-转输、减压水箱合用的高压消防给水系统，P5-带转输泵转输生活、消防合用高位水箱的高压消防给水系统。比较结果如下：

8、综上，超高层建筑消防给水系统形式选择

其建筑高度H和对应消防系统的选择关系：

（由于消防水泵房的设置位置和室外出入口地坪高差不得大于10m，且消防系统工作压力存在取值范围，跟水泵零流量时的工作压力息息相关，不是定值，在建筑高度更高时，地下室水泵房的位置对系统方案选择影响微乎其微，此处做模糊处理，用建筑高度H替代供水高度。）

1）H≤130m：采用“一泵到顶”临时高压消防给水系统。

2）130＜H≤200m：宜优先采用设置中间转输水箱的临时高压消防给水系统。

① 不宜采用消防水泵直接串联的临时高压消防给水系统，消防水泵直接串联的超压问题现阶段无良好措施解决。

② 与高压消防系统相比：控制相对较差，可靠性相对较低，但由于竖向高度有限，一般可采用转输水箱一次串联，楼层内及屋顶水箱无需储备一次灭火消防用水量，占用面积小很多，布置灵活，经济性高，系统简单。

③ 转输水箱兼做高位消防水箱时，其平时补水由生活给水提供，消防时，主要依靠下级转输泵提供，转输泵设置备用泵，采用消防电源，且出水管不少于2根，补水措施可靠，当供水分区总高度超过100m时，也无需按消防水箱的“100m?”执行。

3）200m＜H≤250m：

① 有条件时，宜采用高压消防给水系统，宜分设转输水箱与减压水箱，屋顶高位消防水池储存一次灭火用水量确有困难时，满足条件最低可仅储存50%消防用水量。

② 也可以采用转输水箱串联的临时高压消防给水系统。

4）H＞250m：根据“公安部2018《250m以上超高层建筑加强性技术要求》”，室内消防给水系统应采用高位消防水池和地面（地下）消防水池供水。高位消防水池、地面（地下）消防水池的有效容积应分别满足火灾延续时间内的全部消防用水量。

①高位消防水池可仅储存室内消防用水量，室外消防用水可采用低压消防给水系统，当不满足低压制供水条件时，可在地下室设置室外消防用水水池。高位消防水池与减压水箱之间以及减压水箱之间的高差不应大于200m。

②对于仅裙房有的消防给水系统，例如：消防水炮、自动跟踪定位射流灭火装置、中庭大流量自喷等等，可将此部分用水储存在地下消防水池，由地下消防水池及水泵供给，屋顶高位消防水池可仅储存上部自动喷水灭火系统及消火栓等消防系统用水量。

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