安全性是建筑消防设计中的关键部分，但在确保安全性的基础上，还要尽可能达到设计合理，经济适用，维修管理方便等要求。济南消防栓是室内室外都应用非常普遍的一种固定消防工具，其能在火灾救援过程中为灭火人员提供可用水源，达到及时隔绝助燃物、控制可燃物、消除着火源的作用。因此消火栓系统是扑救火灾的重要消防设施之一。本文将以消防栓的设计特点和功效作为切入点，着重探讨高层建筑消防栓的设计特点。

1　目前高层建筑消防栓系统设计中存在的相关难题

(1)高层建筑消防系统缺乏完善的使用规范和设计要求。《高层民用建筑设计防火规范》规定我国的高层建筑(高于50m以上)要采取特殊防火要求，且防火设计方案需通过国家消防主管部门审议，但目前在高层建筑的设计标准上又没有指向性非常明确的相关文件，因此在高层建筑消防栓的设计上有很大的随意性，缺乏统一的规范和管理，给后续的工程安装和维修带来了困难。

(2)客观实际条件对高层建筑消防栓系统设计的限制。建筑消防栓常用的消防水枪的充实水柱为11.3m，因此对于高层建筑无法充分发挥其灭火效应;另外一般高层建筑坐落的地区，市政供水往往达不到消防用水所需的水量和水压;其次管道多集中设置于走道，在高层建筑中往往为了设计的美观性，会设吊顶，用于隐藏结构建筑梁、管道等，因此消防设备设施的设计和放置的位置有了相对的限制;还有高层建筑面积过大，房间过多，如果发生火灾，又存在消防管道架设困难、地形复杂等问题。

2　高层建筑性能化消防要求和消防栓的设计

高层建筑室内消火栓给水系统的设计。在高层建筑消防系统的设计中，凡建筑部分消防系统运行时工作压力不得超过0.6MPa的，需依照服务范围或供水压力独立设置消火栓系统。例如区域集中消火栓给水系统可配合分散的消火栓给水系统使用，临时高压消火栓给水系统可配合高压消火栓给水系统使用等。

另外高层建筑(H>50)的消火栓给水系统可采取竖向分区，高度控制在45～55m，确保消火栓栓口静水压力小于0.80MPa，以防消防储水在进行火灾救援时在短时间内耗尽，其次也更方便于消防队员操作。分区并联给水系统、分区串联给水系统、不分区给水系统是高层建筑室内消火栓给水系统比较通用的三类给水方式，与之相配合的有两种增压方式∶

(1)高层建筑如果采用串联分区和并联分区消火栓给水系统时，水箱高度设计时要求要满足不利点消火栓所需的消防水压，如果不能满足就需在水箱出水管上设气压给水设备稳压装置。

(2)高层建筑如果采用无水箱并联分区给水系统时。由于其无水箱，消防泵不工作，是通过消防稳压装置(气压给水稳压装置)的正常运行来进行系统稳压，目前高层建筑一般采用变频调速供水或气压给水两种方式。

(3)室内消火栓的布置原则∶①为保证设计的美观性和实用性，济南消防栓应该尽量放置于公共空间的墙体内，例如大厅、走廊等，另外要有醒目的标注，其前方不能设置障碍物，妨碍消火栓门的正常开启。③消火栓设计的间距要能保证同层或同一防火分区内，其水枪充实水柱能达到被保护范围内的任何部位。③消防电梯前室应设消火栓，栓口离地面高度宜为1.1m。④高层建筑的屋顶可设检查用的装有压力显示器的消火栓。

(4)室内消防给水管网的布置。为保证室内消火栓供水的可靠性，独立的单元式住宅，进行室内消防给水管道设置时，考虑其结构限制，可设一套独立的消防给水系统;多单元式住宅，为保证其美观性，节约工程造价，可将消防立管联环，消防管网设计为环状管网，设集中式消防加压设施，来保障消防用水压力，如集中消防加压泵站。

3　事例分析高层建筑济南消防栓的设计

某一高层建筑为一地上19层，地下2层，总建筑面积约2.6万m2，采用的是框架结构，抗震设防烈度为Ⅶ度，耐火等级二级，建筑物耐久年限50年。该建筑面积大，空间、层次复杂。功能区多，消防系统设计复杂。消防水量大，消防水泵数量过多。由于消防用水量非常大，造成消防水池面积很大，并且需要水泵数量多，地下室空间有限。同时，建筑形状造成消防设施受限。受到高层建筑形状影响，该建筑无法再建筑高处设置水箱。设置消火栓的给水系统以及配置。该建筑空间复杂，各功能厅所需消防设备不同。自动喷水系统，建筑空调负荷集中，防排烟要求比较高，导致空调排风管、防排烟通风管建筑面积较大。各个功能厅实际情况不一，架设自动喷水设备规格不一。其消防栓的设计如下∶

3.1　室内消防栓的布置

由于地下室使用面积有限，所以消防水池，消防水泵统一设置在室外，消防水泵采用潜水式，不另外设置泵房。消防水泵进水口沉入水中，不需要附属上吸装置。由于建筑形状所限，无法再高处设置水箱，可在剧场地下室内安装一套18m3的气体顶压消防给水设备代替水箱，供给初期用水，和维系消防系统压力。消火栓给水系统，围绕剧场环形设置，设置4个室外消火栓，室内消火栓用水由环形网接入。消火栓配置SN65室内消火栓一个，25m长水带，直径19水枪一个，消防卷盘一套，手提式灭火器3个，地下室部分采用不锈钢消火栓箱，内部设置减压、稳压消火栓，观众厅，舞台，等空间较大处，配置用无后坐力水枪。地下室无吊顶，选用直立喷头，溅水盘与顶板距离75～150mm。建筑内一些通风管道其他类型的负荷较高的建筑，风管下部中间位置架设喷头。喷淋系统在室外设置消防水泵接合器。

3.2　水枪充实水柱长度

发生火灾时，火场的辐射热使消防人员无法接近着火点，因此，从水枪喷嘴喷出的水流，应该具有足够的射程，保证所需的消防流量到达着火点。当水枪的充实水柱长度过大时，射流的反作用力会使消防人员无法把握水枪灭火，因此充实水柱长度一般不宜大于15m，且不能小于10m，消防栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，，经计算设计充实水柱长度为11.21m。

3.3　济南消防栓保护半径

影响消防栓保护半径的因素有∶消防水带长度和实际充实水柱长度，《高规》第7.4.6.6条文规定∶水带长度不应超过25m，设计时消防水带按25m计算，经计算可知该工程消防栓的保护半径为23m。

3.4　系统压力设计

该建筑属于二类高层建筑，建筑高度为39.4m，设计消防栓给水系统时不分区，经计算三层以下的消防栓栓口出水压力大于0.5MPa，需采取减压措施。设计在三层以下楼层的消防栓采用减压稳压型消防栓。高位水箱设置高度及增压稳压设施对消防栓栓口产生的静压小于1.00MPa;消防栓系统经过减压稳压后栓口出水压力小于0.5MPa。为了检查消防栓给水系统是否正常运行及保护本建筑物免受邻近建筑火灾的袭击，一般在室内消防栓给水系统的屋顶设置一个实验消防栓，设置在水箱间。连接室内消防管网与室外消防车的水泵连通器。其分为地下式、地上式、墙壁式，水泵接合器由消防接口、单向阀、安全阀、闸阀组成。

综上所述，高层建筑济南消防栓系统设计的安全可靠性，会直接关乎人民的生命财产安全，因此要高度重视。同时也要尽量满足设计合理，经济适用，维修管理方便等要求，因此相关设计人员务必在设计过程中要立足实际，谨慎考虑，细心比较，才能把消防栓系统工程做得更完善。

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