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)約工程建設成本，加快施工進度，通過對國內(nèi)典型超高層建筑施工期臨時消防給水設施的現(xiàn)狀調(diào)研，結(jié)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(jié)合的關(guān)鍵技術(shù)，并根據(jù)施工階段，分階段說明其具體方式。結(jié)果表明，在超高層建筑的不同施工期，消防給水設施臨時、永久結(jié)合可以實現(xiàn)，并提高了施工期的消防安全性，且具有一定的經(jīng)濟、社會價值。
關(guān)鍵詞：超高層建筑；施工期；消防給水；臨永結(jié)合
1國內(nèi)研究現(xiàn)狀與現(xiàn)場調(diào)研
筆者前期調(diào)研了國內(nèi)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(jié)合技術(shù)。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(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供水系統(tǒng)的合理性和可靠性，未對臨永結(jié)合做出更深的探索。與永久系統(tǒng)相比，臨時系統(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(chǎn)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(tǒng)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(zhuǎn)換過程中，耗時耗力。
2消防給水設施臨永結(jié)合技術(shù)
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(jié)合臨時高壓供水。消防給水設施臨永結(jié)合的前提是消防給水臨時系統(tǒng)的供水方式和永久系統(tǒng)相一致。在此前提下，根據(jù)施工階段分階段說明消防給水設施臨永結(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，從項目周邊引入2路供水，在建筑周圍布設環(huán)狀管網(wǎng)并設置室外消火栓。滿足保護半徑的市政消火栓可以計入?？紤]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(shù)量不少于2座。水泵接合器管道需要進入地下室，與消防環(huán)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(nèi)部分。地下室結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(chǎn)的水泵及管網(wǎng)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(guān)，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(chǎn)生糾紛，水泵采用臨時泵。為了以后方便水泵的臨永轉(zhuǎn)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(guān)系較大，可采用臨時管道。（3）具體參數(shù)。按照“施消規(guī)”的規(guī)定，超高層建筑臨時室內(nèi)、外消火栓設計流量分別不應小于15、20L/s，室內(nèi)、外火災延續(xù)時間分別不應低于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)、外設計流量分別不應小于20、20L/s，室內(nèi)、外火災延續(xù)時間按2h，一次滅火室內(nèi)、外用水量分別為144、144m3，總用水量為288m3。臨時室內(nèi)消火栓泵的性能應滿足Q=20L/s，H=160m?？紤]臨時供水泵和轉(zhuǎn)輸泵合并設置，可以減少水泵臺數(shù)，供水泵性能應同時滿足供水和轉(zhuǎn)輸?shù)囊?，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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)輸設備層一般設于避難層或其相鄰樓層。（1）第1個轉(zhuǎn)輸設備層（標高一般在100m以內(nèi)）結(jié)構(gòu)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(tǒng)。整個系統(tǒng)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(qū)，分區(qū)樓層與永久系統(tǒng)一致。立管至少臨永合用2根，一般應為核心筒處立管。消防管網(wǎng)和生產(chǎn)、生活管網(wǎng)獨立設置，為了防止消防自動連鎖系統(tǒng)誤動作，不應在消火栓管道上設置生產(chǎn)、生活取水口。（2）第1個轉(zhuǎn)輸設備層（標高一般在100m以內(nèi)）結(jié)構(gòu)已完工。永久系統(tǒng)該層設有消防轉(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(zhuǎn)輸立管，接入轉(zhuǎn)輸水箱。同時安裝臨時高區(qū)供水、轉(zhuǎn)輸合用泵，性能滿足Q=40L/s，H=160m。在出水總管上設置壓力開關(guān)，自動啟動消防泵。永久系統(tǒng)為重力供水系統(tǒng)，一般在轉(zhuǎn)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(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)輸層樓地面標高以下40m以下的樓層（應與永久系統(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)換時關(guān)閉的立管不得大于1根。永久系統(tǒng)為臨時高壓供水系統(tǒng)，此時對轉(zhuǎn)輸設備層以下的管道不必轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)輸層底板下管道應連為環(huán)狀，管道臨永合用。（3）第2個轉(zhuǎn)輸設備層（標高一般在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高壓供水系統(tǒng)。高區(qū)消防泵組大供水區(qū)通過減壓閥分為2個小供水區(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，一般應為核心筒處立管。消防管網(wǎng)和生產(chǎn)、生活管網(wǎng)獨立設置，為防止消防系統(tǒng)誤動作，不應在消火栓管道上設置生產(chǎn)、生活取水口。（4）第2個轉(zhuǎn)輸設備層（標高一般在200m以內(nèi)）結(jié)構(gòu)完工后。基本工序與第1個轉(zhuǎn)輸設備層完工后類似。（5）其他轉(zhuǎn)輸設備層的臨永結(jié)合工序均與前述類似。當高位水池、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，底層開始裝修作業(yè)。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(jīng)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(nèi)同時關(guān)閉的消火栓不超過5個。
3結(jié)語
利用消防給水臨永結(jié)合技術(shù)，使永久設施提前發(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)濟性。消防給水設施臨永結(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，分步實施消防給水設施的臨永合用技術(shù)，有效安排施工工序進行交叉作業(yè)，可有效減少設備材料浪費、節(jié)省工程總投資，具有一定的經(jīng)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