超高层建筑的系统分区

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《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014【条文】【链接】
6.2.1 符合下列条件时，消防给水系统应分区供水：
    1 系统工作压力大于2.40MPa；
    2 消火栓栓口处静压大于1.0MPa；
    3 自动水灭火系统报警阀处的工作压力大于1.60MPa或喷头处的工作压力大于1.20MPa。
《水消规GB50974-2014实施指南（ 修订版）》，112~113页
【要点说明】本条为消防给水系统分区原则性要求，应用本条文需解决如下问题：何为“系统工作压力”;消火栓栓口处静压不大于1.00MPa的目的；何为“工作压力”。
  1) 第1款，此时应采用完全分区，即两个区分别设置消防加压水泵，即可采用水泵串联或减压水箱方式完全分区；第2款，此时还可采用减压阀分区；第3款，原《喷规》中规定，自动水灭火系统报警阀处的工作压力为1.20MPa,现在《消水规》增加为1.60MPa。
  2) 系统工作压力按第8.2.2条、第8.2.3条计算。应按最大压力点计算系统工作压力。对于超高层项目，系统工作压力计算中，消防泵的零流量压力按实际样本特性曲线确定，若无样本曲线，可在1.2～1.4倍设计工作压力的范围内指定其零流量压力，再复核系统工作压力是否超限。
  3)《消水规》第8.2.3条“高压和临时高压消防给水系统的系统工作压力应根据系统在供水时可能的最大运行压力确定，并应符合下列规定：
(1)高位消防水池、水塔供水的高压消防给水系统的系统工作压力，应为高位消防水池、水塔最大静压；
(2)市政给水管网直接供水的高压消防给水系统的系统工作压力，应根据市政给水管网的工作压力确定；
(3)采用高位消防水箱稳压的临时高压消防给水系统的系统工作压力，应为消防水泵零流量时的压力与水泵吸水口最大静水压力之和；
(4)采用稳压泵稳压的临时高压消防给水系统的系统工作压力，应取消防水泵零流量时的压力、消防水泵吸水口最大静压二者之和与稳压泵维持系统压力时两者其中的较大值，即“系统工作压力”为一个不确定值，是指系统可能达到的最大工作压力，而非消防水泵启动时在额定工况下的压力，管道的承压能力须按此最不利值考虑，即不得大于2.40MPa。
  4)  第2款：直接连接高位消防水箱(无稳压泵)的消火栓分区，其栓口静压按高位消防水箱最高水位计算；经减压阀减压的消火栓分区，其栓口静压按减压阀出口的静压计算；直接连接稳压泵(无高位消防水箱)的消火栓分区，其栓口静压按稳压泵的停泵压力计算；直接连接高位消防水箱且有稳压泵的消火栓分区，其栓口静压原则性应按稳压泵的停泵压力计算，如当地消防主管部门同意其栓口静压也可按高位消防水箱最高水位计算。
  5)  消火栓进行水压密封试验时，各密封部位应连续2min承受1.6MPa压力(参见《室内消火栓》GB3445);消火栓栓口处静压按不大于1.0MPa分区的目的是控制在最不利因素下可能产生的工作压力(当消火栓栓口静压等于1.0MPa且屋顶水箱满足7m静压状况时，消防水泵的额定压力约为1.20MPa)大于1.20MPa,从而在零流量时，系统工作压力大于1.60MPa,突破消火栓栓口耐压要求。本条1、2款是参照了美国NFPA14《StandardfortheInstallationofStanpipeandHoseSystem》(1996Editon)中“系统任何一点的压力在任何时间不能超过2.41MPa,当栓口处静水压力超过1.21MPa时应设减压装置”的规定而制定的。
  6)“工作压力”是指消火栓栓口、报警阀、喷头等设施在额定工作状态下的承受压力，而不是设施的承压能力。即报警阀和喷头的工作压力，在利用水泵压力直接供水时，宜按工作压力(水泵额定流量时的压力)计算。

《水消规GB50974-2014实施指南（ 修订版）》，123~124页
思考3:超高层建筑内的室内消防给水系统采用何种消防给水、分区形式，才是最安全、经济、合理的。
分析：笔者认为，超高层建筑内的消防给水、分区形式应根据超高层建筑项目所在地实际情况和公安部、当地消防主管部门意见及项目的消防性能化分析报告来综合确定。下面是上海、广州、江苏的一些地方规定，可以参考借鉴。
   1) 上海市标准《民用建筑水灭火系统设计规程》DGJ08-94-2007和江苏省标准《民用建筑水消防系统设计规范》DGJ32/J92-2009均有如下规定：当建筑高度低于或等于120m时，消防给水竖向分区宜采用减压阀、分区水泵、多出口泵等并联消防泵给水系统；当建筑高度大于120m时，消防给水竖向分区宜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。
   2) 正在编制中的广东省标准《超高层建筑消防给水设计规范》规定：消防水泵轴线至最高用水点的垂直距离小于200m时，采用一泵到顶分区减压；消防水泵轴线至最高用水点的垂直距离大于200m时，采用临时高压、常高压相结合，主灭火系统和辅助灭火系统相结合，即火灾延续时间内的消防用水量全部置顶，并设置辅助灭火水源(存储水量不小于150m3 ),重力流不能满足的采用临时高压。
   3) 江苏省消防部门要求，当建筑物的高度大于200m时，应采用设置高位消防水池的重力供水消防系统。
   4) 上海未对重力消防供水提出明确的设置条件要求；广东省标准明确提出优先采用一泵到顶，尽量避免中间转输环节，使系统和控制均简化。


《临时高压消防给水系统一次供水高度分析》刘小辉.pdf
室内消火栓系统的最高供水高度应不超过122.3~150.1m；
考虑到实际选购水泵的情况，保证消防水泵的适应性、合理选取及顺利采购，设计时消防水泵零流量时的压力应尽量按设计工作压力的140%选用。按这个原则，一次供水高度不宜超122.3m。
（按以上计算，没有计入横干管水头损失，局部水头损失也仅是估算）