高层建筑群共用高位消防水箱其实是一种常规做法, 人们通常将消防水箱设置在建筑群中最高的建筑屋顶上, 水箱喷淋出水管连接至湿式报警阀前端、消火栓出水管接至室内消火栓系统环网, 只要最高建筑的最不利点喷淋系统静水压力能够满足开启湿式报警阀的要求, 消火栓的静水压力, 建筑高度不超过100m时, 高层建筑最不利点消火栓的静水压力不应低于0.07 MPa, 当建筑高度超过100m时, 高层建筑最不利点消火栓的静水压力不应低于0.15 MPa, 其他建筑喷淋和消火栓系统最的不利点静水压力也能满足要求, 当高位消防水箱不能满足上述静压要求时应设置气压罐和稳压泵等增压设施。上述做法的优点, 能够大大减少高位消防水箱的设置数量, 节省投资成本, 倘若高位消防水箱与室内消防管网连接管路发生故障, 将会影响任何一栋高层建筑的火灾扑救。为提高消防给水系统可靠性, 在高层建筑群中分散设置两个或多个高位消防水箱来保障消防给水安全。


两栋或多栋超过100m的高层建筑群能否共用高位消防水箱, 笔者认为, 超过100m高层建筑群如果共用高位消防水箱, 消防给水系统总管水压必然过高 (>1.00MPa) , 系统安全可靠性差, 水管长期超压不但会影响使用寿命, 而且会容易出现松脱、开裂, 严重影响消防设施正常运行。如某市工业园区新建了一座总建筑面积180 000m2城市综合体, 集商业中心、酒店式公寓、办公大楼于一体, 建筑地下二层, 地上1~4层为裙房, 裙房东西两侧为两栋超高层塔楼, 东塔楼高度188m, 西塔楼高度175m。建设单位和设计单位为了减少建筑荷载、控制造价, 两栋塔楼共用一套消防设施, 即共用地下一套消防泵房、中间100m处一套转输水箱和消防转输泵房, 以及共用一只屋顶高位消防水箱。水箱和中间泵房置于东塔楼, 消防给水系统采用“Y”型给水方式, 消防泵房分别向两栋塔楼竖向供水, 喷淋和消火栓两根屋顶高位水箱出水总管, 由甲楼通过四层郡房与消防泵出水管连接, 向乙楼供水, 100 m以下发生火灾时, 由地下消防泵房供水, 100m以上发生火灾时, 地下消防泵和中间消防泵采取上下联动的形式, 临时高压消防给水, 如图1所示。
设计单位理由是依据“高规”第7.3.5条规定, 同一时间只考虑一次火灾的高层建筑群可共用消防水池、消防泵房、高位消防水箱;而且, 建设单位同样的项目在其他城市也有相同做法, 当工程竣工消防验收时, 消防技术人员发现该大楼消防供水方式存在问题。

1.1 消防设计参考依据选取问题
“高规”第7.3.5条虽规定同一时间只考虑一次火灾的高层建筑群可共用消防水池、消防泵房、高位消防水箱, 但“高规”第7.4.6.5条还规定消火栓栓口的静水压力不应大于1.00 MPa, 当大于1.00 MPa时应采取分区给水系统。而GB 50084-2001《自动喷水灭火系统设计规范》 (以下简称“喷规”) 第8.0.1条规定配水管道的工作压力不应大于1.20 MPa。显然, “高规”第7.3.5条是泛指高层建筑, 没有明确多少高度的建筑不适用于共用高位消防水箱。因此, 将“高规”第7.4.6.5条和“喷规”第8.0.1条结合起来理解。可以认为, 共用高位消防水箱适用条件:只能适用于100m以下的高层建筑群, 当高度超过100 m的建筑群, 消防给水系统压力大于1.00MPa或1.20 MPa时, 不适用于共用高位消防水箱, 应按“高规”规定, 分别单独设置高位消防水箱, 实行分区供水。其使用要求:根据不同建筑类型和高度, 可采取不同要形式的消防分区供水方式, 如消防泵高低压出水口分区供水、减压水箱减压分区供水、减压阀减压分区供水等, 使之消防给水系统管网水压处在一个比较安全合理的区间。

1.2 消防给水系统总管超压
超压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, 或造成给水不均匀, 不利于系统灭火, 影响系统正常运行的现象。

塔楼建筑高度188 m, 高位消防水箱设在建筑物最高处, 对该高层建筑而言, 建筑物顶部最不利点喷淋系统静水压力还不能满足开启湿式报警阀的要求 (小于0.14MPa) , 消火栓的静水压力小于0.15 MPa。因此, 必须对最不利点的喷淋和消火栓系统设置稳压设施, 将在原来压力基础上再提高0.2 MPa左右, 以满足喷淋和消火栓出口水压最低要求, 这样该消防给水系统的压力就接近2.10 MPa, 喷淋总管和消火栓总管严重超压, 违反了“高规”和“喷规”消防给水方面有关规定, 系统会出现不稳定、不可靠, 存在着安全隐患。目前, 市场上虽然有耐高压的消防管材和配件, 但在安装过程中未严格遵守操作要求或管网在长期高压作用下, 也会出现消防给水管道部件松脱、损坏, 甚至爆裂, 严重威胁着整栋大楼消防设施正常运行, 另该大楼的高位消防水箱喷淋和消火栓DN100出水管全部采用沟槽式连接件 (卡箍) , 更增加了危险因素。

1.3 消防给水总管无法采取减压措施
初期阶段的建筑物火灾, 主要依靠屋顶高位消防水箱供水, 然而, 启动消防泵向消防管网持续供水, 根据正常状况, 高层建筑屋顶消防水箱出水管进入低区相应部位需要减压, 消防泵出水管在低区部分也需要减压, 这样才能避免水击形成的噪声与振动, 使消防给水管网水压处在一个合理、安全的范围之内。通过减压, 能保证消防给水系统的均匀性, 有利于作用面积内给水可靠, 确保系统设计流量能正确使用;同时, 还有利于系统管网和设备的安全, 能使自动喷水灭火和消火栓灭火发挥正常效用。因此, 消防给水系统的减压有着重要的意义。

上述案例两栋超高层建筑共用一只屋顶高位消防水箱, 采用“Y”型消防给水方式, 虽然减少了建筑荷载、节省了材料、控制了工程造价, 但造成了消防总管超压留下了隐患, 喷淋和消火栓系统在屋顶高位消防水箱出水管的任何位置都不能采取减压措施来解决超压问题。因为一旦减压, 甲楼高位消防水箱水不能自然压到乙楼的高处, 乙楼高处的喷淋管网和消火栓管网就会出现水压过低或无水, 如自动喷水灭火系统的湿式报警阀压力开关, 因无一定水压, 不会自动接触而起动喷淋泵, 消防设施也就不能发挥灭火作用, 必将成为摆设。