CFIC赵锂：超高层建筑消防灭火系统的设计要点

慧聪消防网讯2016中国消防安全产业大会(CFIC2016)网络直播消防十大品牌和杰出领袖颁奖现场直击

2016年9月26日至27日，中国建筑科学研究院顾问副总工、中国消防协会副会长李引擎，中国阻燃学会秘书长周政懋，中国建筑设计院有限公司副院长、总工、中国建筑学会建筑给水排水研究分会理事长赵锂，国际消防协会联盟亚洲分会主席RobLlewellyn，民政部紧急救援促进中心副总干事吴开平，中国安全产业协会理事长肖健康，中国电子商务协会秘书长卢建新，河南省新密市人民政府副市长齐智慧，慧聪消防网总经理王军以及来自各专业协会学会、学术界、设计院、企业、工程商、用户单位的领导人与高级别代表近千人共聚CFIC2016。在CFIC2016“产业•信息•互联”的主题下，与会代表围绕消防创新技术、社会公益和产业发展问题展开讨论。

中国建筑设计院有限公司副院长、总工程师，住建部建筑给水排水标准化委员会主任委员，中国建筑学会建筑给水排水研究分会理事长赵锂

中国建筑设计院有限公司副院长、总工程师，中国建筑学会建筑给水排水研究分会理事长赵锂在CFIC2016主讲中以《超高层建筑消防灭火应用分析》为主题，提炼目前国家消防规范规定，结合工程实例详细讲解了工程概况、建筑设计、给水设计和消防给水设计要点，最后分析了超高层建筑消防系统的设计核心关注点。

以下是CFIC2016现场赵锂主讲实录：

非常高兴来参加中国消防安全产业大会，今天受邀跟大家做一个交流。今天主要是就消防灭火应用分析来谈一下超高层消防的问题。

2011年在上海举行的“第四届超高层建筑产业峰会”上不断有专家亮出一个个“激动人心”的数字：至2010年全世界已经建成的前十大高层建筑中，有6幢在中国。据不完全统计,到2010年底中国大陆建成的200m以上的超高层建筑数量已经超过350栋，如果包括立项和在建的则有427栋；250m以上、在设计阶段的建筑有200多栋，100m以上的超高层仅上海市就有400多栋。

简单举几个500米以上在建的超高层：深圳平安金融中心（660m）、上海中心大厦（632m），上海中心已经使用，平安已经峰顶了，武汉绿地中心（606m），天津117大厦（597m），天津117塔快封顶了，苏南中心、天津周大福等。

从前面数据看，超高层中国有很多，确实这些年中国在消防方面，无论是从建筑、水、防排烟、电气等等，实践应该是走在世界前列。虽然前面这些建筑方案设计基本大部分是由境外公司完成，但工程施工图设计是由中国公司完成，防火设施设备也基本上采用中国的。

《高层建筑防火设计规范》（GB50045-952005版）1.0.5当高层建筑的建筑高度超过250m的建筑，建筑设计采取的特殊的防火措施，应提交国家消防主管部门组织专题研究、论证。《建筑防火设计规范》（建规、高规合并稿GB50045-2014）1.0.6建筑高度大于250m的建筑，除应符合本规范的要求外，尚应结合实际情况采取更加严格的防火措施，其防火设计应提交国家消防主管部门组织专题研究、论证。基本现在设计院做超高层建筑中，都是按这种方式进行。

超高层建筑当中，发生火灾之后最关键的是灭火，灭火设施显得尤为重要。当时在报批稿的时候，采用的是高压给水系统，水池设置在建筑最顶层，水压不够的楼层，采用临时高压系统。最后发布的消火栓规范变了，改为要采用安全可靠的消防给水系统，不在强调将水池设置在建筑物的顶部。只是100米以上，采用的安全可靠消防系统是什么样的？是设计院设计师自己根据工程经验来选取。250米以上的就要经过专家论证。高压给水系统消防时不需要启动水泵，直接用灭火设施，临时高压系统、低压给水系统，这在消防系统当中是非常明确的概念，不过多介绍了

我们在消火栓规范中，强调了水灭火系统，高位水池的规定首先是有效水位应该满足服务灭火设施的压力和容量，这个用词不是根据灭火设施的水压决定高位消防水池的位置，而是根据高位消防水池的位置，决定服务设施灭火设施。

同时，它还规定了如果高位消防水箱储存灭火确有困难，补水减少50%，250米以下可以减少，对于250米以上，要采取更严国家标准规范的措施，250米以上要百分之百保证，不应减少。

我们应该是解决哪些重点问题？我想有这几块！

首先是消防系统种类的设置。因为超高层建筑是非常复杂的建筑，无论是消防或常规机电设备，都很复杂。系统选择的好与坏，关系到我们系统能否能正常使用，能否在着火时能够有效地起到灭火设施的作用。

还有火灾次数。超高层建筑除了单栋建筑之外底下有大的底盘，建筑面积巨大，火灾次数按多少来选择。而现在超高层建筑往往不是一栋，在一个大底盘之上，有超高层建筑群，如有的为两栋建筑基本都是350米以上的情况。这样火灾的次数怎么样考虑？也是一个很关键的问题。

在超高层建筑中，因为牵涉到水池、水箱，地下水池的位置，屋顶水池、中间转输水箱、减压水箱等等，水箱种类也多，它的容积如何进行计算？都是我们需要考虑的问题。

超高层建筑在中庭基本都有一个共享中庭，建筑超过防火设施要求的中庭，如何灭火？采取什么样的灭火措施？

还有玻璃幕墙。超高层建筑外部基本都是玻璃幕墙，玻璃幕墙是否需要保护？在已有的建筑中也不同，有的超高层建筑对所有玻璃幕墙进行保护。比如天津的117塔（高度为600米），对所有建筑玻璃幕墙做了喷淋保护，有的建筑没有进行幕墙保护。深圳我们做的京基中心430米没有做玻璃幕墙保护，这也是考虑的问题。

另外钢结构防火问题。超高层建筑基本是钢结构，钢结构的防火问题也显得尤为重要。

再就是外部消防供水的转输。因为超高层建筑高度已经超过消防车允许灭火的高度范围内。除了满足自救之外，还要有外部救援，外部水量怎么样转输到顶部去，满足在火灾持续时间或超过火灾持续时间后水量的提供。

还有设备和管道的抗震。中国是一个地震多发区，国家有相关规范规定，6度以上都要进行抗震设防，包括机电设备。尤其现在超高层建筑，供水采用常高压系统，把全部消防水量储存在最顶部，不考虑抗震问题，一旦地震来临，水池无设防，水池发生问题就谈不上灭火了。除了要对常规系统平常状态下保证灭火设施能够安全有效地发挥作用之外，还要有非常规状态下如何保证安全的问题。

另外有反恐。遇到恐怖袭击，如何启动应急措施。这是超高层建筑运维单位要考虑的。

还有一些新型灭火系统的开发。比如超高层建筑当中高压细水雾在不同的防火区域中的应用。这些基本涵盖了高层建筑和超高层建筑面临的要解决问题。

这里，以一个工程案例来做个分析，讲一下这个工程当中我们是怎么样考虑的。这个就是我们在深圳做的京基中心，目前是深圳最高楼，为439米的高度，它实际上是一个超高层建筑的办公及酒店。酒店是瑞吉酒店，超五星酒店在最顶部，位置非常好，就在深圳深南大道旁。深南中路是深圳最核心主要道路。它的指标简单过一下，建设用地是三万五千多平米，总体上地上商业面积有将近七万平米，地下有一万四平米的。办公大概有十九万平米，A塔是十七万平米，A塔是超高层建筑，还有酒店、住宅、商务公寓及社区配套，还有托儿所。整个车辆有2093辆，地上240辆，基本将近2000的车辆都在地下。

它是分了五个塔楼，刚才看那个是主塔楼，后边还有B、C、D、E等等。其他的几栋建筑基本小于100米，这栋建筑前面讲，总体上由裙房连成，地面看是每栋独立楼，通过裙房把所有建筑联合在一起。

这是酒店进口大堂的图片，一层大堂。

立面是这样的情况，它是由办公和酒店来组成的。酒店区是从五层一直到七十二层。从七十二层开始往都是酒店，是超五星级的酒店，这是整个组成部分。它底下前面讲是一个商场，这栋建筑是一个综合性的建筑。

大致先介绍一下给水系统，给水采取水箱转输。从这个图上来看，因为是酒店和办公是分开的，供水系统也是两套系统。红色这个是办公楼的供水系统，它也是靠由设在B4的水池，到中间的转输水池，在38、56都设有供水池，5673层由变频调速供水，这是整个办公楼的供水系统。

酒店的供水系统是独立的系统，因为酒店是独立经营管理。

采用重力供水、变频供水相结合的方式。

这是办公楼水箱的，水箱的材质都是不锈钢水箱，采用立式多级离心泵。

消火栓给水我们看一下，这个楼经过专家论证，前面讲250米以上，一定由公安部消防局组织，当时委托广东总队来进行的专家论证。540吨的水量，满足一次火灾用水量：三个小时的消火栓，一个小时的自动喷水还有大空间水炮，都是储存在96层，相当于最高部位的全部水量。

在顶层储存全部水量外，地下四层的水池也储存了全部的消防水量。，按照新的消防规范，水池不允许放在地下四层。从抗震的角度来讲，水池在低层是安全的，从消防救援来讲不能太低，太低消防队员着火时跑向地下四层，距离太远，所以新规范是10米。地下水池容积储存多少？目前的超高层建筑也都不一样，比方说北京中国尊储了60吨的水容积，基于把所有消防水量都储存在屋顶水池。也有的把全部水量储存在顶上水池之外，底下仍然储存全部水量。这个概念前面讲，要严于国家标准规范采取加强措施。这个实际上就是加强措施相当于是第二次火灾的水量仍然储存在底部的消防水池中，顶部是540，底下也是540，水量储存来看按两次火灾的量值来储存，这是储存的情况。

从系统来看，是在38层、74层分别做转输水箱，转输水箱按60，和我们消火栓规范一致。我们做这个建筑时，还没有国家这方面的规定，我们也是按照60考虑的，当时为什么按60考虑也有一个分析。

同时在38层和74层设了减压水箱。减压水箱采取的是24立方米，我们现在新的国家规范是不小于18立方米，这个基本上和国家新规一致，这是消火栓系统情况。

前面讲外部消防救援，虽然是把所有的水量都储存到消防水箱当中，但是仍然要考虑外部消防车来时，通过水泵结合器要往上转输。地下有转输水泵，把底下水池的水往上传输，同时我们也有水泵结合器，水泵结合器仍然可以到外部救援中。

这是91层顶部540吨水池情况，在顶部因为前面讲，底下几层压力不能满足常高压，我们在顶层设有消防加压泵，在顶层仍然考虑了最高底部消防的加压设施，这是消火栓系统的情况。

消火栓水泵的控制是如何做的？当时按消防箱按钮来做，现在新的消火栓规范建议是不宜用消防按钮启动消防水泵，只是作为报警。目前还是有争议，认为消防按钮还应该能启泵。同时也有自动控制，通过压力开关控制水泵，自动启动，上一层泵联动下一层泵自动控水，水泵控制有应急中心。中间层减压水箱发生溢流时，有溢流管把它的水回到地下水池。

自动喷水的系统，这是我们设置的报警阀位置，报警阀是分区，相对集中布置。大概是分了6个区，从B4、19、38到56、74、91层，这是总体上分区情况。

中部是采用大空间主动灭火系统，它是跟自动喷水是连用的。消防给水减压阀加了压力开关，超压有一个报警。因为现有的减压阀，我们虽然都有一个试水阀，如果减压阀失效，下端管网会发生危险。有一个压力开关大于减压阀控制的压力之后，报警信号会传到消防控制中心。

喷头的选用，一般是超高层建筑现在基本都是采用快速响应喷头。

这个是大空间主动灭火系统的情况。

这是我们做的建好之后的转输水泵的情况。

这是报警阀的组成，报警阀前减压阀的设置情况。

这是转输泵，中间转输泵的情况。

这是在验收的时候，深圳总队用救援车，整个在验收情况的一个情况。

前面是通过我们做的京基中心的案例给大家介绍，超高层供水系统的方式，如广州西塔、深圳京基金融中心、天津周大福、武汉绿地中心、广州东塔、天津117大厦等，我罗列的是400米以上的，大部分采用常高压。

公安部消防局组织专家论证时，大部分建筑基本都是采用了常高压灭火系统。把所有的水量放到屋顶最高顶部，从水箱的容积来看，转输水箱的容积大部分按60吨来做，减压的也有按60吨的，也有在72吨的。像天津117塔它是在中间设100吨的转输水箱，它是合二为一，把减压和转输水箱合二为一，但也是100吨。

再简单过一下超高层建筑中我们的关注点，比如转输水泵是怎样启动的？通常有几种方式。转输水泵，可以通过水箱液位控制启停，液位下降时，带动转输水泵启停。这个方式现在也有争议，传输水泵国家消火栓规范没有明确，转输水泵是不是属于消防泵，规定消防泵启泵之后不能自动停泵，这种控制方式在现有超高层建筑做的也很多，这个没有界定，各自只能由各自的消防部门去掌握。我们认为转输水泵也应该是消防泵，它启动的时候不能停止。不能停止它会带来的问题，转输水泵不能停止，它转输是40升/秒，如顶部楼层使用两组消火栓灭火，是10升/秒，这样就带来水的溢流的问题。溢流的解决，前面讲可以通过溢流管。

同时还有一个问题，水泵顶层要小流量时，有超压的问题，超压问题怎么解决，这是我们应该考虑的。

传输水箱由转输水泵补水，同时要强调生活水泵的补水。

还有水箱水泵的设置。前面我们讲关于抗震的问题，我们国家规定尤其是在高层建筑当中，你在地震来临的时候，水箱、水池的摆动，受地震破坏更大一些。这样就要考虑，我们规定在给水泵等设备要有防震基础，并且在基础周边设限位器，保证水泵正常工作。

这是抗震做法。

这是水泵，常规水泵没有四角固定，现在超高层建筑当中，尤其在顶部应该按这种方式做水位限位器，水箱要按这种方式做，大家看水箱通过地角螺栓，把水箱完全牢固紧固地与基础结合在一起，这是抗震。

这是台北它的最高层。它为了抗震做了一个金属球，台北的101大厦。这样看来，广州的这个充分利用了消防水箱，除了起消防作用之外，还在结构抗震方面也起了作用，做的比较好完美结合，这是101塔的做法。

这是深圳平安中心的，它的减震降噪的技术，整层做了一个隔震台。对于机电设备层，对整个设施的影响减到最低。

水泵结合器外部救援怎么做？几种方式，一种把水泵结合器直接接到地下消防水池，通过转输水泵做。还有一个水泵结合器，与转输水泵吸水管连接，这时要考虑转输水泵承压的问题。再有供到第一个转输水箱，如果转输水箱高度在当地消防供水范围之内。

避难层做法有消火栓，规范没有说是不是设自动喷水，超高层要设自动喷水。

停机坪，有的项目加强措施也做了泡沫消火栓，常规消火栓系统就完全可以解决。

时间关系，后面就快过一下，今天主要跟大家分享超高层建筑水灭火系统当中，我们应该考虑的哪些问题。再通过一些案例，我们在过程当中对这些问题应该怎么样去关注、怎样解决，中国超高层建筑，目前世界上最多。现在我们系统设置应该是走在了世界的前列。我们应该选择什么样的系统，更主要还是从安全角度出发，还有系统的有效性来进行一些考虑。

今天就介绍这些。谢谢大家！

（备注：因赵锂老师PPT内容很多，文章实录不一一配图，需了解详情请与CFIC组委会或中国建筑学会建筑给水排水研究分会取得联系）