时间：2023-03-27 16:45:49
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一、室外消火栓数量的确定
《高规》第7．3．6规定：“室外消火栓的数量应按本规范第7．2．2条规定的室外消火栓用水量经计算确定，每个消火栓的用水量应为10－15l/s“，但是《高规》的《条文说明》是这样解释：“室外消火栓的数量应保证供应建筑物需要的灭火用水量，其中包括室内、室外两部分“，笔者认为《条文说明》的解释超越了《高规》的规定。室外消火栓是室外消防用水取水口，理应按室外管网来考虑。可以想象得到，室外管网供水流量一旦确定，即使设置再多的室外消火栓，其室外消火栓所能取到的水量的总和也就是室外管供水总量。当设计把室消防用水储存在室内消防水池时，室外管网一般就按室外消防用水量来确定，因此室外消火栓的数量应按室外消防用水量经计算来确定，但是《高规》第7．4．5．3规定“水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消火栓或消防水池的距离宜为15－40米“。从这个规定可以看出，水泵接合器的15－40米范围内在一般情况下要设置室外消火栓。因此，在工程设计中，在布置水泵接合器时，要考虑其相对集中，以利于与经计算的室外消火栓数量对应，一旦设计中有较多的室内消防系统需要较多水尖接合器，且分散布置时，则需要适当增设“额外“的室外消火栓。
二、水泵接合器数量的确定
众所周知，水泵接合器的主要用途是当室内消防水泵发生故障或遇大火室内消防用水不足时，供消防车从室外消火栓取水，通过水泵接合器将水送到室内消防给水管网，供灭火使用。
《高规》7．4．5－1规定：“消防水泵接合器的数量应按室内消防用水量经计算确定，每个水泵接合器的流量应按10－15l/s计算：“这里指明水泵接合器的数量是按室内消防用水量经计算确定。笔者认为这一点不好照搬，我们从水泵接合器用途不难知道，水泵接合器是消防车从室外消火栓取水来增补室内消防用水不足的接口。如果室外消防用水量远远小于室内消防用水量时，那水泵接合器设那么多是没有意义的，笔者最近做一个工程－－厦门国际会展中心，按一类高层建筑设计，室外消防用水量为30l/s。但其室内大水滴喷淋系统设计用水量为133l/s，室内水幕喷淋系统设计用水量为167l/s，室内消火栓系统设计用水量为30l/s，这些用水量按火灾延续时间计算均储存在地下水池中。按规范7．4．5－1规定，水泵接合器的数量应分别设10个，12个和2个。12个水泵接合器要12辆消防车从12个室外消火栓中取水供给，而室外的供水条件上远远达不到这个要求的，即使考虑到由消防车距离运水，那也不可保证大水滴淋系统和水幕喷淋系统的正常工作。因这两个系统要正常工作时的用水量很大，不可能在短时间内有那么多消防车远距离运水来达到同时供水，如时间过长，那这两个系统也失去作用，最后时间一长就靠消火栓来灭火，因此笔者认为应对一些灭火系统可以适当减少水泵接合器的数量，可以分别设3－5个就足够了；而对消火栓系统应重点保证，故水泵接合器的数量按室内消防用水量计算的同时应考虑室外供水能力综合确定，达到既节省投资的目的，同时又保证消防的安全可靠性。
三、消防水池容积的确定
消防水池是储存消防灭火用水的构筑物，容积的确定关系着灭火的安全性。《高规》7．3．2规定：“市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量；市政给水管道为枝状或只有一条进水（二类居住建筑除外），只要符合上述条件之一时均应设置消防水池。“《高规》7．3．3对水池的容积作了规定：“当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求；当室外给水管网不能保证室外消防用水时时，消防水池的有效容量应满足火灾延续时间以内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。“一些地方针对这两条规定，却有不同的设计方法。
在福州地区，室内及室外消防用水量均储存了消防水池中，原因是市自来水公司无法保证市政供水的安全性，这显然会增大消防水池的容积。如每一幢高层建筑均要把室内及室外消防用水量储存在消防水池，那将会造成很大的浪费，笔者认为是不可取的。
厦门地区是当室外给水管网能保证室外消防用水时，消防水池只满足室内消防用水量。一般做法为：从市政引两根进水管构成室外环状供水，以保证室外供水的安全性，消防水池设在地下室，只考虑室内消防用水量，但不允许考虑火灾时水池的补水量（规范没有作明确规定）。故笔者认为这种做法不妥，这样导致一幢高层公共建筑地下室一般都储存了四、五百吨的消防用水，一般占地均有二百多平方米。像厦门国际会展中心，地下室储存了2600吨的消防用水，水池占地890平方米，笔者认为这种做法很不经济，仅工程造价就增上百万元；同时又增大管理的难度，如要清洗，定期换水等，又造成水资源的浪费；如果消防用水和生活用水合建水池，那必然会造成生活二次供水的水质污染。所以笔者认为既要保证消防安全，又要降低工程造价及管理方便，首先要加强自来水公司的责任度，保证城市环状供水的安全可靠性，然后适当加大高层建筑的进水管，使得进水管在保证高层建筑的室外消防用水量的同时能够在火灾时补充消防水池的水量。这样经计算可以适当减少消防水池的容积，达到经济合理。同时笔者建议邻近高层建筑共用消防水池，对这一点希望有关市政部门能够牵头，对共用水池进行合理地管理，这也需要有关部门进行合理公正的规划控制。
香港在这一点上值得我们学习，香港的建的消防水池就很小，相当于一个水泵吸水井，容量一般不超过50吨，他们只保证初期火灾的用水量，中、后期火灾的用水量直接靠市政管道的供给，大厦本身只提供提升设备及市政管道的接口，在高层建筑林立的香港就可节约了很多的建筑面积供各种用途使用，我们应向这一方面学习与借鉴。
四、消防给水系统的形式
对高层建筑消火栓给水系统形式的选择，首先我们应保证系统的安全可靠性，其次我们应尽量选用经济合理的供水形式。
按服务范围分：独立的消防给水系统和区域集中的消防给水系统笔者建议尽量采用区域集中的消防给水系统就如上述所讲：邻近高层建筑共用消防水池，但这往往得不到推广。主要原因是各开发商不能协调好，这就要求有关部门能够牵头，共同解决管理及费用的问题，使几方面都能够接受。
按高度来分：分区水和不分共给水
当消火栓栓口的静水压力不大于0．80MPa时，采用不分区给水形式，当消火栓栓口的静水压力大于0．80MPa时，采用分区给水形式。分区供水方式又包括：并联分区供水方式；串联分区供水方式；减压阀分区供水方式。
关联分区供水方式：各个分区互不干扰，自成体系，对系统更加安全可靠，但造价高，维护管理较困难。
串联分共供水方式：各区水泵压力相近或相同，不需高压泵，高压管；但水泵分散，管理困难，同样造价高。
尽管在新修改的《建筑设计防火规范》中增加了对自动喷水灭火系统的设置范围，但我国多层建筑室内灭火系统仍以设置室内消火栓为主。实践证明，室内消火栓系统能有效使用的机率不高。火灾时，消防人员采用消防车水带接龙的方式将消防车内的水送入室内使用，或者利用消防车在室外对着火部位进行灌救的情况较多。这样，室内消火栓设置的意义无法得到体现。主要原因：一是在当前全民消防意识普遍不高，灭火技能和基本的灭火器材操作知识缺乏的现实条件下，火灾时一般民众不可能有效使用室内消火栓系统来灭火。所以室内消火栓系统最终还需要有严格训练的消防队员来使用。但火灾时起火单位熟悉本单位室内消火栓系统的人员不一定在现场，消防人员又对内部系统情况一般都不熟悉，很难快速有效利用室内消火栓来灭火；二是调查发现，室内消火栓系统多数得不到良好的维护保养，或是阀门锈蚀不能开启，或是水带水枪缺失，导致关键时候无法使用。三是从安全角度上讲，在可以利用外来水源灭火，特别是又没有人员被困火场的情况下，消防队员没必要冒险进入建筑内取用室内消火栓来灭火。
还有，众所周知多层建筑室内消火栓给水系统，主要目的就是为了扑救初期10分种内的火灾。但随着时间的推移，《建规》制定时的许多历史条件已经发生了变化。随着经济的发展，人民生活条件的改善已使得住宅、办公场所、消费场所的装修标准大幅度提高，增加了建筑的火荷载，相应的火灾危险性和大火蔓延速度也大幅提高；灭火程度极低的室内消火栓系统极易耽误火灾初期极为宝贵的扑救时间，造成火灾的蔓延。
二、自动喷水灭火系统的优点及设置必要性
自动喷水灭火系统的优点是：不需人员到起火点操作，值班人员只要在消防控制室就可以完全监控整栋楼的情况，做到早发现、早报告、早扑救。灭火成功率高，特别是对控制初起火灾极为有效、可靠。据国外的资料介绍，自动喷水灭火系统的灭火成功率高达90%以上。以美国为例，从1925年到1969年的45年中，安装这一系统的建筑物共发生火灾81425次，灭火、控火成功率达96.2%。又如澳大利亚和新西兰，从1886年到1968年的几十年中，安装这一系统的建筑物共发生火灾5734次，灭火成功率达99.8％。国内也有许多成功的实例，如1958年建的厦门纺织厂，曾发生过四次火灾，均由喷水头自动启动将火扑灭。自动喷水灭火系统以其目的性强，直接面对着火点，效率高，水渍少等诸多优点，已经成为国际公认的可以普及使用的主动固定消防设施。在美国，自动喷水灭火系统不仅在高层建筑、公共建筑、工厂和仓库中普遍使用，而且已经发展到在家庭住宅中安装这一系统。
从经济的角度考虑。我国的自动喷水灭火系统已经有40多年的实践经验，经过几十年的研究、实践，现在在技术、产品配套、全自动化程度、操作等方面都已经有了较丰富的经验；自动喷水灭火装置的大量生产和使用，以及国产化程度的提高，已经使得自动喷水灭火系统的相对价格大幅下降。据统计，国内安装该灭火系统的费用一般占工程总投资的1～3％。与室内消火栓系统相比，费用并没有升高多少，而灭火成功率却增长了数倍。完全符合经济利益的要求。
结论：
纵上所述，多层建筑建立以自动喷水灭火系统为主体的灭火体系是非常必要的，并且在经济上和技术上也是可行的。但受《建规》中以消火栓为主进行室内消防系统设计的规定以及消防设计人员多年来形成的习惯影响，要实现以自动喷水为主的目标，势必要在以下几个方面寻求突破。
造成高层建筑自动消防设施存在火灾隐患原因分析
(1)一些设计单位的设计人员不熟悉相关消防技术规范，未严格按照规范设计，单位内部未建立严格的设计审查制度。有些建筑设计单位不重视建筑防火设计，相关消防设计专业的技术人员缺乏，致使在设计中建筑自动消防设施设计不配套［3］，加之一些建筑工程建设时间紧，设计周期短，各专业设计人员沟通协调不够，致使建筑工程设计图纸不全以及设计图纸不能满足施工要求，甚至有些建设工程边设计、边施工的，给建筑消防设施的安装施工留下了隐患。
(2)部分消防工程施工队伍人员素质不高，安装施工水平低，不能满足消防验收的标准。一些施工安装单位专业技术人员对消防技术规范不熟悉，不掌握消防工程专业技术知识，不按图或不按国家现行的有关标准和规范施工，擅自降低标准，造成安装时留下火灾隐患;有些施工安装单位工程技术水平低，技术人员配备不到位，无相应消防设施工程施工方面的专业人才;有些消防工程公司承包到工程后临时招聘施工人员，施工队伍不稳定，无固定的专业技术人员和施工操作人员，施工质量无法保证;部分单位和个人借用或者挂靠有资质的单位承揽工程，造成消防工程施工水平低，无法保证消防工程施工质量;有些施工安装单位在工程投标中故意降低工程量，压低价格竞争投标，甚至垫资承包，造成工程建设资金严重不足，出现了以次充好、偷工减料、降低标准的问题，大大降低了建筑消防设施安装施工质量［4］;一些工程在多个施工安装单位同时施工时，缺乏相互配合，出现问题后互相推诿，造成消防设施无法正常稳定工作、经常维修;还有施工现场许多产品安装后，消防设备没有采取防护措施，致使有些消防设备部件被污损，而无法正常使用。
(3)部分消防监督员对单位建筑消防设施监督不到位，未能及时发现和消除火灾隐患。由于消防部门专业从事建审的人员少，各地工程项目又多，部分干部业务素质低，在对设计图纸的消防设施进行审核时不能及时地发现存在的问题，提出审核意见不全面、不准确;一些消防监督员对建筑工程的消防验收不重视，对消防产品、消防设施不熟悉，在验收中依赖中介建筑消防设施检测站对建筑消防设施的检测［5］。部分消防监督员在平常对建筑消防设施的监督检查中，由于对消防设施工作原理、操作规程不了解，走马观花的采取简单手段来判断消防设施的正常，未采用消防专业仪器设备进行测试，就不能发现建筑消防设施运行方面存在的问题;有些消防监督部门对使用单位在建筑消防设施维保中存在的问题执法不到位，对在检查中发现了建筑消防设施方面存在的问题，只是发《责令限期改正通知书》，要求使用单位整改，没有按照要求，责令维保单位整改并依法立案查处。
(4)建筑单位对建筑消防设施的维护管理有待提高。有些单位工作人员职责不健全，消防设施操作维护规程不完善，未明确和规范各阶段消防系统所需进行的维保操作内容，没有履行好对消防设施的维保职责;一些单位的消防安全管理人员不了解掌握建筑消防设施知识，消控控制室操作人员不能及时发现处理建筑消防设施运行中存在的问题，造成单位的建筑消防设施不能正常工作;还有部分使用单位对维保单位提出的更换维修消防设施部件的正常维护费用不能及时解决，致使火灾隐患长期不能整改。
提高建筑工程建筑消防设施质量的措施
(1)严把建筑消防设施设计审核质量关。设计单位必须严格执行《中华人民共和国消防法》以及相关国家消防技术标准和规范，不得随意降低防火设计标准，设计单位应建立消防设计责任制，建立设计人员消防设计终身负责制。设计单位内部实行消防专篇和自审制度，消防专篇包括建筑、结构、电气、暖通、给排水等方面的消防设计内容，开展设计图纸自检自审工作，法定代表人要对消防设计负管理责任，总工程师对消防设计进行审核，设计人员对消防设计负直接责任。同时设计单位人员必须与建设、施工单位人员经常交流协调，以减少在建筑设计与实际施工时的火灾隐患。
(2)加强对消防设施施工过程的监督管理。建筑消防设施的施工企业应具有相应的消防工程专业施工资质等级。消防设施的施工安装单位必须重视施工安装质量，严格按规程、标准、规范和设计图纸进行施工。消防设施施工单位要有相对稳定的专业技术人员及施工人员，不断提高专业技术人员的业务水平，加强对施工操作人员基本操作技能的培训。在施工安装中要配备施工安装质量检查人员，对施工安装质量检查要全面、细致，逐步实行项目经理负责制。加强对隐蔽工程施工安装质量的监督，实行消防设施施工安装监理制度，以对施工安装质量进行有效的监督，确保工程施工安装质量。
高层建筑消防供电的最大特点是，平时不用、失火即用。所以对其供电系统各环节要求具有较高的灵活性、可靠性。消防用电设备多处于供电系统的末端，与其它用电负荷基本上同属一个供配电系统，但负荷等级差异较大，供电灵活性、可靠性的要求也不相同。动力照明主电源和联动控制自动装置、信号电源、电压等级不一，同期使用也不一致，电源类别较多。火灾现场断电，这也是消防供电的一个特殊性。当发生火灾时，火灾现场扑救首先要切断非消防用电负荷电源，但这时消防用电负荷电源正是需要保证不间断连续供电的关键时刻。
2高层建筑的消防供电及设施
根据《建筑设计防火规范》等标准规范的规定，高层建筑的消防供电按供电负荷等级分类时，消防用电的负荷等级与建筑物中供电负荷的最高等级相同。一类建筑的消防用电的供电负荷为一级，二类建筑消防用电的供电负荷为二级，其它的建筑供电负荷均为三级。在外部电源不能保证时，火灾应急照明及疏散照明可采用蓄电池作为备用电源，连续供电时间不应少于20分钟。火灾自动报警系统的电源应采用消防电源，备用电源宜采用蓄电池供电，CTR显示器和通信设备应由UPS装置供电。高层建筑的消防供电设施主要包括：消火栓及其消防泵、自喷消防泵、防火卷帘门及电动防火门、正压送风机、排烟风机、消防电梯、火灾自动报警系统、气体消防系统、消防广播和声光报警器、火灾应急照明等设施。该系统用于发生停电事故时(包括火灾事故)，帮助人员逃生与疏散。
3消防供电的可靠性
供电电源、供电系统是否合理，配电设备、用电设备、电气线路及接地系统故障等均影响消防供电的可靠性。电气故障是无法限制在某个范围内的，保证一个供电系统安全可靠的长期稳定运行，需要贯穿设备制造、工程设计、施工安装、日常维护检查等各个环节，工程设计是非常重要的一环。保障消防供电的可靠线首先要选择合适的消防供配电方式，然后是配电线路的型号规格的选择，其次是正确的电气设备选型和安装，最后一定要做好接地接零保护，采用重复接地、等电位连接等方法来改善接地系统的保护功能。
4消防设备供电系统的设计要求
消防性能化设计
1存在的问题
因为本建筑的体量过大，在现行规范范围内仍然存在一些无法解决的困难。具体为:①建筑中间大商业区无自身安全出口;②疏散楼梯不能直通室外;③超市及地上商业疏散宽度不足［1］。
2性能化分析解决方法
(1)为解决洛阳泉舜财富购物中心的中间大商业区无自身的安全出口、部分楼梯间在首层不直通室外的问题，设计中采用将中庭的通道区域作为“亚安全区”的设计方案。“亚安全区”的实现需要保证以下几个条件:①中庭通道区域无固定火灾荷载;②控制中庭周边商铺或商业火灾烟气不进入中庭;③即使中庭周边商铺或商业内发生失效火灾，烟气溢出进入通道区域，也能被排烟系统迅速排出，不会对中庭人员造成危害［2］。
(2)疏散宽度不足的问题。对超市及地上商业疏散宽度不足的问题采取如下措施:①增加开向相邻防火分区的疏散门，使得起火防火分区内有较为充裕的疏散宽度，并尽量缩短人员的逃生路线行走距离;②自动喷水灭火系统采用快速响应喷头，使得在火灾发生或发展初期即可被扑灭或抑制，以控制火灾发展规模，延长人员安全疏散的可利用时间;③在原设计的基础上适量加大机械排烟量。
在此基础上分析地下一层超市和地上商业部分的火灾危险性，设定最具有代表性的火灾场景。通过对加强消防措施下的建筑的火灾危险性进行研究，判断人员是否能安全疏散，从而判断建筑在消防措施加强的情况下能否保证人员的安全疏散。
性能化设计模拟分析
1步骤
①分析现场状况:防火分区、疏散设计、防排烟系统;②设定安全目标:人员安全，财产安全;③选择分析方法:定性、定量、计算机模拟;④分析影响因素:建筑结构，自救系统，使用情况;⑤给出分析报告:到达危险状态时间tH。各时间关系见图1。火灾到达危险状态时间为tH，人员疏散完毕的时间为tE，当tH＞tE时，能保证人员安全疏散。
2性能化设计中火灾场景设置
(1)地下商业火灾场景B1。火源功率1.8MW，火灾类型t2快速火。以此检验火灾时机械排烟系统的有效性和人员能否安全疏散。
(2)1层商业火灾场景A1，设于中庭走道防火分区14中庭。火源功率1.0MW，火灾类型t2快速火。检验地下1层防火分区14中庭发生火灾时中庭机械排烟系统的有效性，考察人员是否能安全疏散，进而验证中庭定义为“亚安全区”能否成立。
(3)1层商业火灾场景A4，A5，设于防火分区13商场内。火源功率8.0MW，火灾类型t2快速火。检验商场内自动灭火系统未动作的情况，机械排烟系统的有效性，考察人员是否能安全疏散。
(4)2层商业火灾场景A6，设于2层防火分区2主力店内。火源功率3.0MW，火灾类型t2快速火。检验火源附近的一部楼梯被封堵，检验在部分疏散出口不可用的情况下，2层防火分区2发生火灾时机械排烟系统的有效性，考察人员是否能安全疏散。
(5)2层商业火灾场景A7，设于2层防火分区7商场内。火源功率8.0MW，火灾类型t2快速火。检验在自动喷水灭火系统失效的情况下，2层防火分区7发生火灾时机械排烟系统的有效性，考察人员是否能安全疏散。
3计算结果
(1)人员载荷按GB50016－2006《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》)第5.3.17条第4、5项计取，影城内各放映厅人数的确定，参考建筑图纸中放映厅的座位数确定。人员疏散模型软件采用Pathfinder，根据模拟计算结果进行分析，具体见表1。
(2)人员疏散时间:紧急情况下的人员全部疏散完毕时间包括火灾探测时间(talarm)、人员反应时间(tresp)和人员疏散运动时间(tmove):te=talarm+tresp+tmove。本性能化设计中将talarm设为60s，tresp设为120s。通过软件模拟计算，以烟气层能在人员疏散过程中保持在危险高度处能见度不低于10m、温度不超过50℃、浓度不超过500ppm为安全判断依据，人员疏散结果汇总如表2。
性能化设计的主要措施
本文采用“亚安全区”的设计概念来解决洛阳泉舜财富中心购物中心中间大商业无自身的安全出口、部分楼梯间在首层不直通室外的设计难点。
1中庭防火分区应采取的消防安全措施
(1)中庭通道区域禁止布置商铺、展示等，禁止进行任何商业活动。
(2)中庭通道区域的顶棚、墙面、地面装修材料和固定家具采用不燃材料;商铺的顶棚、墙面、地面装修材料采用不燃材料，固定家具采用不燃或难燃材料。采光顶棚应为不燃材料，耐火极限应满足规范要求。
(3)中庭的电气线路应使用低烟无卤阻燃型电缆。
(4)中庭通道区域回廊及周边店铺的自动水喷淋灭火系统均采用响应温度为68℃的快速响应喷头。
(5)大商业与中庭通道区域间应采用防火墙、特级防火卷帘和甲级防火门或防火隔间进行防火分隔。
(6)商铺作为防火单元，最大允许建筑面积为300m2。商铺与中庭通道区域间采用防火墙、特级防火卷帘和甲级防火门或防火隔间进行分隔。商铺、商业等之间采用耐火极限不小于3.0h实体墙分隔。
(7)连接楼梯间前室与中庭通道区域的走道，其两侧应为耐火极限不小于2.0h的实体墙，走道端部应设甲级防火门，走道内应采用不燃材料装修。
(8)中庭顶部应设置机械排烟，排烟量按换气次数不小于6次/h计。
(9)商铺内应设置机械排烟，排烟量应符合《建规》第9.4.5条的规定。
(10)中庭内设置火灾自动报警系统和现场广播系统引导疏散。
(11)中庭内不应设置任何影响人员疏散的设施，地面或墙面应设置保持视觉连续的疏散导流标识。
(12)中庭两侧设室内消火栓，间距不大于30m，每层设消防器材站。
2疏散措施
(1)对于负1层超市部分区域疏散宽度不足的问题，当其他设计均满足相关规范要求的情况下还采取如下加强措施:①负1层超市区域的自动喷水灭火系统采用快速响应喷头。②疏散宽度不足的防火分区应在防火墙上增设开向相邻防火分区的甲级防火门，使得防火分区内的疏散宽度满足规范的要求。
(2)对于1～4层商业区域疏散宽度不足的问题，当其他设计均满足相关规范要求，并采取如下加强措施:①1～4层商业区域应在防火墙上增设开向相邻防火分区的甲级防火门，使得防火分区内的疏散宽度及疏散距离满足规范的要求。②1～4层商业区域的机械排烟量应按《建规》允许最大防烟分区面积乘以120m3/(h•m2)计算。
《高规》第7．3．6规定：“室外消火栓的数量应按本规范第7．2．2条规定的室外消火栓用水量经计算确定，每个消火栓的用水量应为10－15l/s“，但是《高规》的《条文说明》是这样解释：“室外消火栓的数量应保证供应建筑物需要的灭火用水量，其中包括室内、室外两部分“，笔者认为《条文说明》的解释超越了《高规》的规定。室外消火栓是室外消防用水取水口，理应按室外管网来考虑。可以想象得到，室外管网供水流量一旦确定，即使设置再多的室外消火栓，其室外消火栓所能取到的水量的总和也就是室外管供水总量。当设计把室消防用水储存在室内消防水池时，室外管网一般就按室外消防用水量来确定，因此室外消火栓的数量应按室外消防用水量经计算来确定，但是《高规》第7．4．5．3规定“水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消火栓或消防水池的距离宜为15－40米“。从这个规定可以看出，水泵接合器的15－40米范围内在一般情况下要设置室外消火栓。因此，在工程设计中，在布置水泵接合器时，要考虑其相对集中，以利于与经计算的室外消火栓数量对应，一旦设计中有较多的室内消防系统需要较多水尖接合器，且分散布置时，则需要适当增设“额外“的室外消火栓。
二、水泵接合器数量的确定
众所周知，水泵接合器的主要用途是当室内消防水泵发生故障或遇大火室内消防用水不足时，供消防车从室外消火栓取水，通过水泵接合器将水送到室内消防给水管网，供灭火使用。
《高规》7．4．5－1规定：“消防水泵接合器的数量应按室内消防用水量经计算确定，每个水泵接合器的流量应按10－15l/s计算：“这里指明水泵接合器的数量是按室内消防用水量经计算确定。笔者认为这一点不好照搬，我们从水泵接合器用途不难知道，水泵接合器是消防车从室外消火栓取水来增补室内消防用水不足的接口。如果室外消防用水量远远小于室内消防用水量时，那水泵接合器设那么多是没有意义的，笔者最近做一个工程－－厦门国际会展中心，按一类高层建筑设计，室外消防用水量为30l/s。但其室内大水滴喷淋系统设计用水量为133l/s，室内水幕喷淋系统设计用水量为167l/s，室内消火栓系统设计用水量为30l/s，这些用水量按火灾延续时间计算均储存在地下水池中。按规范7．4．5－1规定，水泵接合器的数量应分别设10个，12个和2个。12个水泵接合器要12辆消防车从12个室外消火栓中取水供给，而室外的供水条件上远远达不到这个要求的，即使考虑到由消防车距离运水，那也不可保证大水滴淋系统和水幕喷淋系统的正常工作。因这两个系统要正常工作时的用水量很大，不可能在短时间内有那么多消防车远距离运水来达到同时供水，如时间过长，那这两个系统也失去作用，最后时间一长就靠消火栓来灭火，因此笔者认为应对一些灭火系统可以适当减少水泵接合器的数量，可以分别设3－5个就足够了；而对消火栓系统应重点保证，故水泵接合器的数量按室内消防用水量计算的同时应考虑室外供水能力综合确定，达到既节省投资的目的，同时又保证消防的安全可靠性。
三、消防水池容积的确定
消防水池是储存消防灭火用水的构筑物，容积的确定关系着灭火的安全性。《高规》7．3．2规定：“市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量；市政给水管道为枝状或只有一条进水（二类居住建筑除外），只要符合上述条件之一时均应设置消防水池。“《高规》7．3．3对水池的容积作了规定：“当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求；当室外给水管网不能保证室外消防用水时时，消防水池的有效容量应满足火灾延续时间以内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。“一些地方针对这两条规定，却有不同的设计方法。
在福州地区，室内及室外消防用水量均储存了消防水池中，原因是市自来水公司无法保证市政供水的安全性，这显然会增大消防水池的容积。如每一幢高层建筑均要把室内及室外消防用水量储存在消防水池，那将会造成很大的浪费，笔者认为是不可取的。
厦门地区是当室外给水管网能保证室外消防用水时，消防水池只满足室内消防用水量。一般做法为：从市政引两根进水管构成室外环状供水，以保证室外供水的安全性，消防水池设在地下室，只考虑室内消防用水量，但不允许考虑火灾时水池的补水量（规范没有作明确规定）。故笔者认为这种做法不妥，这样导致一幢高层公共建筑地下室一般都储存了四、五百吨的消防用水，一般占地均有二百多平方米。像厦门国际会展中心，地下室储存了2600吨的消防用水，水池占地890平方米，笔者认为这种做法很不经济，仅工程造价就增上百万元；同时又增大管理的难度，如要清洗，定期换水等，又造成水资源的浪费；如果消防用水和生活用水合建水池，那必然会造成生活二次供水的水质污染。所以笔者认为既要保证消防安全，又要降低工程造价及管理方便，首先要加强自来水公司的责任度，保证城市环状供水的安全可靠性，然后适当加大高层建筑的进水管，使得进水管在保证高层建筑的室外消防用水量的同时能够在火灾时补充消防水池的水量。这样经计算可以适当减少消防水池的容积，达到经济合理。同时笔者建议邻近高层建筑共用消防水池，对这一点希望有关市政部门能够牵头，对共用水池进行合理地管理，这也需要有关部门进行合理公正的规划控制。
香港在这一点上值得我们学习，香港的建的消防水池就很小，相当于一个水泵吸水井，容量一般不超过50吨，他们只保证初期火灾的用水量，中、后期火灾的用水量直接靠市政管道的供给，大厦本身只提供提升设备及市政管道的接口，在高层建筑林立的香港就可节约了很多的建筑面积供各种用途使用，我们应向这一方面学习与借鉴。
四、消防给水系统的形式
对高层建筑消火栓给水系统形式的选择，首先我们应保证系统的安全可靠性，其次我们应尽量选用经济合理的供水形式。
按服务范围分：独立的消防给水系统和区域集中的消防给水系统笔者建议尽量采用区域集中的消防给水系统就如上述所讲：邻近高层建筑共用消防水池，但这往往得不到推广。主要原因是各开发商不能协调好，这就要求有关部门能够牵头，共同解决管理及费用的问题，使几方面都能够接受。
按高度来分：分区水和不分共给水
当消火栓栓口的静水压力不大于0．80MPa时，采用不分区给水形式，当消火栓栓口的静水压力大于0．80MPa时，采用分区给水形式。分区供水方式又包括：并联分区供水方式；串联分区供水方式；减压阀分区供水方式。
关联分区供水方式：各个分区互不干扰，自成体系，对系统更加安全可靠，但造价高，维护管理较困难。
串联分共供水方式：各区水泵压力相近或相同，不需高压泵，高压
管；但水泵分散，管理困难，同样造价高。
关键词：高层建筑消防火灾报警探讨
一、消防电气设计应遵循的规范
目前设计者应该熟悉和掌握的与高层建筑消防电气有关的设计规范主要有「高层民用建筑设计防火规范（GB50045－95以下简称“高规”）、「火灾自动报警系统设计规范（GB50116－98以下简称“报警规范）、「民用建筑电气设计规范(JGJ/T16－92以下简称“民规")等。前两部是国家标准，后者是国家建设部的行业标准。三部规范对高层建筑中一、二类建筑的划分以及对火灾报警与消防联动控制系统的设置与要求总体来讲是一致的，但从各自不同角度三部规范也各有侧重，有所区别。对设计者来说，国标是带有强制性的，必需严格遵守，部标或行业标准应服从国标。
二、火灾报警系统基本形式的划分及设备设置
火灾报警系统的形式应根据具体设计对象来确定，设计者首先必需搞清楚设计对象的建筑形式、规模、分类、建筑个体的分布等诸多因素，再根据这些因素来确定火灾报警系统的形式。
如表一，按“报警规范”，将火灾报警系统划分为三种基本形式：区域报警系统，集中报警系统和控制中心报警系统。而“民规”把报警系统分为四种基本形式：区域系统、集中系统、区域——集中系统、控制中心系统。随着新技术不断出现，火灾报警设备和元件也在不断更新和发展。笔者认为，报警系统设备的设置不宜复杂过多，过多会造成投资增大，可靠性降低，也不宜过于简单而达不到报警联动要求。应该在满足规范要求的前提下，强调注意系统的可靠性和经济性，还应注意不要单纯追求消防技术的先进性，而应结合国情充分考虑维护方便和维护水平。
三、消防联动控制制式问题
消防联动控制有采用多线制的，有采用总线制的。多线制是电源驱动线与信号线分开，电源、检测、控制分别占用导线的制式。多线制一般有五线制、四线制。总线制是基于计算机技术中控制总线的原理，采用信号线与电源驱动线分时复用的方式，利用计算机编程技术来达到监测与控制目的，总线制有三总线制和二总线制。总线制比多线制有布线少，监测控制设备多等优点，目前大中型项目多采用总线制。在具体设计中选择采用哪种制式可结合工程的具体情况而定。多线制和总线制的主要特点如表二
四、线路的敷设问题
许多电气设计消防线路采用穿塑料管（PVC）保护，并从吊顶内走线。而“民规”第24.8.5条规定：消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播等线路，应穿金属管保护，并暗敷在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于30mm。当必需明敷时，应在金属管上采取防火措施。在布线上要求与“民规”、“报警规范”基本一致，只是根据“报警规范”线路在暗敷时可采用金属管或经阻燃的硬质塑料管保护。从实际情况可以看出，很多设计人员对这一条有所疏忽。
笔者理解，本条之所以没有包括火灾探测器线路，是因为探测器线路只是在火灾初燃生烟发热阶段起作用，而条文中规定的消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播线路，在火灾发生后一段时间内还需起作用，在这段时间内，这些线路应保证安全使用。
敷设在吊顶内的线路，在发生火灾时并不安全，而且吊顶内下是火灾多发地段。设计人员应对规范条文给予足够的重视，在实际操作中，凡是新设计的建筑，对该条文规定的线路，一律穿金属管或阻燃PVC管保护并在现浇板内、墙内等处暗敷走线。而在改造工程中，由于条件限制不能暗敷时，应对保护钢管或金属线槽采取防火措施，如刷防火涂料等。
五、消防水泵的控制启停问题
消防水泵（包括消火栓泵、喷淋泵）是灭火手段中的重要设施，对消火栓系统而言，根据“高规”的要求，在消火栓处应能直接启动消火栓泵。根据“报警规范”的要求，在消防控制室处也应能手动控制消火栓泵的启、停。这两部规范从各自不同角度提出要求。此外，在水泵房消火栓泵附近还有一个控制箱直接控制水泵电机启停，这样消火栓泵的启动就有三处地方可控制，因此，存在这样两个问题，一是消火栓泵的控制权，二是消火栓泵的启动方式。
消火栓泵的启动控制权即是消防中心控制室、消火栓动作按钮与泵房控制箱的主从控制关系。一般来讲应以消防控制室为主。目前很多大厦消火栓的控制方式是在泵房控制柜上设置手动、自动转换开关，通常情况下置于自动位置。这样设置有一个好处，就是一旦自动控制失灵，工作人员可在水泵房将转换开关打到手动位置，直接起动消防泵，且就地维修也很方便。但是，这样一来，将会带来负面影响。在水泵房设置转换开关，容易引起人为的操作失误，因为一般情况下泵房是无人值班的，万一工作人员或其他人员将转换开关置于手动位置，而消防中心未能及时发现，就会出现重大的消防隐患（此时消防中心和消火栓按钮均无法启动消防泵）。为了有效解决以上矛盾，在实际设计中，消防控制室的手动起停按钮可不经过泵房设置的转换开关，而直接启动消防泵，既能解决直接起动问题，又便于消防中心统一监控。
消防控制室与消火栓动作按钮启动关系与消火栓泵的启动形式有关。消火栓泵的启动方式一般分为两种，第一种启动方式是在总线制联控方式下，消火栓动作按钮的起动可通过设在消火栓旁的联动接口模块将其要求的启动信号送至消防控制室控制台，再从此处输出使消火栓启动的开关量触点。第二种起动方式，是直接将消火栓动作按钮的开关量触点输出到消火栓泵启动箱。这两种启动方式在实际设计中都可以运用，前一种方式接线省，但需在总线制下，对消火栓联动模块进行地址编码编程来达到监测大量消火栓的目的。后一种启动方式简单可靠，但还需要把消火栓动作信号返给消防控制室。设计者在具体设计中可根据实际工程规模大小来选用，工程规模大、建筑形式复杂可采用前一种启动方式，规模小可采用后一种启动方式。
喷淋泵的自启动是通过各保护区的管网喷嘴玻璃球高温下爆碎，引起管网水流流动，从而联动报警阀压力开关动作，达到自启动喷淋泵的目的。通过水流指示器联动模块或报警阀压力开关引线至控制室，消防控制室能准确反映其动作信号，同时控制室应能直接控制喷淋泵启停。
六、消防控制室反应消火栓泵和喷淋泵的工作和故障状态
根据“报警规范”的要求，消防水泵启动后要返回已工作的信号，有两种做法。其一是取电路信号即接触器的合闸辅助接点，其二是取物理量信号即取供水管网上的水流压力传感器，后者目前使用较少。关于故障信号的返回，电源断电故障信号的反应比较清楚，其它故障信号的反应，“报警规范”、“民规”都没有明确说明。比如消防水泵过负荷故障信号应该反应到消防控制室，但具体如何反应是在设计中应予考虑的一个问题。
七、防火阀、排烟阀的控制及返回信号
