高层建筑消防水池储水量设计的商榷

　　摘要：高层建筑火灾，立足于自救，这就给高层建筑消防给水工程提出了更高的要求和急待解决的问题，如高层建筑消防水池的储水量需要设计多大，才能做到既能满足高层建筑火灾时消防用水量的要求，又能达到科学、经济、节省投资的目的，这是当前建设、设计及消防部门关注的一个焦点，本文对当前实际工程中消防水池储水量的设计情况进行了归纳总结，并以规范为指导，结合消防建审工作实践，从因地制宜综合考虑消防水量、加强市政规划及消防水源建设等角度对高层建筑消防水池的储水量设计作进一步的探讨。
　　关键词：高层建筑 消防水池 储水量 设计
　　随着社会生活和经济技术的发展，体现城市时代特征的高层建筑亦进入繁荣发展阶段，越来越多的高层建筑矗立于现代都市之中。随之而来的高层建筑火灾形势也越来越严峻。
　　高层建筑火灾，立足于自救，高层建筑消防给水系统的可靠性，将直接影响到火灾的扑救效果。而消防水池是消防给水系统设计中的重要设施。因此，对于如何经济、合理、科学地设计高层建筑消防水池的储水量，以及什么条件、什么情况的补水才算作火灾延续时间摧消防水池的补水量等的设计变得相当敏感且责任重大。如何把好这个尺度，这是建设单位、设计单位与消防部门之间的一个焦点。本文中，笔者将以规范为指导，结合我国国情和具体工程的设计及消防建审工作实践，就消防水池储水量的设计问题进行探讨，有些想法仍不很成熟，提出来供大家研讨。
　　《高层民用建筑设计防火规范》第7.3.2条和7.3.3条对消防水池的设置及设计储水量作出了如下规定：“当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足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量时，消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。”
　　对以上规范的规定，各个地区在理解及执行上有不同的作法。在福州市，室内及室外消防用水量均必须储存在消防水池中，原因是市自来水公司无法保证市政供水的安全性，这显然增大了消防水池的容积；在厦门市，当室外给水管网能够保证室外消防用水时，消防水池的储水量只须满足室内消防用水量。设计的通常做法是：从不同进水方向的两根市政给水管上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，地下消防水池的储水量则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；而在上海则允许部分在室外市政给水管网能满足火灾时消防用水的流量与压力的高层建筑的消防水泵直接从市政自来水管网上吸水，而不需要再设置消防水池了。在我国其他一些地区，在室外给水管网能满足消防用水的情况下，也有仍然坚持要求设置消防水池并储存足够的消防用水量。
　　根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定要求和我国大部分地区的作法，每一幢高层建筑都应设有一个消防贮水池。目前许多高层建筑消防设施比较全，火灾时设计消防用水量也相当大，如按《高层民用建筑设计防火规范》的要求设计，每幢建筑都要设不小于864m3的消防水池（这里还不包括其它灭火系统的用水量，如再加上水幕系统、保护防火卷帘的闭式自动喷水灭火系统及发电机房的水喷雾灭火系统的用水量，则消防水池的储水量将大于1000 m3），消防水池一般设在地下室，也有设在室外的，贮存着火灾延续时间内的全部消防用水量（如消防水池与生活水池合用，则水池的储水量还要加上整幢大楼的生活调节水量）。城市高层建筑大部分为宾馆、饭店及公用设施等综合性建筑，水池容积的大小和位置的确定直接影响着建筑总体布局和建筑面积的合理利用，也是设计中的关键问题。针对城市用地相对紧张的情况，大部分高层建筑都是利用地下箱式基础作为贮水池，这样可以节约地上部分，也充分利用了地下室也可使用的面积。水池及水泵房设于地下室也可满足水泵自灌，有利于消防水泵及时启泵，满足消防要求。
　　以我省福州市在建的某幢大厦为例（建筑高度99.8米，地下三层，地上二十七层，建筑内部设有消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、水幕保护系统等），设计在报审消防设计施工图纸的同时也报上了消防水池储水量的设计计算书，消防水池的设计储水量由以下计算得来，共1629.6m3.
　　1、室外消火栓：30L/S*3h（灭火延续时间）=324m3
　　2、室内消火栓：40L/S*3h（灭火延续时间）=432m3
　　3、自动喷水灭火系统：30L/S*1h（灭火延续时间）=108m3
　　4、代替防火墙的防火卷帘两侧的自动喷水灭火系统：30L/S*3h=324m3
　　5、水喷雾灭火火系统：20L/min.m2*20m2（保护面积）*0.4h（灭火延续时间）—9.6 m3
　　6、水幕保护系统：
　　对于目前高层建筑消防水池的设计，笔者以为存在以下不妥之处：
　　一、投资不经济。
　　以厦门国际会展中心工程为例，其地下室储存了2600吨的消防用水（这里边还不包括生活用水），水池占地890平方米，光造价就增加上百万元；
　　二、用水不卫生。
　　消防、生活水池在设计中常采用合建水池，在理论讲有利于水质经常保持新鲜。但在实际上，由于生活用水和消防用水量相差太大，如一幢高层或超高层的办公楼，它的消防用水（包括室内消火柱系统、自动喷洒系统、水幕系统、水喷雾灭火系统等）贮存的专用水量是生活用水量的几十倍。而一般水在贮水池中要停留好几天或更多的时间，水中的余氯已经衰竭，细菌开始繁殖。这样的水质根本无法满足钦用水的要求；
　　三、管理不方便。
　　每一幢高层建筑的地下都有一个这么大的消防水池，定期的水池、管道清洗将是物业管理人员的一大负担；
　　四、资源太浪费。
　　消防水池的定期换水，无意中造成水源的浪费；
　　五、由于设计时已将高层建筑火灾时所有的消防及水量全部考虑并储存在消防水池中，导致设计人员往往把对如何将高层建筑内部设置的熟练可靠的消防给水系统与室外其它消防水源连接的问题忽视了，导致火灾时消防水池的水一量无法供给，室外消防水源也无法及时补充进来。
　　因此笔者认为，目前消防水池储水量的设计，应从以下几个方面进行综合考虑：
　　一、从城市规划的角度，加强消防水源的建设与管理。
　　《中华人民共和国消防法》第八条明确规定：城市人民政府应当将包括消防安全布局、消防站、消防供水、消防通信、消防车道、消防装备等内容的消防规划纳入城市总体规划，并负责组织有关主管部门实施。《福建省消防条例》第十条规定：城市消防安全布局和消防站、消防给水、消防通道、消防通讯等公共消防设施，应与其他市政基础设施统一规划、统一设计、统一建设。因此，做为城市的规划主管部门，在进行城市总体规划时就应当考虑到整个城市的消防水源的规划及建设，大到整个城市，小到街区、高层建筑群等的消防给水均应有一个科学、合理的规划建设，为城市高层建筑的灭火救提供的完备的消防水源，而不应将城市的消防水源零碎地分摊给城市中的每一幢高层建筑。尤其是室外消防用水量。相反，熟练可靠的消防给水系统如专用消防用水管道等才是高层建筑消防给水设计最应当解决的问题。
　　二、政府应加大消防投入，加强自来水公司的责任度，保证城市消防供水的安全可靠性。
　　目前高层建筑如雨后春笋一样拔地而起，如果每一幢高层建筑都因为市政自来水公司无法保证市政供水的安全性，而来增大消防水池的容积，建造一个贮水将近1000m3的消防水池来储存火灾时的消防水量，这显然是不科学、不经济的。现代化的城市，就应具有完善的城市供水设备来保障城市的安全，如我国的香港，市政供水管就可提供充足的消防水源。又如在我国个别地区对室外消防条件满足的情况下也允许消防水泵直接从市政自来水管网上吸水，它只须做好回流污染的措施，就能减去了消防水池构筑物，既节省了投资，又能防止水质二次污染产生，还可充分利用室外给水管网的剩余水压。因此，当高层建筑的室外市政管网的流量能满足高层建筑消防用水量的要求时，应当允许消防水泵直接从室外的市政管网中抽水，因为发生火灾时，前来灭火的消防车也是直接从市政给水管网抽水。既然市政管网可以让消防车直接抽水，那么，也应该允许消防水泵直接从市政管网抽水，何况，当城市内的某一幢建筑物发生火灾时，自来水公司应与消防部门密切配合，通过对市政供水的调度来保证着火建筑室外市政供水管的流量和压力的。当然，这关键还是需要政府加大消防投入，通过自来水公司来落实、完善市政供水管网，最终达到保证消防用水的要求。换句话说，取消每幢高层建筑的消防水池将是今后的发展方向。
　　三、相邻建筑、高层建筑群可以考虑合用消防贮水池。
　　这种作法应该说对建设方有利，为什么执行不下去，主要还是在规划以及自来水公司等部门的一些具体规定上，使得这个问题变得很不好协调。因此，在高层建筑规划建设时应加强规划功能，有关市政、自来水、消防等就应进行现场实地勘察、合理地规划控制，对邻近高层建筑或高层建筑群共用消防水池，并对共用水池进行合理地管理。比如，同一街区上的几十幢高层、超高层建筑，每一幢都在地下层设有一个1000m3左右的消防水池，如果在旧城改造时早作规划，在街区内规划出一个或两个大型喷泉（当然这类喷泉在水量、水质及火灾时的取水均应能满足消防用水的要求），既节省了投资，又保证消防水源，同时在城市中增添了一道亮丽的生活景观。又如对邻近的两幢高层建筑则可分别设500 m3消防水池，将两个水池连通，中间用阀门分隔，平时便于管理，互不干扰，消防时打开阀门，合并使用。
　　四、设计单位应科学、合理地进行消防水量的设计计算。
　　高层建筑投资规模大，建筑使用功能复杂，使得对设计的要求越来越高，特别是防火安全的设计。我国如今经济还不发达，这就要求我们在设计当中既要考虑到控火及灭火的安全性，又要考虑到投资的合理性。因此，设计人员在消防水池储水量的设计上应进一步明确的一点是高层建筑内部最大可能同时动作的消防灭火系统并不一定是大楼内所有的灭火系统全部动作。退一步说，因为系统功能不同，即使全部动作。也还是有一个时间差的问题。所以设计在计算消防用水量时，应结合概率进行科学的测算评估。而目前许多消防水池储水量的设计基本上是高层建筑内所配置的灭火系统的用水量之和，这明显是不科学的。另外，设计还应充分考虑火灾时消防水池正常补水的几种可能，如正常的市政供水管网的补水，屋顶高位水箱游泳池及甚至空调冷凝水、循环冷却水池内的水（在能保证不被动用的前提下）均可在利用之列。
　　五、增设高层建筑的进水旁通管，从市政给水管引入旁通管加大火灾时消防用水的补水量。
　　当城市内的某一幢建筑物发生火灾时，应该允许周围建筑物的水压降低。这种作法便是在高层建筑从市政给水管接入的进水管上另外加设旁通阀，使得火灾时，打开旁通阀，市政给水管就能最大可能地给高层建筑的室外消防给水管补充消防水量。目前，这种作法已经在福州地区推广，但因其高昂的费用问题仍使开发商望而却步。
　　六、消防水池储水量的大小，与高层建筑所处位置、周围的消防水源分布情况及消防中队的位置有关。
　　对高层建筑而言，高层建筑火灾扑救应立足于自救，且以室内消防给水系统为主，因此，消防水池应保证的是室内消防用水，室外消防用水除城市边缘市政管网不足的外，在市区中心的高层建筑建议可以不储存室外消防水。加之离消防中队比较近，火灾能得到及时控制，因而储水量可适当减少。相反，对于位于城市边缘的高层建筑，如其四周的市政给水管尚未成环状的情况下，消防水量就应严格按规范设计。
　　七、建议《高规》根据高层建筑的不同类别及实际情况对高层建筑的火灾延续时间给予修改。
　　因为消防用水量是根据火场用水量统计资料、消防供水能力和保证高层建筑的基本安全以及国民经济的发展水平、消防装备先进程度、灭火作战能力，都有了很大的改善和提高，对高层建筑火灾的扑救也积累了相当的经验，加上建筑设计人员对高层建筑的消防设计经验也不断丰富，因此，是否需要将每幢高层建筑的灭火延续时间都确定为3个小时，笔者以为值得探讨，《高层民用建筑设计防火规范》第7.3.3条中对火灾延续时间的分类应只是一种参考，更重要的是应从实际建筑物内部燃烧物的种类、火灾荷载及发生火灾、火灾蔓延的可能性、火灾扑救的难易程度、建筑内部消防设施的完备及先进、自动化程度，加上使用人员的素质、熟悉程度及建筑功能、性质、物业管理水平等进行综合权衡考虑。有些场所虽然重要，比如高规一类的科研楼，如果只是对一些非燃的丁类物品戍类物品进行研究，建筑内燃烧物数量不多，火灾的机率不大，即使火灾，也不可能发生大面积蔓延，这种情况下，笔者以为可以将火灾延续时间减小，而不是3个小时，建议规范对此作出修改。
　　以上观点，纯属抛砖引玉。希望能从保证城市消防供水安全，降低高层建筑工程造价及方便管理，减少水资源的浪费，最终达到经济、合理地设计高层建筑消防水池的储水量为同行提供参考。