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關鍵詞：超高層； 建筑； 給排水； 消防； 設計； 管材
中圖分類號：TU972文獻標識碼： A
引言
隨著我國國民經濟的不斷發展，超高層建筑越來越多的出現在人們的視線當中。對于超高層建筑的給排水及消防設計，也不斷的在工程實踐當中進一步完善。針對目前超高層建筑越來越多,給排水專業規范對于超高層建筑的相關規定滯后,就目前在超高層建筑的給排水設計中遇到的問題,提出解決的方法以及需要進一步探討和研究的措施。
一、供水方式的選擇
重力供水和變頻供水的節能性在學術界存在較大的分歧，目前為止沒有國家性的法規及權威資料表明哪種供水方式更有利于節能。就筆者所參與的幾個項目，筆者認為辦公樓采用變頻供水更為合理。首先超高層建筑大概每隔15層會設置一個避難層兼設備層，可利用第一個避難層以及每隔一個避難層設置中間轉輸水箱，每兩個避難層中間樓層分為一個大區采用一組變頻泵加壓供水，每個大區再采用減壓閥分為兩個小區，而轉輸水泵采用液位控制啟停的工頻泵，這樣基本上只用在第一個避難層及第二個避難層設置中間轉輸水箱，有效減少機房占用面積。此外，采用上述系統給水設備及管材最大承壓為一、二避難層中間的高度，系統承壓不會超過2MPa，目前的技術及設備承受此壓力還是比較安全的。另外一方面由于辦公樓的用水量較小，時變化系數為1.5，在變頻加壓水泵的選型上采用一個大泵配一個小泵及一個氣壓水罐并備用一臺大泵，流量分配采用100%一50%一100 %，其中最后一個100%為備用，其水泵的出水量基本可以和系統的用水量相吻合，同時轉輸水泵采用工頻泵，可以保證各水泵在高效區運行，達到變頻節能的日的，并相應減少了機房的面積以及二次污染的機率。
對于酒店，由于其對壓力的穩定性要求較高，為避免變頻加壓供水出現的用水忽冷忽熱，酒店采用屋頂水箱重力供水更加合理。對于屋頂水箱一次污染問題，酒店一般有比較完善的物業管理，同時屋頂水箱設置為2個，可定時沖洗，并A酒店為24小時用水，水箱單的儲水可得到及時更新，有效避免出現一次污染。此外，酒店建筑的用水特點是用水變化比較大，時變化系數為2―2. 5，如采用變頻給水其水泵配置很難與用水曲線吻合，因此水泵不能保證在高效區運行，從而造成效率下降，能源浪費。因此酒店建筑的超高層建筑建議采用屋頂水箱重力供水。
二、中間轉輸水箱的計算
超高層建筑中間轉輸水箱包括消防轉輸水箱和生活轉輸水箱兩部分。消防的中間轉輸水箱在《全國民用建筑工程設計技術措施 給水排水 》(2003年)中規定:“采用水泵轉輸串聯時,中間轉輸水箱同時起著上區輸水泵的吸水池和本區消防給水屋頂水箱的作用,其儲水容積按15～30 m in的消防設計水量經計算確定,并不宜小于60 m3。”假如超高層建筑消火栓用水量為40 L / s,自動噴水用水量為30 L / s,則中間轉輸水箱的容積= ( 40 + 30)×10×60 + ( 40+ 30)×5×60 = 63 000 (L ) ,其中10 m in水量為本區屋頂消防水箱的水量, 5 m in為上區水泵吸水池的水量,如還有其他水消防系統則把有可能在火災時同時啟動的消防系統的水量疊加計算,作為中間轉輸水箱容積。而對于生活給水系統,《建筑給水排水設計規范 》(GB 50015―2003) 31718條規定:生活給水用中途轉輸水箱轉輸調節容積宜取5～10 m in轉輸水泵的流量。作為生活給水系統的轉輸水箱,其作用有兩個:一為上區加壓水泵的吸水井,此部分水量為上區水泵3～5 m in的出水量;二為下區轉輸泵的調節容積,即為保證初級水泵每小時啟動次數不大于6次的調節水量,此部分水量為轉輸水泵5～10 m in的出水量,如上區水泵的流量為8 L / s,轉輸水泵的流量也為8 L / s,則轉輸水箱容積= 8×5×60 + 8×10×60 = 7 200 (L )。此為采用變頻供水系統時的計算方法。如系統為重力供水系統,則中間轉輸水箱除作為上區水泵的吸水井外,還需有儲存本區用水的調節容積,一般此部分調節容積按水箱重力供水服務區域最大時用水的50%計,兩部分疊加計算為重力供水系統中間轉輸水箱的容積。
三、水泵接合器的設置
《高層民用建筑設計防火規范 》(GB 50045―95, 2005年版,以下簡稱“高規 ”)7141512條規定,消防給水為豎向分區供水時,在消防車供水壓力范圍內的分區,應分別設置水泵接合器。其條文說明明確提出:只有采用串聯給水方式時,上區用水由下區水箱抽水供給,可僅在下區設水泵接合器,供全樓使用。《自動噴水滅火系統設計規范 》(GB 50084―2001, 2005年版,以下簡稱“噴規 ”)101412條規定，
當水泵接合器的供水能力不能滿足最不利點處作用面積的流量和壓力要求時,應采取增壓措施。其條文說明提出:根據某些省市消防局的經驗,規定在當地消防車供水能力接近極限的部位,設置接力設施。可以看出,根據“高規 ”,在消防車供水范圍之外的消防分區,無論是消火栓系統還是自動噴水滅火系統,均可不再設置水泵接合器;但是根據“噴規 ”,在超出消防車供水范圍之外的自動噴水滅火系統的消防分區需要設置接力設施。根據上述規定首先可以得到一個結論,自動噴水滅火系統在消防車供水范圍之外的分區也需要設置水泵接合器。那消火栓系統在消防車供水范圍之外的消防分區是否有必要設置水泵接合器呢?“高規 ”11015條規定,當高層建筑的建筑高度超過250m時,建筑設計采取的特殊的防火措施,應提交國家消防主管部門組織專題研究、論證。從中可以看出,當建筑高度超過250 m ,目前的“高規 ”僅作為設計參考,所有的消防系統均需通過消防局組織的專題消防論證會論證。而“高規 ”11012條規定,高層建筑的防火設計,必須遵循“預防為主,防消結合 ”的消防工作方針,針對高層建筑發生火災的特點,立足自防自救,采用可靠的防火措施,做到安全使用、技術先進、經濟合理。從消防的原則可以看出,對于超高層建筑更應立足于自救,從超高層建筑火災的危害和影響以及火災的撲救難度考慮,更應加強消防設施的設計。雖然沒有規范明確規定消火栓系統在超出消防車供水范圍之外的分區也需要設置水泵接合器,但是筆者建議此種情況也設置水泵接合器,以保證消防系統的安全可靠。
因此在消防車供水范圍之外的消防分區無論消火栓系統還是自動噴水滅火系統均需設置水泵接合器。如何設置?首先要了解水泵接合器的作用。“高規”7.4.5條文說明提到:水泵接合器的卞要用途，是當室內消防水泵發生故障或遇大火室內消防用水不足時，供消防車從室外消火栓取水，通過水泵結合器將水送到室內消防給水管網，供滅火使用。一般消防水泵采用1用1備或2用1備，備用泵為電力泵，一般2臺水泵同時發生機械故障的概率較小，只有電力故障情況下2臺水泵均不會投入工作，因此建議設置柴油泵作為消防系統的備用泵，以避免在電力故障時消防加壓泵不能工作。采用柴油泵作為備用泵時，一般設計人員都會考慮柴油泵所使用燃料的儲存和日常維護。柴油泵的國家制造標準規定柴油泵本身的油箱儲存燃料為柴油泵運行3小時的燃料，因此不必要考慮另外再儲存燃料。柴油泵的日常維護很簡單，可定期由物業檢查柴油泵的燃料是否充足，電瓶電量是否足夠，定期啟動柴油泵檢查其運行情況。對于超高層建筑的消防系統，為節省投資，在消防車供水范圍內的消防分區的消防加壓泵采用電力泵作為備用，在消防車供水范圍之外的消防加壓泵設置柴油泵作為備用泵。
四、結束語
我國超高層建筑中對于火災防范措施還不健全，和發達國家比還有一定的差距，問題也比較多，我們應該積極向發達國家學習，結合我國具體國情將超高層建筑的消防給排水設計到最佳，保障人民生命財產安全。
參考文獻：
【關鍵詞】超高層建筑；消防給水設計；問題；建議
一.超高層建筑特點
工程多功能，有酒店、辦公、公寓、商場、餐飲等，如上海的金茂、廣州的西塔等；為滿足豎向交通的便捷要求，電梯多，如上海環球金融中心有多部垂直電梯；管道井多，有新風井、排煙井、正壓送風井，以及強電、弱電、給水排水、暖通、消防、天然氣管道井等豎井，這些豎井能增加火災蔓延的渠道和速度；因為高度高，室外風速隨高度增加呈現幕指數增大，且上下、室內外風壓差大，導致建筑為全封閉結構，開窗困難，特別是超過150 m 以上的高樓，通常不開窗。因功能多，管道井多，加之用電用氣，致使點火能源多，導致火災發生和蔓延的幾率大，同時一旦起火造成的損失和社會影響大，為此超高層建筑的消防更應重視其安全可靠性。
二.給水方式的選擇
2.1并聯分區消防給水系統
并聯分區消防給水系統；各區設有獨立的消防水泵和消防水箱等，系統簡單清晰，供水安全可靠性高，控制系統簡單容易；不足的是水泵臺數較多，所需泵房面積較大，初期投資大，設備維修管理麻煩。這種方式只有上區底部管路及閥門工作壓力等級要達到2.5Mpa，其他部分均可控制在1.6Mpa這個壓力等級范圍；故比較適合用于供水高度在200m以下建筑。
另外一種并聯分區系統減壓閥分區消防給水系統，此方式有前者的所有優點，同時減少了中間水箱，減少了水泵數量，減少了占地面積，也減少了初期投資，而且系統更簡潔。考慮控制管路系統承壓在1.6MPA以內，此方式推薦在供水高度在120m以下建筑中采用。
2.2串聯分區消防給水系統
串聯分區消防給水系統又分水泵轉輸串聯與水泵直接串聯兩種分區消防給水方式，水泵轉輸串聯分區消防給水系統是通過中間轉輸水箱和轉輸泵一級一級把消防用水提升以滿足消防用水要求；水泵直接串聯形式與轉輸串聯基本相同，只是水泵不是從轉輸水箱吸水，而是直接從下一級水泵的供水管上吸水。串聯分區理論上不受建筑高度影響，可滿足任何高度超高層建筑的消防給水要求；這種形式系統管網工作壓力低；消防水泵功率較小，安全可靠。不足是，各區都要自設泵房，占地面積大，造價高，系統復雜，控制系統也復雜，設計計算繁瑣，安全性沒有并聯的高；水泵直接串聯方式存在水泵出水揚程不穩定，一級一級疊加，超壓現象嚴重。
2.3重力式消防給水系統
重力式消防給水在建筑物最高處的適當位置設置高位消防水池，且水池有效容積能滿足該建筑在火災延續時間內室內消防總用水量，消防水池的水以重力方式向以下各消防給水分區供水。這種消防給水形式最重要的特點就是重力向下供水，避免了機械故障和火場供電中斷對消防給水的影響，最為安全可靠。不足是增加了結構荷載，占用較多的寶貴的建筑面積，增加了初期投資。
以上僅介紹了幾種常見的且應用比較廣泛的超高層建筑消防給水系統形式；除了這幾種形式外，還有很多其他形式，由于應用較少，就不在此累述了。另外在超高層建筑消防給水系統設計中，一般都是幾種給水形式組合，很少單一形式應用，比如重力式系統中常結合串聯轉輸系統和減壓閥并聯分區組合形式出現。如按壓力分，還可分為常高壓和臨時高壓制，
三.設計系統注意的問題
3.1中間轉輸水箱的溢流
由于火災時消防泵不宜頻繁啟動，消防轉輸泵在火災撲滅前應保持連續運轉，加之火災初期時中間轉輸水箱輸入水量大于輸出水量，必然造成消防水量的大量溢流損失。為解決這一問題，設計一般采用以下兩種措施：①溢流管直接接入地下室消防水池；以確保儲存足夠的消防水量。②日常的轉輸水箱補水（非工作狀態）可通過生活給水進行補水，不得用轉輸泵來補水。
3.2建筑避難層內泵房的隔音減震
建筑避難層一般設有生活及消防水泵房，若處理不好水泵運行時產生的噪聲和振動，將會使上下樓層受到嚴重影響。對此設計上采取了以下措施：①泵房內墻面布置消音、吸音等材料；②水泵基礎設阻尼減振裝置；③在管道穿樓板處填充或纏繞彈性材料，禁止管道與樓板剛性連接；④水泵出水管上設緩閉式（消聲）止回閥及水錘消除器，減少、消除水錘對管道造成的振動影響；⑤水泵進出口設置可曲撓橡膠接頭，水泵進出水管上安裝可隔振的彈性支、吊架；⑥必要時可在水泵機組外加裝隔聲罩，罩內強制通風，同時安裝進、排氣消聲器。
3.3高區消防水泵接合器的設置問題
根據《高規》條文的規定，在消防車給水壓力范圍內的分區，應分別設置水泵接合器。而對于超出消防車的給水壓力范圍的高區，可通過水泵接合器接至中間轉輸水箱或預留的高區消防水泵接合器接力泵向高區管網給水。同時在考慮到消防電源被切斷，即轉輸消防泵無法工作的極端情況下向高區的給水，可以在消防轉輸泵房內預留手抬泵位置，高區消防環管上預留手抬泵出水接口，手抬泵的吸水應由轉輸管分支管引來，可不進入轉輸水箱，通過首層的水泵接合器可實現接力給水。
四.關于系統可靠性建議
4.1對消防給水系統的改進建議
在超高層建筑消防給水系統中，串聯式與重力式消防給水均存在大量中間水箱；如轉輸水箱、減壓水箱和高位水箱。水箱容積一般按10min，消防用水量加18m3或15min-30min消防用水量確定，把所有水箱聯通起來，可當作消防水源使用；在并未增加機房面積及初投資的情況下，增加了消防給水的安全可靠性。
4.2關于重力式系統消防水池容積如何確定的思考
重力式消防給水系統消防水池（尤其是高位消防水池）容積大小不僅決定了消防供水的安全可靠性，還影響著建筑功能性、結構的安全性及工程投資大小。在滿足規范消防用水量要求前提下綜合考慮這些相關因素，確定消防水池容積。
4.3加強自噴系統的應用
對于超高層建筑來說，消防應立足于自救，而自動噴水滅火系統是當今世界上公認的最為有效的自救滅火設施，應用最廣泛，具有安全可靠、經濟實用、滅火成功率高等優點。據有關資料統計，自動噴水滅火系統撲救初期火災的效率在97%以上。所以我們在超高層建筑消防設計中應注重自噴系統應用，并應優先考慮自噴系統的消防給水可靠性。
4.4水泵接合器的設置
室內消火栓和自噴系統應設水泵接合器，消防給水豎向分區供水時，在消防車供水壓力范圍內的分區，應分別設置水泵接合器。目前城市消防車消防供水能力可達高度150m，按此規定串聯、并聯及重力式消防給水下區高、低區及轉輸管網上均應設置水泵接合器，轉輸層轉輸泵前后配備移動接力泵接口，火災時可通過水泵接合器與移動接力泵給上區消防管網供水。部分特大城市超高層建筑密集區消防站可考慮配備供水能力更強，供水高度更高的消防車，增加區域外救能力，降低建筑室內消防供水壓力。
隨著國民經濟和社會事業的迅速發展，建筑用地越來越多，土地資源越來越珍貴，這促使各類建筑向高層發展，因而高層建筑的消防安全問題越來越引起人們的注重。超高層建筑一般都建設在城市的生活和經濟中心，由于超高層建筑的樓層多，建筑高度高，對消防的要求也比普通的高層建筑要高得多，相應得建設資金投入大，運行設備多，安全運行標準高，因此設計的復雜性也增加了很多。當發生火災時，消防電氣設備的正常運行對于控制和消滅火災、保障人員疏散、減少火災損失起著重要的作用，保障消防電氣設備得可靠運行就顯得尤為重要。
以深圳市某大廈為例，本工程為一商業-辦公綜合超高層建筑，建設用地面積8089.94 m2，總建筑面積162129.67 m2。地下四層，地上四十四層，其中裙樓五層，建筑高度為199.50m。第十六層和三十二層為避難層，消防控制室設在地下一層。
一、手動報警按鈕的設置問題。
根據《火災自動報警系統設計規范》（gb50116-98）第8.3.1條規定：每個防火分區應至少設置一個手動火災報警按鈕。從一個防火分區內的任何位置到最鄰近的一個手動火災報警按鈕的距離，不應大于30m。手動火災報警按鈕宜設置在公共活動場所的出入口處。例如：在本工程中一個半徑30m的圓形商業區，附近有兩個疏散出口，屬一個防火分區，有的設計人員只在中心設一個按鈕，雖然滿足“每個防火分區應至少一個”和“30m”的原則。但并不執行疏散出口“宜”設報警按鈕得要求。火災時因為按鈕不在人員逃生必經得疏散路線上，報警的幾率是非常小的，可以說形同虛設。因此，遇到這樣的設計問題，我們一定要靈活運用規范，應首先滿足報警按鈕“應”設在公共活動場所的出入口處要求。其次才能遵循“30m”和“每個防火分區應至少一個”的原則。而只按30m的原則設置報警按鈕是不完全滿足規范要求，也是不負責任的。
二、防火卷簾的控制問題。
電動防火卷簾門主要起隔離作用，其本工程設置位置在地下汽車庫、裙房商業區及自動扶梯周圍，按建筑的防火分區界限安排。一般的電動防火卷簾門內外側各設一對煙感器、溫感器，除了控制箱（一個）可設在內側或外側外，內外側還應各設一個手動啟停按鈕，距地1.4米左右明裝，而位于自動扶梯周圍的電動防火卷簾門，其煙感器、溫感器只設在外側（本層工作區一側）。
從電動防火卷簾門的工作方式來區分，可分為兩種：一為隔離式，一般設在防火分區邊界的出入口處，一旦探測器報警并確認火災，防火卷簾門一步降到底，同時噴淋系統開始向起火區和卷簾門噴水。二為疏散式，一般疏散通道上，煙感器報警后經確認（人工確認或兩個以上探測器報警）先降金屬卷簾至距地1.8米處，如火勢發展，溫度升高，則溫感器動作后防火卷簾門再降至地面。兩次動作之間的時間用于門內人員逃離。
無論哪種電動防火卷簾門，在超高層建筑中整個消防系統的一個組成部分，其動作不是獨立的。因此，電動防火卷簾門兩側從屬于卷簾門控制箱的煙感器、溫感器，均應與火災報警系統的探測器回路相接并在一個系統內工作。
規范中關于防火卷簾的規定有以下三方面：（1）《民用建筑電氣設計規范》（jgj16-2008）第13.4.5條及《火災自動報警系統設計規范》（gb50116-98）第6.3.8條均要求疏散通道上防火卷簾兩次降落到底；用作防火分隔的防火卷簾應一次下降到底。（2）兩規范均要求疏散通道上的防火卷簾兩側應設置手動控制按鈕。（3）對用作防火分隔的防火卷簾只有《民用建筑電氣設計規范》（jgj16-2008）要求其兩側宜設置手動控制按鈕。前兩個方面的規定是為了滿足火災時人員疏散及逃生的方便快捷；而后一方的規定是為了非火災狀態探測器誤動作時，能強制開啟防火卷簾，所以為“宜”，而不是“應”。兩本規范并不矛盾，僅是出發點不同，我們應結合實際工程認真領會規范實質，并根據具體情況區別對待，才能做出合理的設計。
三、非消防電源的切除問題。
《火災自動報警系統設計規范》（gb50116-98）第6.3.1.8條和《民用建筑電氣設計規范》（jgj16-2008）第13.4.9條都明確規定，消防控制室在確認火災后，應能切斷有關部位的非消防電源，由于消防設備總能量一般小于普通設備負荷總容量，因此總配電室的總計算負荷一般不包括消防設備容量。為了火災撲救方便，防止消防隊員撲救時的觸電事故，保障消防設備的用電安全，防止因過載使電氣線路起火，造成火勢蔓延擴大，因此在消防人員進入火場進行撲救之前應切斷起火部位的非消防用電。不過切斷非消防電源時應控制在一定范圍之內，《火災自動報警系統設計規范》（gb50116-98）第6.3.1.8條文解釋切斷非消防用電的有關部位是指起火的防火分區或樓層。切斷順序應考慮按樓層或防火分區的范圍，逐個實施，以減少斷電帶來的不必要的驚慌。在火災確認后，當兩探測器“與”門報警或消防泵啟動后，才可以切斷非消防電源，特別是在面積較大、人員密集的公共場所，這樣可以防止因探測器誤報引起的切非而引發不必要的恐慌和事故。
四、火災自動報警系統總線制中應注意的問題。
本項目的火災自動報警系統采用總線制。《民用建筑電氣設計規范》（jgj16-2008）第13.10.5條規定：當橫向敷設的火災自動報警系統傳輸線路如采用穿導管布線時，不同防火分區的線路不應穿入同一根導管內；探測器報警線路采用總線制布設時不受此限。可見，總線制系統不同防火分區的線路可以穿入同一根導管。我們知道，當火災自動報警系統總線發生故障時，隔離模塊作用是將故障總線與整個系統隔離開來，以保證系統的其它部分正常工作，同時便于及時確定故障的總線部位。當故障部分的總線修復后，隔離器自行恢復將被隔離的部分重新納入系統。如下圖所示：
《消防聯動控制系統》（gb16806-2006）也規定，報警回路每隔32個編址單元（包括探測器、模塊、手動報警按鈕等）至少使用一個隔離模塊。綜合兩規范規定，報警總線雖然可穿管跨越不同防火分區，但總線回路中的隔離模塊同樣應按照防火分區進行設置，即總線跨越防火分區時必須設置隔離模塊。否則，當某一個防火分區發生火災時，其線路有可能被燒短路，在其他防火分區與之連接的探測器因沒有模塊的隔離作用而不能被控制器監控，從而造成故障范圍的擴大，降低了報警系統的使用功能。
五、火災報警系統智能化的提高。
本項目為超高層建筑，相對于普通的高層建筑而言，在消防設計中還應該考慮系統智能化的問題。這個問題分內外兩個層次。對火災報警系統內部而言，超高層建筑一般采用智能型地址編碼探測器，而中小普通建筑多用非編碼探測器，以回路區分建筑區域。鑒于超高層建筑體量大，面積多，其使用面積的分割具有較大的不確定性，因此，為了適應房間形狀、面積、使用性質的變化，每條報警回路應留出30％左右的探測器數量裕量。
對火災報警系統外部而言，智能化的含義主要指系統聯動。超高層建筑一般為重要建筑，其政治、經濟價值巨大，如果滅火不及時，損失將是慘重的。因此，采用系統聯動方式，就成為爭取火災前期時間和主動權的有效手段。例如，火災報警系統與保安監控系統聯動，在火災之初，火場的攝像機可將現場畫面迅速傳至中央控制室，通過實景畫面，值班人員可以立即確認火災或是探測器誤報，從而馬上采取排煙、廣播、正壓送風、啟動消防泵、噴淋、向消防局119臺報警、降客梯、切非消防電源等一系列應急措施。又如，火災報警系統與車庫管理系統聯動，一旦發現火情，便可聲光報警，強制抬起進出口欄桿，使車輛盡快逃出車庫。另外，火災報警系統還可與樓控系統、廣播音響系統及門禁系統等聯動。只要這些措施可靠得力，超高層建筑的火災便可被消滅在萌芽狀態，將損失減至最小。
六、結束語
【關鍵詞】超高層 建筑設計 問題 建議
前言
超高層建筑自身特點大大增加了超高層建筑的不穩定因素，因此，不能將超高層建筑視為普通建筑的拉伸和重疊，以免影響到建筑的使用效果。在實際設計過程當中，要根據超高層建筑的特點開展相應施工環節的加強，減少安全隱患，確保超高層建筑整體質量，確保我國建筑行業的健康發展。
一、超高層建筑的論述
超高層建筑，如圖一所示，是指40 層以上、建設高度100m 以上的現代建筑工程。隨著我國社會經濟的快速發展，城市中的超高層建筑也越來越多，體現了我國科學技術水平，也實現了對土地資源的高效利用。但是，基于超高層建筑的特殊性質，因此施工技術同普通建筑工程有著較大的區別，需要我們在建設過程中予以注意，從而避免相關建設問題的出現。
圖1
二、超高層建筑設計中的問題分析
1.施工技術和施工設備問題
超高層建筑相較于傳統建筑工程來說，建設高度較高，因此，在施工設計過程中，應該著重考慮工程技術和工程施工設備問題。良好的施工技術和工程施工設備，是確保工程施工工作順利開展的關鍵因素，比如施工材料運輸設備等施工設備，為工程施工安全和施工進度起到了良好的保障作用，必須進行合理的規劃和安排。由于超高層建筑的建設高度較高，因此，超高層建筑的工程質量問題是影響工程使用效果及使用安全的重要因素，在施工設計過程中，要充分分析建筑
區域環境以及建筑承重、負載問題，并在制定相關技術要求，確保超高層建筑的整體施工質量。
2.超高層消防問題
在超高層施工設計過程中，一定要注意超高層防火方面的設計工作。由于超高層建筑自身特點所致，使得火災事故成為對超高層建筑威脅最大的事故問題，需要在工程設計過程別予以重視。超高層建筑建設結構較為復雜，建筑內管線和設備較為多樣，從而給超高層建筑埋下了非常大的安全隱患。由于建筑較高，使得建筑內部空氣抽力較大，一旦有火災事故爆發，很容易造成火災的快速蔓延，最終導致極為嚴重的后果。同時，在火災事故發生后，人員疏散往往只能借助消防通道，樓層越高，則疏散時間則越長，危險系數也就越高。此外，在滅火階段，由于建筑較高，一般消防設備難以起到理想的滅火效果，造成了非常打的撲救難度。
3.電梯設計問題
電梯設備是超高層建筑中重要的運輸設備，用以現實建筑內部的上下層溝通，是超高層建筑的“生命線”。一般來說，超高層建筑內部的電梯數量要遠遠多余普通建筑，大量的電梯設備使得設備檢驗人員的工作壓力大大增加，且由于電梯設備的垂直高度打打提高，使得電梯設備的檢修難度大大增加。同時，超高層建筑在經受15.24m 的晃動后，會使得電梯設備在搖晃中受到一定程度的損害，鋼纜也會隨之受到影響，容易造成電梯設備的使用效果降低，甚至會大致嚴重的
安全事故，造成人員傷亡事件的發生。
同時，由于電梯設備的構造影響，使得電梯設備內部出現強大的垂直氣流，在冬季，如果下層冷空氣進入電梯井后，就極易造成上層電梯門無法正常關閉，造成嚴重的影響。同時，下層氣體也會由電梯井直接擴散到上層，對上層環境造成干擾，影響到上層用戶的正常生活和工作。此外，當火災事故發生以后，下層濃煙和火源也會隨著電梯設備內的垂直氣流快速向建筑上層蔓延，造成極為嚴重的后果。
三、超高層建筑設計相關建議
1.施工技術和施工設備方面
首先，在超高層建筑施工設計工作開展之前，首先應該做的便是詳細分析工程項目的施工目標和施工要求，根據超高層建筑的目標高度和目標結構選取相似超高層建筑項目，參考其設計流程和設計內容，以降低超高層簡述設計盲目性，降低設計風險。在施工技術方面，一定要結合實際情況確定有效的技術要求，以確保建筑的整體施工質量，比如墻體施工技術以及內部支撐柱的施工技術等等，并做好施工過程中監督工作，保證施工技術的有效落實。在施工設備方面，一定要充分考慮施工內容，做好施工設備的準備工作，如起重設備、升降設備等等，以保證建筑施工進度，保證施工安全。
2.建筑消防設計方面
由于超高層建筑自身特點影響，在實際建筑設計過程中，要加強超高層建筑消防方面的設計工作。由于超高層建筑樓層一般在40 層以上，因此，超高層建筑內人員也較多較密集，在實際設計過程中，應該適當提高超高層建筑內安全通道數量，避免火災事故發生后人員擁擠現象的發生；超高層建筑消防通道一定要保證密封性，由于建筑高度較高，在火災事故發生后，煙塵擴散速度較快，火勢蔓延也較快，在正常狀態下一定要保證消防通道的密封性，從而防止火災事故發
生后影響消防通道使用效果；超高層建筑火災事故發生后，電梯設備往往都直接降到底層，只有消防專用電梯能夠使用，在工程設計過程中，要盡量增加消防專用電梯數量，并提高消防專用電梯安全性能，確保人員的及時疏散，以及消防專用電梯的安全系數；超高層建筑內部的消防設備要設置充分，對于危險系數較高的樓層和單元要更加重視，以確保火災事故發生后進行及時撲救，盡量避免火勢的蔓延，減少人員傷亡及財產損失。
3.電梯設備設計方面
電梯設備對于超高層建筑來說具有非常重要的作用，確保電梯設備設計的合理性，是確保超高層建筑使用效果的重要手段。由于建筑自身高度影響，使得電梯設備在受到外力作用時極易受到損害，從而埋下嚴重安全隱患，釀成嚴重的安全事故。在建筑設計時，要注意電梯設備檢測系統的建立，隨時保證檢測系統的正常運行，對電梯設備和鋼纜進行嚴格的監控，從而及時發現安全隱患，確保隱患的及時消除。由于建筑高度影響，使得電梯井和電梯設備內形成強大的垂直氣
流，對建筑安全構成一定的危害，因此，可在建筑設計過程中，根據建筑實際情況進行分段式設計，降低空氣抽力，從而有效控制垂直氣流，提高超高層建筑的安全性能。
四、結語
隨著社會的發展，城市中的超高層建筑越來越多，這不僅集中體現了我國科技的進步，也象征著我國綜合國力的增強，標志著城市競爭力的提高。然而，超高層建筑不可避免地要消耗大量的人力、物力與財力，其設計及維護需要大量的金錢，這使其已經違背了原先設計這種建筑的節約的目的。同時，在超高層建筑設計中還存在許多問題，需要人們的重視。
參考文獻：
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關鍵詞：超高層建筑；防火設計；問題探討
引言
隨著經濟的不斷發展，科學技術也在不斷進步，這帶動了超高層建筑的崛起。值得一提的就是，150米以上的建筑本身的火災發生系數比較大，這就對這種建筑的防火系統要求更加嚴格，設計更加先進。防御火災目的就是保證人們的人身安全，而對于超高層建筑來講，它本身就存在一定的危險系數，再加上防火設計的高層要求，那對于超高層建筑的設計就更加嚴格。
1超高層建筑的火災危險性
1.1火災來源多
火災來源不僅指火源數量多，種類也很多。在超高層建筑中，人員數量肯定是很多的，這就使得火源數量增多。再有，在超高層建筑中，電器設備的使用種類較多，量大，這就使得火災發生的概率增加，例如電線的漏電現象，車庫漏油現象，吸煙引火現象等等，這些火源數量上的增多，也會相應增大火災發生的概率。
1.2豎向管井較多，易形成煙囪效應
超高層建筑內部的陳設和裝修材料大多是可燃、易燃物品，一旦發生火災，容易沿著樓梯間、電梯井、管道井、電纜井、排氣道、垃圾道等各類豎向管井蔓延。而這些豎向管井就像一座座高聳的煙囪，容易形成煙囪效應，煙火流動速度快，加上高樓受氣壓和風速的影響，“風助火勢，火借風威”，使火勢更加猛烈，蔓延更加迅速。
1.3人員疏散困難，容易造成重大傷亡
40層以上超高層建筑著火時，要使人員迅速疏散到地面或避難空間十分困難。由于垂直疏散距離長，疏散時間也要長許多。據消防部門測試，一名消防戰士從40層150m的位置下到第一層用了十幾分鐘；如果是建筑內普通人員或是老人、小孩、殘障人員，需要的疏散時間就會更長。而煙氣的垂直流動速度為2～4 m/s，在垂直方向1min可蔓延幾十層。可見，人員疏散速度比煙氣流動速度要慢100多倍，而且人的疏散方向與煙火蔓延方向相反，進一步增加了人員疏散的艱難和危險性。
1.4裝備要求高，滅火救援難度大
超高層建筑與普通建筑相比，火災撲救難度相對較大。從國內現有的超高層建筑來看，建筑外墻大多采用玻璃幕墻，破碎后極易造成地面人員傷亡，破壞地面的消防車輛及供水器材，加上外墻采用固定窗，消防人員難以接近起火點，無法從外部進行射水滅火，影響滅火救援。再者，消防裝備遠遠無法滿足建筑快速發展的需要，目前消防登高車的最大救援高度約為100m，消防車供水的有效射程也不超過150m，很多城市沒有配備消防直升機。因此，超過150m的樓層無法通過消防車實施人員營救，撲滅高層建筑火災主要依靠建筑內部自身的消防設施來保障。
1.5超高層建筑火災持續時間長
由于超高層建筑內部材料較多，各種結構也較復雜，所以如果遇到火災情況，就更會增加火災時間，甚至會出現二次燃燒。另外，由于樓體結構大都是由鋼筋混凝土構成，這樣的材料在高溫灼燒之下會出現變形，其承受能力減弱，就會出現樓體坍塌，再加之樓體很多材料都是板材和塑料，這樣就加劇了燃燒的速度和火勢，各種因素加在一起，就導致火災持續時間更長，救援更困難，人民群眾的生命更加危險。所以十分有必要對超高層建筑進行防火保護。
2超高層建筑防火設計方法
2.1合理設計高層建筑的防火間距
為了更好的防止超高層火災的發生，需要在各個方面都做足功課。比如，在超高樓層設計規劃之初，就需要將防火通道設計入內，并通過模擬火災逃生狀況對設計內容進行反饋和修改，以保證之后超高層建筑的安全使用。為了防止火勢蔓延，超高層建筑間的距離一定要符合國際標準，不能因為利益誘惑而違背規定。比如，應該在面積較大的公共空間安裝防火卷簾，以供給火災發生時群眾進行躲避，對防火卷簾門的材料也需要選用非常高級的防火材料，必須有符合國家標準的耐火系數，另外在樓體防火墻內不建議增設門窗，因為一旦火勢來臨，煙霧就會隨著防火墻進入保護區，這就又給公眾的逃生帶來了很多阻礙。
2.2疏散安全保障
首先，是設計消防電梯，在發生火災時消防電梯用來運送消防人員、消防器材和搶救傷員。因為發生火災時為保障消防人員安全，必須切斷電源，平時使用的工作電梯全部停止運轉，只有靠消防電梯才能及時進行撲救活動。同時在設計時還可置安全輔助設施如疏散陽臺，高空救生緩降器等。其次，是避難層的設置，超高層建筑必須設置避難層，每 15 層就得有一個避難層，當火災發生時，低層避難層的人如果不能及時疏散，可以依靠消防車疏散，避難層的設置除了要考慮到設置規范，還要充分考慮到超高層建筑的現有狀況，以及消防設備的限制，根據環境特點，設置相應的避難層，如果發生火災，消防車完全可以第一時間到達避難層實施營救。最后，超高層建筑的“煙筒效應”是很難克服的，但在建筑設計上，要盡可能將這種風險降到最低。超高層建筑的疏散問題必須提高重視，這樣可以大大降低人員傷亡，在建立疏散層之外，還應設置足夠寬度的樓梯，目前，很多學者已將目光轉移到如何利用已有設備進行火災人員疏散問題上了，電梯的作用也是很大的，可以大大提高疏散效率，但電梯的性能必須充分保證。
2.3劃分防火分區
防火分區是指建筑內部通過各種防火設備將空間分隔開來，每一個空間都是由防火材料包圍而成，這樣在火災發生時，可以有效的防止火勢的蔓延。防火分區是有防火、耐火的分隔材料分隔而成，防火墻在其中也充當了重要的角色，而且防火分區的設置與劃分也要根據建筑的類型、特點設定。不同建筑功能的防火分區均有具體要求，要根據建筑本身的特性而定。防火區域的劃分不但能有效防止火災的發生，更重要的是，在火災發生時，能有效控制火勢，有利于更好的進行火災營救。
2.4設備設置齊全
火災設置系統的全面設置，一定不能離開設備方面的支撐。一個完善的防火系統一定要包含自動報警系統和自動噴淋系統兩大部分，其中自動報警系統主要是指探測器、區域報警器和集中報警器三部分，在此之外還可以設置其他功能的報警系統，這樣有利于當火災發生時，能及時與外界聯系，及時借助外界的力量將火災消除。自動噴淋是指超高層建筑自救的一種方法，是自防自救的一種手段，例如在很多地區，大部分超高層建筑都是用了玻璃分隔材料，這不僅僅是防火系統建設的需要，在外觀上來看，也是非常美觀的，在分隔空間的兩側，大都有自動噴頭，避免火災發生時，不能自營自救。
結語
綜上所述，超高層建筑的火災危險性不容樂觀，從分析超高層建筑的火災特點入手，注重源頭設計，杜絕先天性火災隱患。超高層建筑防火設計在滿足規范要求的前提下，更應該根據建筑的實際情況和當地消防裝備的實際水平，在防火分區、安全疏散等方面進行合理的個性化設計。
參考文獻
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關鍵詞：超高層建筑；避難層；防火設計
1、超高層建筑火災發生的誘因及火災特點
超高層建筑起火的原因主要有以下幾種：（1）電氣引起火災：在超高層建筑內，用電設施設備非常多，引發電氣火災的可能性很大。電氣火災成因多見電氣設備產品故障引起火災；電氣線路接觸不良或超負荷過載發熱引燃電線包覆材料起火；電線漏電、短路產生電火花引燃可燃等等。（2）明火管理不善引起火災：超高層建筑，往往高有餐廳、餐館、飯店、食堂等等，隨之就必然出現廚房用火，甚至出現卡式爐、火鍋、煤氣燒烤、酒精加熱等明火，對這些明火管理不善、使用不當，很有可能引發火災。（3）機械設備故障引起火災，在超高層建筑內設有多種機械設備，如送風機、排風機、冷風機、電動機等等。這些設備如果質量有問題或對其缺氣維護保養，也有可能運行不順，摩擦發熱，引起火災事故。（4）違章作業引起火災：超高層建筑投用后，也難免會有室內裝修，設備維修，地毯清潔等施工作業，在這些施工作業中，有時會動用氣割、電焊，有時會用電動砂輪磨面，有時會使用易燃液劑。違章作業或管理上稍有疏忽，就會發生火災事故。
超高層建筑火災的特點主要有以下幾點：（1）火勢蔓延快：超高層建筑內各功能的管井多，一旦發生火災，火勢可以通過豎井迅速蔓延，另外建筑越高，風速也會加快火勢的蔓延速度。（2）人員集中，疏散困難：超高層建筑由于功能眾多，層數多，容納人員遠比一般的建筑多，而且火災發生時要使整棟樓人員迅速疏散到地面或者不受火災危房的安全地方是很困難的，而且超高層建筑的高度少則一百多米，多則三四百米，疏散時間上需要較長時間。（3）火災撲救難度大：根據我國現有的消防救援戰備遠遠無法滿足現有的建筑發展的速度，目前消防登高車最大的救援高度約為100米，消防車供水的有效射程不大于150米，因此超高150米的樓層無法通過消防車實施人員進行營救。
2、工程實例
南寧龍光世紀位于南寧市鳳嶺東盟商務區中柬路，1#塔樓主體建筑地上八十層，高347.75米，2#塔樓主體建筑地上五十層，高171.4米，共用地下五層，總建筑面積389346平方米，其中地下建筑面積86723平方米。防火設計為一類超高層綜合建筑，耐火等級一級，抗震設防烈度六度。使用性質為：地下三層至五層汽車庫、設備用房；地下一、二層為商業、辦公用房、設備用房、大堂、鍋爐房；裙房一至四層為、大堂上空、商業、設備用房、餐飲；1#塔樓3～61層為辦公，24、80夾層為設備用房，63～75層為酒店客房，76層為游泳池、健身、水療，77～79層為餐飲，80層為觀光廊。其中5層、24層、43層、62層布置避難層（區域）及部分設備用房。1#塔樓標準層建筑面積為2470平方米，設有三部疏散樓梯及兩部消防電梯。屋頂設有直升機停機坪。由于該工程功能眾多復雜，設計難度很大，特別是超高層的設計。下面就該項目超高層建筑方面防火設計進行分析。
3、超高層建筑防火設計
3.1總平面布置
總平面布置是建筑設計中的第一要素，超高層建筑防火設計中總平面的布置則是首先需要考慮的重要因素之一。合理的總平面布置，不但有利于火災撲救，而且對人員疏散及消防救援有極大幫助。《高層民用建筑設計防火規范》（以下簡稱“高規”）規定：高層建筑的周圍，應設環形消防車道。當設環形車道有困難時，可沿高層建筑的兩個長邊設置消防車道。高層建筑的底邊至少有一個長邊或周邊長度的1/4且不小于一個長邊長度，不應布置高度大于5.00m、進深大于4.00m的裙房，且在此范圍內必須設有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。消防車道距高層建筑外墻宜大于5.00m。消防車道與高層建筑之間，不應設置妨礙登高消防車操作的樹木、架空管線等。
該項目四周設置環形消防車道，消防車道距離外墻5～10米，車道寬度為6米，其中1#塔樓消防登高面分段設計，位于西邊與北邊轉角處，并設置消防登高操作場地，以利于大型消防車進行火災撲救。消防登高范圍內設有直通室外的樓梯間出口。1#塔樓核心筒樓梯間門至室外不超高15米。
“高規”對于登高車操作場地沒有作出規定，但其在高層建筑火災撲救中起到很關鍵的作用，南寧市消防局根據結合實際情況，針對高層建筑消防撲救場地設計作出了具體規定。龍光世紀在總平面布置中不但嚴格按照“高規”中關于總平面的相關規定進行設計，而且還根據南寧市消防局的相關規定進行了調整設計。
3.2避難層設計
“高規”規定：建筑高度超過100米的公共建筑，應設避難層（間）。避難層是高層建筑中專供火災時人員臨時避難用的樓層。避難層可以采用全敞開式、半敞開式、封閉式三種類型。全敞開式避難層為不設圍護結構的全敞開空間，一般設在建筑物的頂層或屋頂上。半敞開式避難層四周設有高度不低于1.2m的防護墻，上部設有可開啟的封閉窗，采用自然排煙方式，可防止煙氣的侵害。封閉式避難層為設有耐火的圍護結構，室內具備應急照明、獨立的空調和防排煙系統，門窗為防火門窗。
設置的避難層應滿足下列要求：1、避難層的設置數量和兩個避難層之間的高度，應滿足人員疏散時間的要求，充分考慮建筑面積、使用功能、人數、人流速度及火災蔓延情況，自建筑首層至第一個避難層或兩個避難層之間，不宜超過15層；2、通向避難層的防煙樓梯應在避難層分隔、同層錯位或上下層斷開，但人員必須經避難層方能上下；3、考慮人體體型特點，在不致過分擁擠的情況下，避難層的凈面積宜按每平米5人計算；4、避難層可兼作設備層，但設備、管道宜集中布置；5、避難層設消防電梯出口和消防專用電話，其它客貨梯不得在避難層處設出口。
本工程1#塔樓結合各功能分區，在5層、24層、43層及62層共設置了4個避難層，避難區的間隔為18超出“高規”要求的15 層間隔要求。本工程核心筒共設置了3部疏散樓梯，能更快的進行人員疏散，并在屋面設置了專供消防使用的直升機停機坪；同時在5層避難層設有通往裙樓屋面的連通口，將裙樓屋頂作為第 1 個避難層，裙房屋頂平臺面積大，屋面樓板具有一定的耐火極限，在火災情況下，可作為避難安全區域，對于安全疏散及施救都有一定的作用。結合國內目前一些超過300m超高層的設計案例，如：同在南方區域的深圳京基100（441.8m）、廣州西塔（437.5m）、深圳平安大廈（660m）等均按每隔18～22層設置避難層，參照同區域及均為300米以上同類建筑設置1#塔樓的避難層的位置。因此經消防部門的論證會議，通過了本工程的避難層設置方案。
3.3標準層防火疏散設計
辦公標準層防火分區的劃分盡量按每層為1個分區，但本項目每層辦公面積的超出成為防火分區設計重點和難點，具體分析如下：《高規》規定，高度超過50m或重要辦公樓（一類高層），每個防火分區最大面積為2000平米（設置自動滅火系統），本項目辦公層每層建筑面積約為2470平方米，扣除結構部分及核心筒內封閉不用的穿越井道等，面積約為2000平方米左右，按規范需將辦公層每層劃分為兩個防火分區，核心筒內均勻設置3部疏散樓梯，并在走道中間設置特級防火卷簾，這樣既不影響辦公空間的靈活布置，又滿足了防火分區及疏散要求。辦公平面呈環形布置，保證人員雙向疏散及疏散距離的要求。辦公層的最大建筑面積為2500平方米，按每人建筑面積10平方米計算，辦公層的最多人數為250人，所需的疏散寬度為2.5m，本工程設計了3部疏散樓梯，且均勻分布于辦公層，總疏散寬度為3.6m，大于疏散要求的寬度。對于辦公樓超過每層2000平方米的要求，通過以上設計措施及論證，有擴大標準層面積的可行性和有利措施。
3.4屋頂停機坪設計
超高層建筑宜設屋頂直升飛機停機坪。發生火災時，將在樓頂部躲避火災的人員用直升飛機疏散到安全地區，具體設置的技術要求有： 1、停機坪與設備機房、電梯機房、水箱間、共用天線等突出物的距離不應小于5m；2、出口不少于2個，每個出口寬度不小于0.9m，以保障同時有兩股人流出入；3、在停機坪的適當位置消火栓；4、停機坪四周圍設置航空障礙燈。本項目的屋頂停機坪采用鋼桁架結構，頂板為直徑為24米的航空鋁合金甲板，屋頂設置兩部疏散樓梯與停機坪連接。屋頂立面造型獨特，女兒墻的設計上順應立面連續的花瓣造型起落，屋頂四角突起的構架對飛機坪的設置有影響，屋頂停機坪的設計既要考慮停機坪的疏散要求，又要考慮立面造型及屋頂擦窗機的設計互不影響是本項目的又一重點及難點之一。
關鍵詞：超高層；消防給水；常高壓消防系統
Abstract: the author thinks that high building fire water system tall building fire series often high pressure fire control system is more reasonable and reliable.
Keywords: tall; The fire water system; Often high pressure fire control system
中圖分類號： TU998.1 文獻標識碼：A文章編號：
隨著社會的發展，超高層建筑在各大中城市如雨后春筍般拔地而起，它們在節約用地、改善城市形象等方面發揮了重要作用。然而超高層建筑的火災危險性較其他多層建筑和一般高層建筑要大很多，其疏散困難、火災蔓延快、撲救難度大，所以消防設計在超高層建筑設計中的重要性極為突出。
目前，我國尚未制定專門針對超高層建筑消防設計的規范，設計人員在設計時往往套用高層建筑設計的規范和經驗，采用臨時高壓供水系統。而對于超高層建筑，其建筑高度大，功能復雜，在消防供水設計中往往存在分區多、管路復雜、管道系統受壓過高、系統聯動控制復雜、水泵運行中管道易出現超壓現象（嚴重時甚至會出現管道破裂現象）等一系列問題。就這些問題，設計人員都采取了各種不同的處理措施，但本人認為，超高層建筑消防采用常高壓消防系統能更好地解決上述問題。
常高壓消防給水系統在超高層建筑中的作法
超高層建筑中的常高壓消防給水由重力水箱來實現，即在建筑物的最高處或適當的位置（如避難層等）設置滿足消防水量和壓力的重力水箱，并由重力水箱向各豎向消防給水分區供水。
首先，在建筑最高處或者適當的位置（如避難層等）設置高位消防水池，貯存建筑所需的設計消防用水總量，其計算應按火災延續時間內，同時使用的各種滅火系統消防用水量之和（如城鎮自來水管網能滿足消防用水量和室外消火栓供水水壓，且由兩路不同城市給水干管供水，在建筑周圍組成環狀供水管網時，消防水池可不貯存室外消防用水量）。高位消防水池可由高區生活給水管獨立供水，也可采取地下室設置消防轉輸水池通過轉輸泵和轉輸水箱獨立供水，在特別重要的建筑，或根據當地消防部門的意見，兩者結合供水。
其次，根據下面四條規范條文，將室內消火栓系統和自動噴水滅火系統合理分區。《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95（2005年版）（下面簡稱《高規》）第7.4.6.5 條“消火栓栓口的靜水壓力不應大于1.00MPa，當大于1.00MPa時，應采取分區給水系統。”、第7.4.6.2 條“消火栓的水槍充實水柱應通過水力計算確定，且建筑高度不超過100m的高層建筑不應小于10m；建筑高度超過100m的高層建筑不應小于13m。” ，《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084―2001（2005年版）第8. 0. 1 條“配水管道的工作壓力不應大于1.20MPa”及第6．2．4條“ 每個報警閥組供水的最高與最低位置噴頭，其高程差不宜大于50m。”
最后，對于最高處的分區，采用高位水池加消防泵提升供水（臨時高壓系統）；對于次高區，采用高位水池重力供水（常高壓系統）；對于以下分區，在合適位置設置（如避難層等）設置消能水箱，采用消能水箱重力供水（常高壓系統），消能水箱每個分區設置不應少于兩個，其有效容積按該分區10分鐘的消防用水量計算確定，消能水箱的作用相當于高位水池重力供水的減壓裝置，相對減壓閥來說更為安全可靠。
實際案例應用
位于廣東省深圳市紅嶺中路與深南東路交界處的京基100，是目前深圳第一高樓，中國內地第三高樓、全球第八高樓。建筑主體超高層大廈部分建筑面積約22萬平方米，樓高441.8米，共100層。在消防供水設計上，京基100便采用了這種設置高位水池重力供水的常高壓消防系統。
京基100在91層設置高位消防水池，該水池采用地下室消防水池通過轉輸泵和中間轉輸水箱加壓供水與高區生活給水管供水兩者結合的供水方式。大廈地下四層設消防水池、轉輸泵，將水送至 38層消防轉輸水箱，38層轉輸泵將水送至74層消防轉輸水箱， 74層轉輸泵將水送至91層消防水池內（兩座270立方米水池）， 98層設有消防穩壓水箱（兩座12立方米水箱）及穩壓設施。38層、74層均設有消防減壓水箱（兩座21立方米水箱）。
京基100消火栓系統的分區： -4F~1F為1區，3F~17F為2區，18F~32F為3區，由38F消防減壓水箱重力供水；33F~50F為4區，51F~68F為5區，由74F消防減壓水箱重力供水；69F~73F為6區，74F~85F為7區，由91F消防水池重力供水；86F~98F為8區，由91F消火栓加壓泵加壓供水。
噴淋轉輸水箱等與消火栓系統共用，噴淋系統分區同消火栓系統。
常壓消防系統的優勢分析
第一，常高壓消防給水系統始終貯存著建筑所需的消防用水量，保證了火災發生時，消防用水的供給；
第二，管網內始終保持著消防所需的壓力，無需使用水泵加壓即可滿足消火栓和自動噴水滅火裝置的供水壓力，可以避免停電和水泵失效狀態下不能供水的問題；
第三，對于臨時高壓消防系統相比，其管網所承受的壓力大大降低，系統各供水分區均不存在高壓管道，壓力恒定，不會出現超壓現象；
第四，與設置中間轉輸水箱的供水方式比，設備少，系統簡單，管路簡化，維修方便，便于管理，系統聯動控制簡單，同時增加了建筑物的有效使用面積；
總結
超高層建筑火勢蔓延快、疏散困難、撲救難度大、火險隱患多、一旦發生火災造成的經濟損失巨大，其消防用水的安全可靠無疑成為其消防設計的重中之重。而常高壓供水方式，以其供水壓力穩定可靠而著稱，是消防供水系統最完美、最理想的供水方式。對于超高層建筑這種節約土地、彰顯現代、標志城市邁入“國際大都市”的建筑更應該創造條件，采用這種安全可靠的消防供水方式。
【參考文獻】
關鍵詞：
0前言
超高層建筑是人們對建筑的狂熱追求，也是代表一個國家建筑水平高低的象征。這種建筑物一般都有較高的電氣設計要求，這也是其自身性質所決定的。由于超高層建筑面積大、高度高，電氣設備多，對電氣設計的要求就更加高，電氣設計復雜，內容繁多，設備使用，人員安全等問題較多，這些都是超高層建筑在電氣設計方面考慮的重點。
一、超高層建筑的特點
1、建筑面積大：隨著科技的發展與技術的提升，國內外已建成的高層建筑來看，高層建筑面積都達到了上十萬平方米，面積巨大。如紐約世貿中心建筑群共84萬平方米。
2、建筑高度高：由于既要保護土地面積，又要擴大建筑面積，所以建筑物都向空中發展，必然增加高度，至少都有100米。如廣州白天鵝賓館高129米；深圳國貿中心高168米；紐約世貿易中心高441米。
3、建筑中使用設備多，基于高層建筑的面積大，高度高，配對的設備就多，如排水設備、交通設備，通風排煙設備、消防設備、事故預備設備等。
4、電氣設備多：電的發明使人類買入了電氣時代，現代的生活更離不開電氣設備，在高層建筑中用電設備種類繁多，如照明設備、電梯設備、給排水設備、制冷設備、空調系統、消防設備、弱電系統等。
二、超高層建筑的電氣問題
超高層建筑中的電氣問題主要有以下方面：
（1）高層建筑由于用電設備、電梯運輸、給排水設備多，導致用電量大，對供電的可靠性要求高。另外一方面，由于空間大，人員多，設備多，也要對節省能源提出要求，節電的設計，應根據技術先進、安全適用、經濟合理、節約能源和保護環境的原則確定。
（2）在高層建筑中，由于在結構上多數采用大柱距，形成大空間，使墻面安裝的設備增多，使地面管道增多。
（3）因為高層建筑高度高，體量大，人員密集，設備多，裝飾豪華，建筑本身火災隱患多，對消防的要求高。
（4）供電要求高，由于高層建筑用電密集，供水，供電，通風，電梯，消防等必須依賴電力系統才能工作，一旦出現停電故障，將會嚴重影響整個建筑內人員的生活、工作和安全，造成重大事故，因此，必須有效的提高建筑供電系統的可靠性和安全性。
（5）高層建筑中電氣故障檢查繁瑣，在高層建筑中，由于空間大，用電設備多，難免產生電氣故障，在電氣設計時就要設計合理，出現故障時盡量排除在電氣布局中出現的問題，采用科學分析方法的排除故障。
三、超高層建筑電氣的設計要點
1、安全的避雷系統
由于超高層建筑高度較高，在雷雨時節，就要注意自然發生的雷雨天氣，做好防雷接地措施。在避雷方面做好雷電直擊，防感應雷和防高電位入侵。在頂層板鋼筋作為避雷網，設計將主鋼筋引入地下，基礎鋼筋作為接地裝置；另外，可設計在樓頂安裝專業的避雷裝置。對弱電機房、消防控制室等設備接地LEB板，采用專用接地體引至基礎接地。樓內所有電氣設備運行情況下，不帶電的外露導電體及單相三孔插座的保護接地裝置均與PE保護接地線連接。室外高出金屬欄桿也應要求接地，各層金屬桿、金屬窗都要與防雷接地體連接。有效避免自然雷擊，保護整個高層建筑的人和物安全。
2、完善的消防系統
消防系統就類似一種意外保險，在火災發生的時候盡量減小破壞的程度。對于高層建筑的消防系統設計要充分考慮火災的預防處理措施，安裝整個完善的消防應急系統，高層建筑高度高，人員密集，對供電的可靠性以及消防等的要求必須安全可靠，對高低壓配電系統應能靈活控制，滿足在不同的區域發生火災時都能準確啟動相應的消防水泵，供水滅火。面對火災的安全隱患，消防措施一定要準備充分，使各個消防設備處于良好的工作狀態。
3、工作照明系統
超高層建筑存在面積大，電力設備多等實際因素，為了使動力電氣設備用電對照明線路電壓不造成波動影響，應該使照明用電與電力動力用電線路要分開設計，構成一般照明和應急照明系統，設計上要一分為二，一條為正常使用，另一條為應急使用，保證安全照明燈和其他電氣設備的正常工作。另外，在照明設計時，應最大程度地滿足建筑的功能，不僅要考慮照度水平、燈具布置，還需考慮視覺環境及照明效果。
4、合理的供配電系統
合理設計供配電系統，使供配電系統在運行中的損耗減至最低，實現供配電系統的經濟運行。設計應考慮一下要點：第一，供配電系統應盡量簡單可靠，同一電壓等級供電系統變配電級數不宜多于兩級，盡量減少電能損耗。第二，合理選擇供電電壓。第三，變電所應靠近負荷中心。第四，根據負荷情況合理選擇變壓器容量與數量。
5、節電節能設計
節電設計，根據技術先進、安全適用、經濟合理、節約能源和保護環境的原則為出發點，采用合理的配電方式，采用高效率變壓器、電動機和照明光源、無功功率補償裝置和設備監控電腦系統等措施，減少電能損耗，節約用電。照明光源選擇應從發光效率高、顯色性好、使用壽命長、啟動可靠、方便快捷、性能價格比高等方面選擇高效光源。按不同的工作場所，選擇相適應的高效光源，可以降低電能消耗，節約能源。
6、電纜線路設計合理
對于在高層建筑中，減少線路上的能耗必須引起設計重視。合理選擇電纜、導線截面，盡可能減少回頭輸送電能的支線。另外，適當設計利用某些季節性負荷線路，這些用戶不用時，可提供給常期用戶作供電線路使用，以減少線路和電阻。
7、供電大要求
根據高層建筑的特點，為了保障大樓內人員、設備的安全，對供電的可靠性提出了特殊要求。大樓內的一般動力和照明負荷按一級負荷處理，由二個獨立電源供電。
8、按行業規定要求設計
在高層建筑的電氣設計中，要參考行業規章規定，電氣設計中參考《供配電系統設計規范》GB50052-2009，《低壓配電設計規范》GB50054-95，《通用用電設備配電設計規范》GB5055-93，《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343-2004，《建筑照明設計標準》GB50034-2004的有關要求，使電氣設計在規定的基礎上進行設計。
四、結語
總之，在高層建筑的電氣設計上，要在科學設計，充分論證的前提下進行設計工作，按照建筑行業及電氣安裝設計中的規定及標準進行設計工作，在設計的結果上，達到安全可靠，全面合理，節能節電的目的。
參考文獻
【關鍵詞】超高層；建筑電氣設計；要點
引言：超高層建筑相對于普通的高層建筑而言，層數較多，供應電能的可靠與否以及消防安全疏散等要求也較高，因此，超高層建筑需要的建設用的資金投入大，需要的處于運行狀態的設備也比較多，所以，其設計的復雜程度也比一般高層建筑要高很多。
1、供配電系統
1.1負荷等級及供電電源
根據現在國家規范的要求來說，超高層建筑需要按一級的負荷要求供應電能的有應急照明、客梯電力、電話機房、保安和排污水泵等用電設備，還有其他的用電設備，如消防水泵、防排煙風機、消防電梯和消控中心等消防用電設備。其他一般照明、空調、風機等用電設備可按二級負荷供電。
10kV的電壓等級是供電電源一般采用的電壓等級，并且往往由來自同一或不同變電站的兩段不同母線引進10kV電源。兩路電源同時供電，分列運行，每路電源均應能承擔工程中全部用電負荷。為確保超高層建筑中消防等用電設備的可靠供電，以滿足超高層建筑的高要求供電，保證超高層建筑持續、穩定、安全的供電，另外可設置一組柴油發電機以作為備用電源，增強消防等用電的可靠程度。
1.2變配電所的設置
變配電所的所址選擇宜接近負荷中心，應方便進出線，不應在廁所、浴室等經常有積水場所的正下方。超高層建筑地下部分主要用電負載為風機、水泵。地上部分以中央空調、風機、水泵等為主要用電負載。因此，在地下室可設置變電所給地下室設備供電，當地下室較大時，可分散設置變電所，供電半徑不超過規范要求時也附帶地上部分一起供電。從變配電所引至屋頂需要用電的設備所需的輸電費用仍是相對來說比較經濟合理的。而對于那些高度較高的超高層建筑物，上部的避難層和屋頂相對于一般建筑物而言多了許多用電設備，設置單個的變配電所供電可靠性較差，所以可以根據需要可以在避難層、設備層和屋頂設置配電所、變電所，但應設置設備的垂直搬運及電纜敷設的措施，與地下一層的變配電所同時運行，以達到配電要求。
1.3 高低壓主結線設計
項目10kV的高壓主結線采用的是單母線分段的方式供電，而且不在中間部位設置母聯，為達到供電要求兩路的10kV電源同時供電，但不合在一起運行。 變壓器分組設置，面對冬夏兩季空調所占負荷較高，而春夏兩季較低的問題，將設計中的部分荷載集中設置到一起，然后在春夏兩季中，根據情況摘除部分負荷，以達到減少變壓器損耗、節約電能的目的。低壓主結線采用單母線分段的方式，在變壓器低壓的一邊設置一個母聯開關，變電所的兩臺變壓器在平時的時候分開運行，互不干擾，當發生意外導致其中一臺變壓器故障時，就可摘除部分空調等季節性負載，閉合低壓母聯的開關，由另外一臺變電器來為大樓中的一些應急消防設備提供持續供電。
2、超高層建筑電氣的設計要點
2.1低壓配電系統
低壓配電系統采用三級配電方式，即總配電（變配電所）、區域配電（配電間）、終端配電。三級配電系統相互之間保護開關要求具有選擇性。低壓系統一般采用單母線分段+一段應急母線的形式，即二路市電為分段的母線供電，中間設聯絡開關，設置一段應急母線，為應急負荷及備用負荷供電。
2.2安全的避雷系統
由于超高層建筑高度較高，且大部分均為玻璃幕墻，在雷雨時節，就要注意自然發生的雷雨天氣，注意玻璃幕墻的等電位聯接，做好防雷接地措施。在避雷方面做好雷電直擊，防感應雷和防高電位入侵。在頂層板鋼筋作為避雷網，設計將主鋼筋引入地下，基礎鋼筋作為接地裝置；另外，可設計在樓頂安裝專業的避雷裝置。對弱電機房、消防控制室等設備接地LEB板，采用專用接地體引至基礎接地。樓內所有電氣設備運行情況下，不帶電的外露導電體及單相三孔插座的保護接地裝置均與PE保護接地線連接。室外高出金屬欄桿也應要求接地，各層金屬桿、金屬窗、金屬玻璃幕墻都要與周圍防雷接地體連接。有效避免自然雷擊，保護整個高層建筑的人和物安全。現代超高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地等共用接地體，接地電阻按最小的要求而定，通常是在1 歐以下。電源總進線設置一級過電壓保護器，重要設備配電箱設有二級過電壓保護器，最末級配電箱根據需要可設三級過電壓保護器。
2.3完善的消防系統
消防系統就類似一種意外保險，在火災發生的時候盡量減小破壞的程度。對于超高層建筑的消防系統設計要充分考慮火災的預防處理措施，安裝整個完善的消防應急系統，超高層建筑高度高，人員密集，超高層建筑宜設置建筑設備管理系統，滿足不同區域的管理要求，已利于管理和節能。 對供電的可靠性以及消防等的要求必須安全可靠，對高低壓配電系統應能靈活控制，滿足在不同的區域發生火災時都能準確啟動相應的消防水泵，供水滅火。超高層建筑各層的消防疏散樓梯口部和消防電梯前室內宜設置帶光閃爍的樓層火警指示燈。面對火災的安全隱患，消防措施一定要準備充分，使各個消防設備處于良好的工作狀態。應急疏散系統建議使用集中式智能應急系統，對人員疏散起到更好的指導作用。并設置消防電源監控和漏電火災監控系統。對消防電源設備的電源工作狀態和電壓進行監控，對線路的剩余電流進行監控，從而提高供電可靠性。
2.4工作照明系統
超高層建筑存在面積大，電力設備多等實際因素，為了使動力電氣設備用電對照明線路電壓不造成波動影響，應該使照明用電與電力動力用電線路要分開設計，構成一般照明和應急照明系統，設計上要一分為二，一條為正常使用，另一條為應急使用，保證安全照明燈和其他電氣設備的正常工作。另外，在照明設計時，應最大程度地滿足建筑的功能，不僅要考慮照度水平、燈具布置，還需考慮視覺環境及照明節能效果。
2.5合理的供配電系統
合理設計供配電系統，使供配電系統在運行中的損耗減至最低，實現供配電系統的經濟運行。設計應考慮一下要點：第一，供配電系統應盡量簡單可靠，同一電壓等級供電系統變配電級數不宜多于兩級，盡量減少電能損耗。第二，合理選擇供電電壓。第三，變電所應靠近負荷中心。第四，根據負荷情況合理選擇變壓器容量與數量。
2.6節電節能設計
節電設計，根據技術先進、安全適用、經濟合理、節約能源和保護環境的原則為出發點，采用合理的配電方式，采用高效率變壓器、電動機和照明光源、無功功率補償裝置和設備監控電腦系統等措施，減少電能損耗，節約用電。照明光源選擇應從發光效率高、顯色性好、使用壽命長、啟動可靠、方便快捷、性能價格比高等方面選擇高效光源。按不同的工作場所，選擇相適應的高效光源，可以降低電能消耗，節約能源。公共部分照明可采用智能控制系統照明，可對燈具的開斷進行定時設置，實行統一管理，達到節能的目的。
3、結語
超高層建筑所承載的人員量較大、樓層較高，因此對火災等危急情況時消防等設施的持續供電要求較高，漏電火災時需要有足夠的時間來疏散人群。由于超高層建筑電氣設計和普通建筑有著不同的設計理念和特殊的關鍵性設計處理，照建筑行業及電氣安裝設計中的規定及標準進行設計工作，在設計的結果上，達到安全可靠，全面合理，節能節電的目的。
參考文獻：