1 工程概况
    某高层建筑总建筑面积110 000 m2，其中分为多座塔楼，本文以D 幢为例进行说明。D 幢塔楼共有35 层，高度为119． 8 m。若依照层数进行功能区域的划分，则第一层至第六层是商场，七至三十一层是写字楼( 其中第二十一层作为避难楼层) 。由于资金压力和业主的要求，该建筑的设计按照二期考虑，其中一期包含了地下室到六层; 二期是余下的部分。
    2 稳高压消防给水系统设计方案
    高层建筑由于高度大，室外给水管网水压不能满足高压部分消防管网给水系统的水压要求，因此必须加压，采用消火栓给水系统减压给水方式。本部分援引《高层民用建筑设计防火规范》( GB 50045－ 95，2005 年版，以下简称《高规》) 进行说明。［1］
    2． 1 消火栓系统及竖向分区
    《高规》第7． 4． 6． 2 条规定了消火栓的水量和针对不同建筑的适应性标准。根据标准要求，当高层建筑的建筑高度不超过100 m 时，根据水力计算得出的水柱不应小于10 m; 而当建筑高度超过100 m时，水柱不应小于13 m。本文中所涉及建筑，消火栓箱内包含了消火栓按钮一个、消防卷盘一套、DN65胶管一套、ф19 枪一支、DN65 消火栓接口一个。按照压力公式计算:
    Hd = AdLdq2 + q2 /B ( 1)
    式中，Hd为水带阻力损失( m) ; Ad为水带阻力系数，DN65 水带取0． 004 30; Ld为水带有效长度( m) ; q为水枪喷嘴出流量( L·s － 1 ) ; B 为水枪水流特性系数，ф19 水枪取1． 577。
    根据公式计算，各供水区最不利点的消火栓口压力Hd可以达到22 m 水柱。
    此外，《高规》第7． 4． 6． 5 条中对于消火栓的出水压力也做了相应的规定: 消火栓口的静压力超过0． 5 MPa 时，消火栓处应当设置相应的减压装置; 当压力超出1． 0 MPa 时，应当采取分区给水的方案。
    根据以上条件，本工程的消防给水系统应当采用分区给水的设计思路。经过多方对比和研究计算，确定了采用高位水箱供水的方案，结合减压阀，实现分区供水。
    该系统共分为4 个区。根据使用要求，第一区设计了独立的消防系统，该区的水箱设置在七层，以便充分利用裙楼顶部的空间。通过位于裙楼天面处所设计的一套稳压装置，保证整个系统的压力。这套稳压装置的调节水量保证30 s 内满足5 个喷头和2 支水枪的用水需求，该区的水箱为消防和生活共用。当发生火情时，由于水枪启用，系统压力会降低，此时消火栓泵启动，地下水池的水被抽取上来进行供水。通过系统压力监视，或者通过按下消火栓按钮( 或者通过消防控制中心) 启动消火栓泵。
    第二区的水箱位于屋顶，经过减压阀进行供水。该区的设计对避难层进行了一定的利用，将减压阀设置在避难层中，并且没有设置减压水箱。这样不仅有利于维护和管理，也增加了建筑的有效使用面积。本设计中，消火栓出口的设计水压为0． 5 MPa，当压力过大时，设置的减压孔板可以降低压力。第三区通过设计在屋顶的高位水箱进行供水。
    H = Hf + Hd( 2)
    式中，H 是水箱和最不利消火栓的垂直距离( m) ; Hf是管道阻力损失( m) ; Hd是水带阻力损失( m) 。
    根据公式计算水箱和最不利消火栓的垂直距离，假设管道阻力导致的总水压损失小于3 m 水柱，经过计算得出H 为25 m。
    当二区或者三区发生火灾的时候，高位水箱可以支持最初10 min 的消防用水，同时地下贮水池的存水也经过水泵拉升至高位水箱。10 min 后，所使用的水来自地下贮水池。通过消防控制室，或者消火栓按钮，启动专用的消防泵进行供水。
    第四区采用了增压给水的系统设计思路，这是由于高位水箱的供水不足以满足该区消火栓的水压需求，因此采用消防主泵与气压罐结合的方式进行消防用水的调配。当发生火情时，系统压力变化将会启动位于屋顶的消防泵，抽取并供水; 同时，底下的消防泵也将会同时启动向高位水箱输水。该区的给水系统是自动灭火系统与消火栓共用，将消火栓的供水与自动喷水灭火系统的供水分开，选用特性曲线平缓的水泵作为屋顶放置的消防主泵。