论文总字数：24358字

摘 要

超高层建筑中的消防给水系统的可靠性是整栋建筑的火灾安全性能中的最为重要的方面。本文结合超高层建筑的建筑结构、多种火灾特点、存在的火灾问题以及国内外专家对此问题的研究现状，得出超高层建筑火灾防治的重要性和国内最主要超高层建筑的三种分区给水方式，同时对三种分区给水方式建立可靠性模型。最后，运用Defield法对系统中每一个关键元件进行重要度排序。得出的结论有：

（1）不同高度的超高层建筑需选择不同类型的分区给水系统。一般建筑高度在100米到150米之间的超高层建筑，将系统设置为并联分区。高度达到150米以上300米以下时，采用串联分区中的临时高压和常高压给水系统。当建筑高度大于300米时，采用串联分区中的常高压给水系统。

（2）针对两种主要的给水系统，对每种系统的三种分区给水方式进行可靠性建模。然后，对系统中的每个原件的可靠性通过Defield法进行统计，得出元件的相对重要度。之后，针对重要组件，提出及时有效的优化措施。

最后针对本研究的局限性，提出一些切实可靠的超高层建筑火灾安全性的优化措施。

关键词：超高层建筑 分区给水系统 消火栓系统 自动喷水灭火系统 可靠性 优化措施

Study on Reliability of Fire Water Supply System for Super High - rise Buildings

Abstract

In this article, the super-high-rise buildings structure, a variety fire characteristics, the existence of fire problems and domestic and foreign experts on the status of this research, the importance of high-rise building fire prevention and control of the three main high-rise buildings Water supply method, while the three types of partition water supply for the reliability of modeling, and then use the Delphi method for each of the water supply system components of the reliability analysis.The conclusions are:

1.Different levels of high-rise buildings need to choose different types of partition water supply system. General building height of 100 meters to 150 meters between the high-rise buildings, need to use parallel fire water supply system.Height of 150 meters to 300 meters between the high-rise buildings, the use of tandem in the temporary high pressure and often high pressure water supply system. When the building height is greater than 300 meters, the use of series in the often high pressure water supply system.

2.Two extinguishing systems : hydrant systems and automatic sprinkler systems. The reliability of each of the three systems in each system is modeled by reliability, and the reliability of each of the originals in the system is calculated by the Defield method, and the relative importance of each system element is obtained. Important components propose reliability optimization measures.

Finally, according to the limitation of this study, some practical measures are put forward to optimize the fire safety of super high-rise buildings.

Keywords: super high-rise building; partition water supply system; fire hydrant system; automatic sprinkler system; reliability; optimization measures.

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1超高层建筑及存在的火灾问题 1

1.1.1超高层建筑概述 1

1.1.2超高层建筑的火灾特点 1

1.1.3超高层建筑存在的火灾问题 2

1.2超高层建筑消防给水系统的重要性和构成 3

1.2.1超高层建筑消防给水系统的重要性 3

1.2.2超高层建筑消防给水系统组成 3

1.3国内外对超高层建筑给水系统可靠性研究 3

1.3.1国外研究现状 3

1.3.2国内研究现状 4

1.4研究的目的及意义 4

第二章 超高层建筑消防给水系统给水方式的选择 5

2.1高压和临时高压消防给水系统 5

2.1.1常高压消防给水系统 5

2.1.2临时高压消防给水系统 6

2.2并联分区给水方式和串联分区给水方式 7

2.2.1并联分区给水方式 7

2.2.2串联分区给水方式 8

2.3本章小结 9

第三章 室内消火栓给水系统可靠性 10

3.1可靠性的理论和可靠性模型 10

3.1.1可靠性的基本理论 10

3.1.2典型的可靠性模型 10

3.2室内消火栓系统可靠性模型的建立 13

3.2.1消火栓并联分区给水系统可靠性模型 13

3.2.2消火栓临时高压串联分区消防给水系统可靠性模型 14

3.2.3消火栓常高压串联分区消防给水系统可靠性模型 17

3.3室内消火栓系统可靠性分析 20

3.3.1德菲尔法 20

3.3.2元件可靠性的确定 21

3.3.3元件重要度分析 22

3.4提高消火栓系统元件可靠性的方法 28

3.5本章小结 28

第四章 自动喷水灭火系统可靠性 29

4.1室内消火栓可靠性模型的建立 29

4.1.1自喷并联分区给水系统可靠性模型 29

4.1.2自喷临时高压串联分区给水系统可靠性模型 31

4.1.3自喷常高压串联分区给水系统可靠性模型 34

4.2自动喷水系统可靠性分析 37

4.3提高自动喷水系统元件 40

4.4本章小结 41

第五章 结论 42

参考文献 43

第一章 绪论

1.1超高层建筑及存在的火灾问题

1.1.1超高层建筑概述

超高层建筑象征着一个国家和民族的崛起。各式各样的超高层建筑已经成为现代建筑中十分重要的一环。中国，已经成为世界上超高层建筑最多的国家之一。直到北京京广中心建筑高度突破两百米后，全国的大中城市的超高层建筑的数量就在不断增长。如今，随着我国的第一高楼上海中心大楼的建成，我国已成为世界上超高层建筑发展最快的国家之一^[1]。当前世界上排在前列的超高层建筑，有超过7座都位于我国。我国建筑行业如此飞速的发展，正代表着我国经济的强大，向着世界第一的强国不断迈进。

1.1.2超高层建筑的火灾特点

(1)建筑高度高，管井数量多，火灾蔓延速度快

建筑越高，风速越大。根据实际测量，距地10米处的风速为3m/s，距地60米处的风速为12m/s，而100米处风速达到18m/s，300米处更是高达60m/s。当发生火灾时，烟气会因为空气的对流，在水平方向形成速度为0.3m/s烟气扩散速度；火灾发生到中期时，烟气水平方向烟气会因为高温产生的热对流达到0.5m/s-0.8m/s扩散速度，当烟气沿着楼梯间和管井扩散时，甚至可以达到3m/s-4m/s的扩散速度。随着风速增大，火灾的蔓延速度也越来越快，如防火分隔失效。当烟气不遇到任何障碍时，可在半分钟的时间内沿着竖向管井扩散到建筑高度为100米的建筑顶端。超高层建筑一旦发生火灾，建筑中的竖向管井如同烟囱一般，使火势迅速蔓延^[2]。

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