本发明属于建筑物消防工程和给水排水领域，具体地说，是涉及一种采用双水源的超高层消防给水装置，消防给水系统包含消防给水装置和水灭火系统。
背景技术：
据不完全统计我国有高层建筑27万栋，有公共建筑约9万栋和18万栋住宅建筑，超过3000栋属于超高层建筑，世界范围内超过300m的超高层建筑目前已建成100栋，其中有61栋在中国。而且城市中高层建筑还在不断增多，我国已成为世界上高层建筑最多的国家。
高楼大厦是现代都市的象征，随着建筑高度的不断增加，给建筑消防带来了新的挑战，尤其是超高层建筑，投资高、功能复杂、使用人数多，一旦失火控制失败将造成灾难，而消防给水系统的可靠性是控制火灾的重要因素，是实现高层建筑火灾自救的根本，而消防给水的可靠性是消防给水系统灭火可靠性的基础，所以消防给水是扑灭火灾的重要保障，是高层建筑实现火灾自救的根本保障措施，必须给予充分的重视，以实现高层建筑消防自救。
通常超高层建筑消防给水方式有并联加压给水、串联加压给水、减压阀或减压水箱减压供水、高位水箱重力供水等方式。例如，当前我国建筑高度超过250m的超限高层建筑，大多采用有效容积为一次或50％灭火用水量的高位消防水池重力给水方式，期间采用减压水箱和减压阀交替减压供水，这实际是一种单水源给水，其可靠性低于双水源系统或有高位消防水箱的临时高压消防给水。
技术实现要素：
为了解决现有超高层建筑消防给水可靠性不高的问题，本发明提供的一种超高层建筑消防给水装置采用双水源消防给水，一个是重力水箱供水，一个是消防水池消防水泵供水。双水源供水提高了超高层建筑消防给水的可靠度，实现了国家消防技术标准提出的超高层建筑消防自救的目标。
为了实现上述目的，本发明的超高层建筑消防给水装置设置于一超高层建筑，并向超高层建筑的水灭火系统供水，所述消防给水装置包括：
重力消防水池，由所述消防水源供水，所述重力消防水池向各所述水灭火系统通过重力方式供水；以及
消防水泵，由一低位消防水池供水，所述低位消防水池的补水为市政自来水，所述消防水泵从低位消防水池加压向各所述水灭火系统供水。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，所述重力消防水池与一生活给水水源相连接，以通过所述生活给水水源形成所述消防水源。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，所述重力消防水池通过所述中间减压水箱与减压阀相连接以形成所述消防水源。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，所述消防水泵为多级，且所述多级消防水泵并行或串联连接供水。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，所述重力消防水池包括分别由所述生活给水水源供水的高位重力消防水池和中间部位重力水池，所述高位重力消防水池设置于所述超高层建筑的最高处，所述中间部位重力水池设置于所述超高层建筑的中间部位的避难层，所述中间部位重力水池向其下部的各所述水灭火系统通过重力供水，并满足其灭火所需的压力和流量。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，还包括连接所述重力消防水池的中间减压水箱，所述中间减压水箱可设置于所述超高层建筑的中部，所述中间减压水箱向其下部的各所述水灭火系统通过重力供水。
所述重力消防水池可设置于所述超高层建筑的最高处，或系统的最高处。
所述超高层建筑的中间部位通常指设置在超高层建筑的避难层或设备层内。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，还包括与所述消防水泵相连接的中间转输水箱，所述中间转输水箱向其下部的各所述水灭火系统通过重力供水。
中间减压水箱和中间转输水箱可以合并。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，其最高处的高位重力消防水池不能满足其压力和流量的上部系统时，采用临时高压消防给水系统，所述临时高压消防给水系统由高位消防水池、消防水泵、稳压泵等组成，并向其所服务的水灭火系统供水。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，所述消防水泵和重力消防水池向各所述水灭火系统供水，当供水压力超过现行国家消防技术标准规定的数值时，应在与水灭火系统的连接处设置止回阀和减压阀。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，所述水灭火系统是消火栓系统。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，所述水灭火系统是自动喷水灭火系统。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，所述水灭火系统是水喷雾灭火系统。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，所述水灭火系统是消防炮和自动跟踪定位射流灭火系统。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，所述水灭火系统是细水雾灭火系统。
上述的超高层建筑消防给水装置，其中，所述水灭火系统是泡沫灭火系统。
本发明的有益功效在于，本发明的超高层建筑消防给水装置采用双水源给水方式，同目前国内常规的重力供水系统相比减少消防传输泵、中间转输水箱和减压水箱等设备数量，减少了设备占用面积，节约成本，提高了消防给水系统的可靠性。
上述所说目前国内常规的消防水泵串联供水时，每级串联消防水泵的供水高度为100m左右，而本发明的供水高度可达180m至200m，且每级消防水泵的压力不应大于2.40mpa。
上述所说目前国内常规的消防水泵串联供水时，每级水泵的供水高度为100m左右，而本发明的供水高度最大为180m至200m，且与超高层建筑的避难层设置高度相适应；
上述所说目前国内常规的高位消防水池重力泵供水时，每级水箱的供水高度为100m左右，而本发明的供水高度最大可达240m，且与超高层建筑的避难层设置高度相适应。
减压水箱或减压阀为基础供水单元分区，其供水高度为40m～60m左右。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明第一实施例的超高层建筑双水源消防给水装置简图；
图2为本发明第二实施例的超高层建筑双水源消防给水装置简图；
图3为本发明第三实施例的超高层建筑双水源消防给水装置简图；
图4为本发明第四实施例的超高层建筑双水源消防给水装置简图；
图5为本发明第五实施例的超高层建筑双水源消防给水装置简图；
图6为本发明第六实施例的超高层建筑双水源消防给水装置简图。
其中，附图标记
100超高层建筑消防给水装置
110重力消防水池
111高位重力消防水池
112中间部位重力水池
120消防水泵
130中间减压水箱
140气压水罐
200超高层建筑
210生活给水水源
220水灭火系统
230低位消防水池
110a高位重力消防水池
120a、121a、122a消防水泵
130a中间减压水箱
140a气压水罐
210a生活给水水源
220a、220a1、220a2水灭火系统
230a低位消防水池
110c重力消防水池
111c高位重力消防水池
112c中间部位重力水池
120c、121c、122c消防水泵
140c气压水罐
210c生活给水水源
220c、220c1、220c2水灭火系统
230c低位消防水池
110d高位重力消防水池
120d消防水泵
130d中间减压水箱
140d气压水罐
210d生活用水水源
220d水灭火系统
230d低位消防水池
110e高位重力消防水池
120e、121e至124e消防水泵
130e、131e、132e中间转输水箱
220e水灭火系统
110f高位重力消防水池
120f、121f、122f、123f消防水泵
131f、132f、133f、134f中间减压水箱
220f水灭火系统
230f低位消防水池
110g高位重力消防水池
131g、132g、133g中间减压水箱
121g、122g、123g、124g消防水泵
141g、142g、143g气压水罐
220g水灭火系统
230g低位消防水池
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
本发明的超高层建筑消防给水装置应用于超高层建筑的消防供水。根据我国《民用建筑设计通则》gb50352—2005规定：建筑高度超过100m时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。也就说，本发明的超高层建筑消防给水装置可应用于建筑高度超过100的建筑的消防供水。
本发明公开一种超高层建筑消防给水装置，设置于一超高层建筑，超高层建筑消防给水装置包括消防水源、消防水泵、消防水池、减压水箱、各种阀门和管道多个消防供水设施和管道等向水灭火系统供水，消防水源通常由市政给水和建筑物内部生活给水系统来补给。
超高层建筑消防给水装置有临时高压消防给水系统和高压消防给水系统，因超高层建筑过高，为确保安全和经济合理，其供水采用分区供水，并可根据提高度选择供水方式，分为临时高压消防给水和重力消防水池供水的高压给水，其分区供水方式有消防水泵并行、消防水泵串联、减压水箱、加压阀分区，也可采用混合分区的方式，建筑高度超过160m至180m就要采用混合分区的供水方式，减压水箱或减压阀为基础供水单元分区。我国《消防给水及消火栓系统技术规范》gb50974规定临时高压消防给水系统应设置高位消防水箱，建筑高度超过100m，高位消防水箱有效容积50m3，超过高度大于150m时，其有效容积不应低于100m3的规定。
如图1所示，超高层建筑200包括生活给水水源210和设置于不同高度的多个水灭火系统220，同时，超高层建筑200附近的地面或地下还具有低位消防水池230，低位消防水池230由市政自来水补水。本发明的超高层建筑消防给水装置采用双水源给水。
具体地，超高层建筑消防给水装置100包括重力消防水池110和消防水泵120，其中，重力消防水池110可由生活给水水源210补水，或通过消防水泵120连接低位消防水池230补水。
重力消防水池110向各水灭火系统120通过重力供水。消防水泵120由低位消防水池230供水，消防水泵120向各水灭火系统220通过加压供水。
其中，消防水泵120可为多级，并各级消防水泵120串联连接，低一级的消防水泵120向高一级的消防水泵120供水，保证水泵总体扬程达到要求。
消防水泵120也可为多级，并各级消防水泵120并联连接，不同的消防水泵120分别供水超高层建筑的不同高度的水灭火系统220。
重力消防水池110包括分别由生活给水水源210供水的高位重力消防水池111和中间部位重力水池112，高位重力消防水池111设置于超高层建筑200的最高处或系统的最高处，中间部位重力水池112可设置于超高层建筑200的中部。
重力消防水池110设置于超高层建筑200的最高处，其中，超高层建筑消防给水装置100还包括设置于超高层建筑200的中部的中间减压水箱130，中间减压水箱130由重力消防水池110供水，且中间减压水箱130向其下部的各水灭火系统220通过重力供水，重力消防水池110向位于中间减压水箱130之上的各水灭火系统220通过重力供水。
其中，重力消防水池110通过一气压水罐140与各水灭火系统220相连接以稳定压力。
消防水泵120与各水灭火系统220的连接处设置止回阀和减压阀。水灭火系统220例如是消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、消防炮和自动跟踪定位射流灭火系统、细水雾灭火系统、泡沫灭火系统等。
第一实施例
参阅图1，本实施例采用高位重力消防水池110a重力供水和消防水泵120a从转输管网供水的双水源方式。消防水泵120a包括串联连接的消防水泵121a和消防水泵122a。
具体地，在地下室设置低位消防水池230a和消防水泵121a，在中间设备层设置消防水泵122a和中间减压水箱130a，在屋顶设置高位重力消防水池110a和气压水罐140a。由于第一级的消防水泵121a的扬程不够，故在第一级的消防水泵121a和中间减压水箱130a之间设置第二级的消防水泵122a，当第一级的消防水泵121a向上供水，第二级的消防水泵122a从转输管网吸水并向各水灭火系统220a供水。中间减压水箱130a与屋顶设置的高位重力消防水池110a相连，中间减压水箱130a由重力供水方式向其下设置的各水灭火系统220a2供水，高位设置的高位重力消防水池110a向相对高位的各水灭火系统220a1直接供水。
在整栋建筑中，低区采用重力供水，高区采用加压供水和重力供水。低区由中间减压水箱130a重力供水，并采用减压阀或减压水箱来实现减压；高区一部分由屋顶使用加压泵加压供水，一部分由屋顶的高位重力消防水池110a供水，并采用减压阀或减压水箱来实现减压。同时，消防水泵121a、122a亦可向水灭火系统220a直接提供水源，并在连接处设置止回阀。
第二实施例
参阅图2，本实施例采用重力消防水池110c重力供水和消防水泵120c从转输管网供水的双水源方式。消防水泵120c包括并联设置的消防水泵121c和消防水泵122c。重力消防水池110c包括高位设置的高位重力消防水池111c和中位设置的中间部位重力水池112c。
具体地，在地下室设置低位消防水池230c和消防水泵121c、122c，在屋顶设置高位重力消防水池111c和气压水罐140c，在建筑中间位置设置中间部位重力水池112c。消防水泵121c向高区的水灭火系统220c1供水，消防水泵122c向低区的水灭火系统220c2供水，其中，高位重力消防水池111c、中间部位重力水池112c可均由生活给水水源210c补水。
在整栋建筑中，低区采用重力供水，高区采用加压供水和重力供水。低区由建筑的中间部位重力水池112c重力供水，并采用减压阀或减压水箱来实现减压；高区一部分由屋顶使用加压泵加压供水，一部分由屋顶的高位重力消防水池111c供水，并采用减压阀或减压水箱来实现减压。同时，消防水泵121c、122c向水灭火系统220c直接提供水源，并在连接处设置止回阀。
第三实施例
参阅图3，本实施例采用高位设置的高位重力消防水池110d重力供水及消防水泵120d直接供水的双水源方式。
具体地，在地下室设置低位消防水池230d和消防水泵120d，在屋顶设置高位重力消防水池110d和气压水罐140d。消防水泵120d向水灭火系统220d供水，屋顶的高位重力消防水池110d水源来自生活给水水源210d。
在整栋建筑中，低区采用重力供水，高区采用加压供水和重力供水。高区一部分由屋顶使用加压泵加压供水，一部分由屋顶的高位重力消防水池110d供水，并采用减压阀或减压水箱来实现减压。低区由屋顶消防水箱110d采用减压阀或减压水箱来实现减压供水；同时，消防水泵220d亦可向水灭火系统220d直接提供水源，并在连接处设置止回阀。
第四实施例
参阅图4，本实施例与第一实施例的区别在于，消防水泵120e为四个串联，分别是消防水泵121e至124e依次串联。另，还包括与消防水泵120e相连接的中间转输水箱130e，中间转输水箱130e为两个，分别为中间转输水箱131e和132e。
在整栋建筑中，低区采用重力供水，高区采用加压供水和重力供水。低区由中间转输水箱131e及132e重力供水，并采用减压阀或减压水箱来实现减压；高区一部分由屋顶使用加压泵加压供水，一部分由屋顶的高位重力消防水池110e供水，并采用减压阀或减压水箱来实现减压。同时，消防水泵121e、122e、123e、124e亦可向水灭火系统220e直接提供水源，并在连接处设置止回阀。
第五实施例
参阅图5，本实施例与第一实施例的区别在于，低位消防水池230f通过中间减压水箱131f、132f以及消防水泵121f、122f、123f与高位重力消防水池110f相连接。低位消防水池230f中的水源通过中间减压水箱131f、132f以及消防水泵120f依次加压向高位重力消防水池110f输送，形成高位重力消防水池110f的水源。另，还包括与高位重力消防水池110f相连接的两个中间转输水箱133f以及134f。
在整栋建筑中，低区采用重力供水，高区采用加压供水和重力供水。低区由中间转输水箱133f及134f重力供水，并采用减压阀或减压水箱来实现减压；高区一部分由屋顶使用加压泵加压供水，一部分由屋顶的高位重力消防水池110f供水，并采用减压阀或减压水箱来实现减压。同时，消防水泵121f、122f及123f、中间转输水箱131f及132f亦可向水灭火系统220f直接提供水源，并在连接处设置止回阀。
第六实施例
参阅图6，本实施例与第五实施例的区别在于，低位消防水池230g通过中间减压水箱131g、132g、133g以及消防水泵121g、122g、123g、124g与高位重力消防水池110g相连接。低位消防水池230g中的水源通过中间减压水箱131g、132g、133g以及消防水泵121g、122g、123g、124g依次加压向高位重力消防水池110g输送，形成高位重力消防水池110g的水源。另，还包括与高位重力消防水池110g相连接的三个气压水罐141g、142g以及143g。
在整栋建筑中，低区采用重力供水，高区采用加压供水和重力供水。低区由气压水罐141g、142g及143g重力供水，并采用减压阀或减压水箱来实现减压；高区一部分由屋顶使用加压泵加压供水，一部分由屋顶的高位重力消防水池110g供水，并采用减压阀或减压水箱来实现减压。同时，消防水泵122g、122g123g及124g、中间减压水箱131g、132g、133g亦可向水灭火系统220g直接提供水源，并在连接处设置止回阀。
本发明的消防给水源一是重力高位消防水池和中间水箱形成的常高压供水系统，向水灭火系统直接供水，另一个是地下消防水池和消防水泵以及串联水泵形成的临时消防给水直接向水灭火系统直接供水，并充分利用中间水箱最为系统的高位消防水箱，这样形成的双水源消防给水装置可以保证消防给水系统的稳定性，提高可靠度。
另外，本发明减少系统水泵串联或水箱减压的级数，充分利用现有消防水泵和减压阀的减压性能，提高系统可靠度。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。