給排水工程師對于高層建筑給排水消防設(shè)計探討

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，高層建筑在大中城市乃至小城市如雨后春筍般拔地而起。高層建筑在節(jié)約用地、改善城市形象和提高人們生活質(zhì)量等方面發(fā)揮了重要作用。但同時高層民用建筑具有的火災蔓延快、人員疏散難、撲救難度大等特點，給消防工作帶來了一定的難度。對立足于自救的高層民用建筑來說，直接作用于滅火的消防給水設(shè)施尤為重要。在高層建筑火災中，是否有足夠的水壓不間斷地送到水槍陣地上，直接關(guān)系到火災撲救的成敗。

一、高層建筑消防給水設(shè)計要求

建筑高度超過消防車有效的滅火高度，即高度為10層及10層以上的住宅和建筑高度超過24m以上的其他民用建筑和工業(yè)建筑，主要靠室內(nèi)消防給水設(shè)備撲救火災的消防給水系統(tǒng)稱為高層建筑消防給水系統(tǒng)。

1、高層建筑消防給水受建筑高度影響：當24m250m時，建筑設(shè)計中應采用特殊的防火措施，并提交國家消防主管部門論證。

2、高層建筑消防應立足于室內(nèi)自救。

3、滅火劑以水為主，其他滅火劑為輔。

4、嚴格執(zhí)行國家和地方現(xiàn)行的消防與條例。

二、高層建筑給排水消防設(shè)計探討

1、消防水池的設(shè)置問題

在日常設(shè)計中, 經(jīng)常將消防水池設(shè)計為生活、消防用水合用水池, 這樣做的目的之一就是為了避免消防用水常年不用而變質(zhì), 特別是在生活、消防用水量接近時,水池內(nèi)的水不斷循環(huán)更新, 以保障其水質(zhì)。但對于高層建筑來說, 特別是一些功能復雜的一類高層和超高層建筑, 由于其消防水系統(tǒng)存在多種形式( 消火栓、自動噴淋、水幕系統(tǒng)等), 且系統(tǒng)用水量大, 此時水池內(nèi)生活用水遠小于消防儲水量, 即使采取一些諸如進出水管對置、設(shè)置導流墻的措施, 仍無法保障水質(zhì)。設(shè)想如采取一些建筑及路面清潔、園林灌溉、水景布置等非生活用水取自消防水池, 從而在避免消防水池內(nèi)為“死水”的情況下, 將生活、消防水池分設(shè)應是理想做法。

2、消火栓布置問題

在高層建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計中,確定消火栓間距( 或消火栓位置),目前依據(jù)的是《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》 (以下簡稱《高規(guī)》)第7.4.6.1條, 即消火栓間距應保證同層任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達。而同時《高規(guī)》第7.4.6.3 條又規(guī)定:“消火栓的間距應由計算確定, 且高層建筑不應大于3 0 m , 裙房不應大于5 0 m ”。首先要明確通常所稱的“裙樓”與“裙房”是兩個不同的概念, 前者指建筑物最下面的若干層( 建筑高度≤ 24m),后者被定義為“與高層建筑相連的建筑高度≤ 2 4 m的附屬建筑”從目前實際使用情況看, 多數(shù)高層建筑裙房與主體連通, 使用功能多為商場、餐飲、娛樂等營業(yè)用房, 由于其平面布局復雜, 可燃物多, 電器線路復雜、火災荷載較大, 其建筑內(nèi)部消火栓間距設(shè)計為50m 是不太適宜的, 如果機械地執(zhí)行《高規(guī)》第7 . 4 . 6 . 3 條, 筆者認為是不妥的, 而應嚴格按照《高規(guī)》第7.4.6.1 條的要求,并充分考慮平面功能布局及內(nèi)部隔斷的影響, 通過認真計算確定消火栓的間距。

3、高位消防水箱儲水量的設(shè)計問題

《高規(guī)》第7.4.7.1 條規(guī)定“高位消防水箱的消防儲水量, 一類公共建筑不應小于1 8 m 3 ”?，F(xiàn)行規(guī)范并沒有明確消防水箱中消防儲水量為一個1 8 m 3 還是兩個1 8 m 3,在實際設(shè)計中, 也理解為1 0 m i n 消防用水量。因此, 當建筑物內(nèi)應設(shè)消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)時, 高位消防水箱的儲水量常為3 6 m 3 的情況。在此, 應做以下分析: 初起火災時, 如有人在場, 就能夠及時發(fā)現(xiàn)而使用滅火器或消火栓滅火從而快速撲滅初起火災, 自動噴水滅火系統(tǒng)一般不會動作。

同時, 在初起火災的5 m i n ～1 0 m i n 內(nèi)( 消防隊到場前) 也一般只有2 ～3 股水柱滅火, 而不是6 ～8 股水柱同時滅火。如果初起火災發(fā)生時無人在場, 那么自動噴水滅火系統(tǒng)將動作, 并且只要有一只噴頭動作,系統(tǒng)壓力開關(guān)將在6 0 s 內(nèi)動作發(fā)出電信號并反饋到控制中心, 聯(lián)動噴淋泵啟動, 即使有幾只噴頭動作, 1 8 m 3 的儲水量也只動用約1 / 3 。再者, 如果自動噴水滅火系統(tǒng)沒能控制住初起火災而形成火災蔓延, 當消防隊到場, 就會直接啟動消防泵供水, 此時高位消防水箱中仍有相當?shù)膬λ?。從初起火災發(fā)生至消防隊到場前的時間段內(nèi)( 約5min～10min),消防泵如果沒有啟動,當高位消防水箱的儲水量下降到消防儲水量時, 生活泵就會啟動并連續(xù)補水, 且基本上只供消防用水( 因水位可能在消防儲水量下, 生活出水管無水可出),也就是說10min內(nèi)消防用水量的供應不止是1 8 m 3 。

4、消防給水系統(tǒng)的形成

對高層建筑消防栓給水系統(tǒng)形式的選擇, 首先我們應保證系統(tǒng)的安全可靠性, 其次應盡量選用經(jīng)濟合理的供水形式。按服務(wù)范圍分: 獨立的消防給水系統(tǒng)和區(qū)域集中的消防給水系統(tǒng)建議應盡量采用區(qū)域集中的給水系統(tǒng)。就如上述所講: 鄰近高層建筑共用消防水池, 但這往往得不到推廣。主要原因是各開發(fā)商不能協(xié)調(diào)好, 這就要求有關(guān)部門能夠牽頭, 共同解決管理及費用問題, 使各方面都能接受。按高度來分:分區(qū)供水與不分區(qū)供水。當消火栓栓口的靜水壓力不大于0.8MPa 時,采用不分區(qū)供水形式, 當消火栓栓口的靜水壓力小于0.8MPa時, 采用分區(qū)供水形式。建議采用減壓閥分區(qū)的供水方式: 系統(tǒng)簡單、造價低、管理方便此種供水方式, 此種方式可以保證經(jīng)濟安全要求, 維護管理方便。

5、防止消防水泵超壓

《高規(guī)》對不同性質(zhì)的建筑物消防用水流量作了詳細的規(guī)定。但是實際上, 在初期火災時, 火勢不會太大, 只需動用著火點附近的一、二支水槍進行滅火即可。而消防水泵的選擇是以整個建筑物消防設(shè)計用水流量和滿足最不利點消火栓所需水壓為條件。所以在火災初期消火栓的實際出水量往往小于消防水泵的設(shè)計出水流量。根據(jù)水泵的揚程( H )與流量( Q ) 的函數(shù)關(guān)系可知, 水泵的揚程將會隨流量的減小而增高, 形成消防水泵的超壓。另外在火災被撲滅, 消火栓剛剛被關(guān)閉時, 或者在檢驗屋頂消火栓時, 都會由于流量過小而產(chǎn)生消防水泵的超壓。消防水泵的超壓給滅火工作帶來許多困難。如消火栓口壓力過高使消防人員難以拿穩(wěn)水槍, 無法對準火點滅火。另外由于消防管網(wǎng)壓力過大, 使管道接頭、閥門、消火栓等配件容易損壞, 產(chǎn)生滲漏甚至會使管道或水龍帶破裂而使消防工作難以繼續(xù)進行。所以超壓問題應引起我們重視。解決消防水泵的超壓問題, 應掌握“變量不變壓”的原則, 可采取具體可采取多臺水泵分層控制. 水泵臺數(shù)以建筑設(shè)計消防總水量來決定。每臺水泵以兩支水槍的出水流量(10L/S)為基數(shù), 以滿足初期火災消防用水流量不大的需要。

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