高層建筑消防給水設計初探

蘇丹

摘要：高層建筑發生火災的可能性相對較大，對消防給水系統合理正確的選擇，對于保障高層建筑內的人身安全和財產安全有著不可替代的作用。本文將通過分析高層建筑給排水消防設計的問題，提出一些改善的辦法，進而提高高層建筑給排水消防設計的水平

關鍵詞：高層建筑；給排水；消防設計

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

引言

隨著社會和國民經濟的穩步發展,我國的高層建筑也越來越多地如雨后春筍般地拔地而起。高層建筑功能復雜,設備繁多,火災的危險性和危害性都較普通建筑大得多。因此,保障高層建筑消防安全的建筑消防給水設計,也就成了給排水設計中的重中之重。

一、高層建筑消防給水的特點

首先，供水系統靜水壓力較大，如果只采用一個區供水，龍頭開啟時呈射流噴濺，影響使用，浪費水資源；而且開關水嘴、閥門時容易形成水擊，產生噪聲和振動，引起管道及配件破壞；同時建筑下部各層出流量大，導致頂部樓層水壓不足、流量過小甚至出現負壓抽吸現象；其次，高層建筑消防設施點位多，用水量大，如果管網呈枝狀布置，一旦斷水影響范圍較大，從供水可靠性出發，高層建筑消防給水管網一般呈環狀布置。豎直干管通常敷設在專用的管道豎井內，水平干管布置在專用管道層或技術層內；最后，高層建筑消防給水系統管路長，出水點多，對供水可靠性及節水節能、消聲減震要求較高，因此給水附件的形式、類別、數量較一般低層建筑多，標準高。施工安裝及維護工作量較大，技術水平要求較高。

二、高層建筑消防給水系統的給水方式

1、并聯分區給水方式

此方式各區有各自獨立的消防泵、水泵接合器，這是較為傳統的一種方式，也是最有效最安全的方式。但是要采用局部穩壓設施，在當屋頂消防水箱的設置高度不能保證局部樓層最不利點的消防給水靜壓要求時采用。局部穩壓設施要求設消防穩壓罐，《消規》要求穩壓罐的有效儲水容積不小于 150L且調節容積應滿足穩壓泵次數不大于15次/h。對于穩壓泵的設計流量不應小于消防給水系統管網的正常泄漏量和系統自動啟動流量，當沒有管網泄露數據時，穩壓泵的設計流量宜按消防給水設計流量的1%~3%計且不宜小于1L/S。穩高壓消防給水系統的穩壓泵揚程應滿足系統自動啟動和管網充滿水的要求，即應保持自動啟泵壓力設置點處的壓力在準工作狀態時大于系統設置自動啟泵壓力值，增加值宜為0.07Mpa~0.10Mpa，且應保持系統最不利點處水滅火設施在準工作狀態時的靜水壓力應大于0.15MPa。此時穩壓泵不需與消防泵聯用。

2、減壓閥減壓分區供水方式

減壓閥給水方式是指多個分區采用一組消防水泵、屋頂水箱，通過減壓閥并聯向各分區供水，關鍵設備是減壓閥，減壓閥應用在消防給水己經有較長時間，在減壓閥設備的不斷完善發展下。為了消防泵的運行正常，《消規》要求消防泵應設置備用泵，其性能應與工作泵性能一致。為了水源可靠，《消規》要求對大于 500m3的消防水池，宜設連個能獨立使用的消防水池；當大于1000 m3時，應設置能獨立使用的兩座消防水池?！兑幊獭芬幎ǎ骸爱敳捎眯^集中給水泵房的生活、消防共用給水系統，且平時水泵出水壓力小于 0.45MPa 的 12 層及 12 層以下的住宅，可不設消防高位水箱”。這樣的系統生活、消防給水系統共用，采用變頻調速供水，生活供水時滿足生活用水水量和水壓要求，消防供水時給水流量能滿足生活和消防同時供水的流量和水壓要求，電源要求不低于按二級負荷的要求供電或自備柴油發電機，因此，即使取消消防水箱，對滅火不會有太大的影響。

三、高層建筑消防給水系統設計要點

1、消防水池

消防水池是用來儲存消防用水的構筑物,是天然水源或市政給水管網的一種重要補充手段?！断澜o水及消火栓系統技術規范規范》規定:當生產、生活用水量達到最大時，市政給水管道或入戶引入管不能滿足消防用水量；當采用一路消防供水或只有一條入戶引入管且室外消火栓設計流量大于20L/S或建筑高度大于50m；市政消防給水流量小于建筑室內外消防給水設計流量,只要具備上述一種情況,就應該設置消防水池?！陡咭帯返?.3.3條對消防水池的容積做了詳細規定:當室外給水管網能保證室外消防用水量時,消防水池的有效容積應滿足在火災延續時間內室內消防用水量的要求;當室外給水管網不能保證室外消防用水量時,消防水池的有效容量應滿足火災延續時間內室內消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。消防水池的構建還要考慮工程造價及管理方面的要求,在保證城市環狀供水穩定可靠的前提下,可以采取適當放大進水管尺寸的方式,保證在室外消防用水量充足的前提下,進水管可以補充消防水池需求的消防用水量,這樣就可以適當縮小消防水池的容積,減少工程造價。

2、水泵接合器數量的確定與分析

當室內消防水泵發生故障或遭遇大火，室內的消防用水不足時，消防車可運用水泵接合器從室外消火栓處取水，并將水送到室內消防給水管網以供滅火使用；經過長期觀測實驗，由室內消防用水量計算確定消防水泵接合器的數量，并按10－15L/s計算每個水泵接合器的流量，當消防給水豎向分區時，在消防車供水壓力范圍內，應分別設置水泵接合器，水泵接合器的數量按室內消防用水量計算，同時還應考慮室外供水能力綜合確定其整個系統的正常運行，保證滅火工作正常運轉，同時實現節約投資，保障消防安全的最終目標。

3、高層建筑消火栓的設置與要求

高層建筑的消火栓包括室外消火栓和室內消火栓。室外消火栓在布置時應沿高層建筑均勻布置，并預留消防操作場地便于操作，其他與低層建筑要求相同。室內消火栓設備主要包括水槍、水帶、消火栓、消防卷盤、消火栓啟泵按鈕及消火栓箱。高層建筑要求水槍噴嘴口徑不小于19mm，水帶直徑及消火栓口徑均不應小于65mm。此外，為便于普通人員撲滅初期火災，高層民用建筑均應增設消防卷盤。高層建筑室內消防系統應獨立設置。當消防給水管網的工作壓力小于1.2MPa時，埋地管道宜采用球墨鑄鐵管或鋼絲網骨架塑料復合管等；當系統壓力大于1.2MPa時，宜采用厚壁焊接鋼管、無縫鋼管等。管道的連接方式應根據管材來定。主要有溝槽式、絲接、焊接、承插式連接等。

4、自動噴水滅火系統設置

自動噴水滅火系統是一種在發生火災時，能自動打開噴頭噴水滅火并同時發出火警信號的消防滅火設施。按噴頭的形式分為閉式自動噴水滅火系統與開式自動噴水滅火系統。主要有濕式、干式、雨淋、水幕等幾種系統。首先，濕式自動噴水滅火系統管網內充滿有壓水，發生火災后，當溫度升高到噴頭開啟溫度時，噴頭的感溫元件爆裂或閉鎖融化脫落，水即從噴頭噴出滅火。其具有滅火速度快、控火效率高的特點，但當管道出現滲漏時會損壞建筑的裝飾。適用于常年溫度在4℃-70℃之間，且能用水滅火的建筑；其次，干式自動噴水滅火系統平時管網內不充水而是充滿壓縮空氣，當發生火災火點溫度上升到一定值時，噴頭開啟，氣體噴出，管網壓力降低，使壓力水打開控制閥進入配水管網滅火。其特點是報警閥后的管道內充壓縮空氣或氮氣，不影響建筑裝飾，對環境無特殊要求，但噴頭較濕式系統出水慢；再次，雨淋自動噴水滅火系統采用開式灑水噴頭，由配套使用的火災自動報警系統或傳動管聯動雨淋閥控制噴頭噴水。常用于火災蔓延速度快的場所和凈空高度超過規范、不適應采用閉式系統的場所。其撲救火災的效果好，但水漬比較嚴重；最后，水幕自動噴水滅火系統工作程序與雨淋噴水滅火系統相同，區別在于水幕系統的噴頭是沿線布置，噴頭噴出的水形成水簾，主要是起阻隔火勢蔓延的作用，適用于需設防火墻隔離的部位。

5、消防卷盤的布置

高級旅館、重要的辦公樓、一類高層的公共建筑和100米以上超高層建筑，都應配置消防卷盤。即使是在住宅走道上設置了自動噴水滅火系統，對于戶內火災也鞭長莫及，控制不了戶內初期火災。消防卷盤在住宅建筑中應受到重視，消防卷盤可以及時有效地撲滅初期火災。高層住宅內消防卷盤的特殊作用是其它設施不可取代的。消防卷盤的間距應保證有一股水流能到達室內地面任何部位。對于同層房間任何一點，需有兩股水柱同時到達。

結束語

隨著城市的不斷發展,可利用的土地資源越來越少,高層建筑越來越成為城市建筑的主導,近幾年高層建筑火災事故頻發,如何設計出一整套經濟、合理、安全的消防系統是我們設計人員的職責。隨著新材料、新技術、新工藝的不斷出現,相信我們的高層建筑消防給水設計會做得越來越經濟、越來越完善。

參考文獻

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