淺議高層民用建筑消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計

1、淺議高層民用建筑消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計許海俠天津市天友建筑設(shè)計股份有限公司 天津市 摘要：高層民用建筑消防給水設(shè)計時不僅要滿足規(guī)范要求，而且還要考慮到實際應(yīng)用中的可行性，最重要是安全可靠，這樣才能夠在突發(fā)火災(zāi)事故的處置中，以最小的代價取得最大的成效。本文探討了高層民用建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計。關(guān)鍵詞 ：高層；民用建筑；消防；給水系統(tǒng)；設(shè)計中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：隨著經(jīng)濟發(fā)展以及城市可利用土地的減少,高層建筑已成為城市建筑類型的主導(dǎo)。由于高層建筑使用功能復(fù)雜，且人員相對密集，在發(fā)生火災(zāi)時，比單層、多層建筑火災(zāi)危險性更大，容易造成重大財產(chǎn)損失和人員傷亡事故，因此，作為重要滅火設(shè)施的

2、消防給水系統(tǒng)，應(yīng)得到越來越多的重視。高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計必須遵循國家的有關(guān)政策及消防管理部門的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范規(guī)定，一切從實際出發(fā)，以安全適用，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟合理為前提，采用可靠的消防措施，做到防患未然，確保安全。近年來，雖然研制出不少新型的滅火劑，但水仍是建筑物撲救火災(zāi)的主要而且廉價的滅火劑，高層建筑消防滅火設(shè)備，仍立足于消防給水設(shè)計。1、消火栓給水系統(tǒng)的形式對高層民用建筑消防給水系統(tǒng)形式的選擇, 首先應(yīng)保證系統(tǒng)的安全可靠性, 其次應(yīng)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)。建議盡量采用區(qū)域集中的消防給水系統(tǒng), 就如上述所講:鄰近高層民用建筑共

3、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的問題, 使幾方面都能夠接受。按高度來分:分區(qū)供水和不分區(qū)供水。當(dāng)消火栓栓口的靜水壓力不大于1. 00MPa時, 采用不分區(qū)給水形式, 當(dāng)消火栓栓口的靜水壓力大于1. 00MPa時, 采用分區(qū)給水形式。分區(qū)供水方式又包括: 并聯(lián)分區(qū)供水方式; 串聯(lián)分區(qū)供水方式; 減壓閥分區(qū)供水方式。并聯(lián)分區(qū)供水方式為: 各個分區(qū)互不干擾, 自成體系,對系統(tǒng)更加安全可靠, 但造價高, 維護管理較困難。串聯(lián)分區(qū)供水方式為: 各區(qū)水泵壓力相近或相同, 不需高壓泵, 高壓管;但水泵分散, 管理困難, 同樣造

4、價高。減壓閥分區(qū)供水方式系統(tǒng)簡單, 造價低, 管理方便。筆者建議對于靜水壓力超出百米不是特別大的情況下，盡量采用減壓閥分區(qū)供水方式。此種方式可以保證經(jīng)濟安全的要求, 維護管理方便,但對減壓閥的要求較高, 應(yīng)采用可調(diào)式減壓閥, 設(shè)定閥后壓力并保持恒定。只要一套水泵, 一套水泵接合器, 一座水箱, 一套電控設(shè)備, 造價大大降低。2、 消防水池設(shè)計高層民用建筑消防給水系統(tǒng)采用直接供水方式，民用建筑內(nèi)所有的消防給水系統(tǒng)可以公用一個消防水池。民用建筑的消防水池一般情況被設(shè)計在建筑物的最低層，而且在不考慮為其續(xù)水的情況下，其有效容量應(yīng)該要供應(yīng)在火災(zāi)持續(xù)時間內(nèi)所有的消防給水設(shè)備，如：室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)、水幕系

5、統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、泡沫系統(tǒng)等。在有續(xù)水的狀況下，在設(shè)計其容量時，可以考慮減去火災(zāi)持續(xù)時間內(nèi)補充的水量。補水系統(tǒng)應(yīng)該采用全自動的工作方式，同時應(yīng)該確保補水系統(tǒng)補充的水量，對于設(shè)置有多個消防水池的，還需分別設(shè)置其補水口。如此便可確保消防水池的儲水量。消防水池的設(shè)置在原則上應(yīng)該獨立，如果消防用水和其它用水同時使用消防水池時，其它用水設(shè)備的吸水口原則上必須將其設(shè)置在消防儲水量的水平線以上。因為高層民用建筑通常室內(nèi)的消防用水量較大，如果消防水池的總的儲水量大于500 m3 時，為了保證用水的安全性，應(yīng)將其分成兩個能獨立分開使用的消防水池，兩個消防水池的底部一般采用專用的管道連接起來，并且必須在管道上

6、安裝控制閥門，這樣，通過控制閥門便可以隨意調(diào)節(jié)兩個消防水池的儲水量。此外，如果處在北方，必須要對消防水池進(jìn)行防凍處理。3、室外消防栓設(shè)計室外消防栓的數(shù)量應(yīng)按規(guī)范規(guī)定的室外消防栓用水量經(jīng)計算確定,每個消防栓的用水量應(yīng)為1015L/s”室外消防栓的數(shù)量應(yīng)保證供應(yīng)建筑物需要的滅火用水量,其中包括室內(nèi)、室外兩部分,設(shè)計時,必須區(qū)分不同的情況,當(dāng)室內(nèi)消防用水由室外管網(wǎng)提供時,室外消防栓的數(shù)量決定于水泵接合器的數(shù)量,一個室外消防栓對應(yīng)一個水泵接合器。設(shè)計中若把室內(nèi)消防用水儲存在室內(nèi)消防水池中,則室外消防栓設(shè)計將按室外消防用水量計算確定。室外消火栓分為地上式和地下式，當(dāng)采用地下式時應(yīng)設(shè)有明顯標(biāo)識。設(shè)計滿足消

7、防設(shè)計規(guī)范的同時，應(yīng)關(guān)注實際施工過程中室外消火栓的位置，避免設(shè)置位置與建筑物外墻或道路距離超出規(guī)范規(guī)定。4、室內(nèi)消防栓設(shè)計消防栓箱可以說是整個消防給水系統(tǒng)的終端,其中包含消防栓、消防水帶、消防水槍等工具,消防栓布置的是否合理,對于火災(zāi)的控制和撲救有極大的影響。消防栓設(shè)計應(yīng)保證同層任何部位都有兩個消防栓水槍的充實水柱能同時到達(dá),對于消防栓距離,高層建筑不應(yīng)大于30m,裙房不應(yīng)大50m。筆者認(rèn)為該距離應(yīng)以消火栓的實際撲救路徑長度計算，以確保水槍充實水柱能夠達(dá)到保護范圍內(nèi)任何部位。消防栓的布置應(yīng)以主樓梯為起點,在符合規(guī)范要求的前提下按實際情況合理布置,同時避免將箱體布置在人流較大的地區(qū),以免影響消防

8、栓的使用,延誤撲救時機。實際中,為避免減小樓道空間,通常將住宅內(nèi)的消防栓設(shè)置為暗裝或半暗裝式。對于消火栓栓口出水壓力的問題雖規(guī)范有明確規(guī)定，但設(shè)計或施工過程中并未引起足夠的重視，對于大于0.5MPa的室內(nèi)消火栓未采用減壓措施，導(dǎo)致水壓過大消防救援人員使用消火栓比較困難，這將使火災(zāi)的救援工作不能及時有效地開展。5、 水泵接合器數(shù)量的確定水泵接合器是當(dāng)室內(nèi)消防水泵發(fā)生故障或遇大火室內(nèi)用水不足時,連接消防車從室外消火栓取水將水送到室內(nèi)消防管網(wǎng)滅火的裝置。水泵接合器作為消火栓系統(tǒng)的第二水源，其設(shè)置的作用及意義可想而知。根據(jù)相關(guān)規(guī)范,消防水泵接合器的數(shù)量應(yīng)按室內(nèi)消防用水量經(jīng)計算確定,每個水泵接合器的流量

9、應(yīng)按1015L/s來計算確定。水泵接合器數(shù)量的設(shè)計應(yīng)按室內(nèi)消防用水量計算得出,并應(yīng)按當(dāng)?shù)叵啦块T實際情況,參照消防車所提供的室外供水能力綜合考慮。水泵接合器設(shè)置位置與室外消火栓及地上建筑的距離關(guān)系不容忽視，應(yīng)從水泵接合器的作用出發(fā)，根據(jù)建筑總圖的道路、建筑物、室外消火栓等的布置情況，合理確定水泵接合器的位置，并應(yīng)設(shè)有明顯標(biāo)識，以保證消防車能夠及時接駁。6、給水系統(tǒng)的超壓問題給水系統(tǒng)的超壓問題會嚴(yán)重影響管網(wǎng)的安全使用，如消火栓與水龍帶接口易漏水，直流水槍難以控制，影響自動噴水系統(tǒng)噴頭的滅火效果等等。高層消防給水系統(tǒng)超壓的原因主要有：（1）消防給水系統(tǒng)設(shè)置不當(dāng)。高層建筑消防給水系統(tǒng)主要有消火栓系統(tǒng)

10、和自動噴水滅火系統(tǒng)兩大類，兩個系統(tǒng)應(yīng)該分別設(shè)置工作泵，但在實際工程為了節(jié)省成本和空間而采取了共用一臺備用泵的方案。由于消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)對水量、水壓要求差別很大，其管網(wǎng)布置差別更大，因此對工作泵的型號要求也不同。消防規(guī)范規(guī)定，消防備用泵的工作能力不應(yīng)小于其中最大一臺消防工作泵，因此當(dāng)有水壓要求低的消防系統(tǒng)工作泵出現(xiàn)故障時，由消防備用泵供水而出現(xiàn)超壓。（2）設(shè)計人員在選用消防水泵時按設(shè)計流量計算。火災(zāi)初期消火栓和自動噴水滅火系統(tǒng)的使用要比規(guī)范規(guī)定的數(shù)量少得多，因此消防的實際用水量遠(yuǎn)小于水泵選定的流量值，造成超壓現(xiàn)象。另外消防水泵在實驗和檢查時，水泵出水量也較少，若選用一般水泵，由于其流

11、量及揚程曲線較陡直，因此管網(wǎng)的壓力升高而出現(xiàn)超壓現(xiàn)象。（3）消防給水豎向分區(qū)時，采用減壓閥分區(qū)給水方式，有的工程把這種半獨立的上區(qū)和下區(qū)分開使用水泵接合器，誤用消防車中壓出口達(dá)到12MPa的相對高壓水流接通下區(qū)接合器時，下區(qū)會出現(xiàn)超壓。目前防超壓有以下幾種解決方法：（1）正確布置給水系統(tǒng)，將消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)分開設(shè)置。由于兩種系統(tǒng)在作用時間、用水量、壓力等方面的要求不一致，兩系統(tǒng)若共用水泵作消防供水，在小流量情況下工作時，產(chǎn)生的超壓值比較大，容易出現(xiàn)安全事故。（2）選用流量揚程曲線平緩的水泵。建筑消防特種泵（原名為切線泵）的流量揚程曲線平緩，呈恒壓狀態(tài)。此種水泵系統(tǒng)在零流量或小流引起

12、量下運行時所產(chǎn)生的超壓保持在允許范圍之內(nèi)，不會影響正常使用；而當(dāng)火場需要超出設(shè)計流量時，供水揚程穩(wěn)健性強，不致于大幅度下降，仍能保證一定的充實水柱進(jìn)行滅火。（3）采用多臺水泵給水，根據(jù)水流量的大小來決定水泵的使用。當(dāng)水流量較小時可采取小水泵運行或單泵運行方案，在水流量大時可采用大泵運行或多泵并聯(lián)運行來保證火災(zāi)現(xiàn)場所需要的流量而不產(chǎn)生超壓現(xiàn)象。（4）進(jìn)行合理的豎向分區(qū)。管網(wǎng)豎向分區(qū)時，適當(dāng)留有余地降低分區(qū)給水壓力值，或按0.8MPa值進(jìn)行豎向分區(qū)，并采取相應(yīng)有效的減壓措施。還可以獨立分區(qū)給水系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)壓力對消火栓給水進(jìn)行分區(qū)，分上下兩個或上中下三個給水分區(qū)，由不同的水泵機組根據(jù)需要提供不同的壓力?？傊?，建筑消防設(shè)計關(guān)系到人民生命財產(chǎn)的安全，在整個建筑的設(shè)計中占有極其重要的位置。高層消防給水設(shè)計時不僅要滿足規(guī)范要求，而且還要考慮到實際應(yīng)用中的可行性，最重要是安全可靠，這樣才能夠在突發(fā)火災(zāi)事故的處置中，以最小的代價取得最大的成效。參考文獻(xiàn)：1 郭姝. 高層建筑消防給水設(shè)計中的若干問題研究J. 中國高新技術(shù)企業(yè), 2008,