時間:2023-03-13 11:24:22
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇消防給水設計,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
《建筑設計防火規范》(GBJ16一87)指出:超過七層的單元式住宅、超過六層的塔式住宅、通廊式住宅,底層設有商業網點的單元式住宅應設室內消防給水。根據規范.七層半以上住宅或底層為商店的六層以上單元住宅,室內需設消防給水。近年來,隨著人們生活水平的提高.對住宅室內裝修要求也愈來愈高。住戶搬進新居前一般要重新裝修。吊頂、壁櫥、組合家具、地毯及室內各種陳設均為易燃品,家用電器品種也不斷增加。顯然引起火災的可能性有所增大。從保護人民財產和人身安全來講,室內確實需配置消防給水設施。
二、室內消火栓和室內消防箱
單元式住宅,室內消火栓的位置都在樓梯間休息平臺處。樓梯間面積狹窄,為了不影響住戶搬運物件上下,消防箱應盡吊考慮暗裝或半暗裝,這得同結構配合。
現行《低規》‘樸定的室內消火栓不利于撲滅初期火災。因為火災時,要在短短的兒十秒至數分鐘內扣上水龍帶、水槍.展開20一25m長的水龍帶,打開閥門,舉起具有相當壓力的水槍進行火火,這對未經過專門消防訓練的人有一定困難,對婦女、老人、兒童就更為困難了。所以普通消火栓設備并不適用消防軟管卷盤(少「’徑滅火‘喉)取用方便·展開容易,·般居民均能使用只是出水鼠較小.但對初期火災撲火還是很有用的。這總比居民無力或不會使用消火栓而用臉盆、水桶盛水火火有效得多。建議,住宅消防箱內’戊配置一套消防軟管卷盤。并預留DN65消火栓l,以供消防隊員使用(不宜預留DN50消火栓口,因省內各地消防隊均配用DN65水龍帶)
三、消防水量和水壓
《建筑設計防火規范》指出,消防水箱,卜應儲存10分鐘消防用水室內消火栓的布置應保證有.兩支水槍的允實水栓同時達到室內任何部位。水槍的充實水柱般不應小十7m。《低規》消防給水的設計思想是立足于自救.既要保證水量又要保證水壓。由于建筑和結構的要求,水箱不可能抬得很高,所以一般的屋面水箱是難以保證建筑物頂部一、二層消防用水的水壓。為達到消防要求,常用的做法有1、設消防水池、水泵、消火栓箱內增設消防水泵啟動按鈕。2、增設氣壓消防給水裝置。這兩種做法理論上是可行的.但在實際中卻有困難。1、住宅改造區一般位于城市.黃金地帶”,地價昂貴,難以找到適宜設消防水池、水泵地點。2、若采用氣壓消防給水設施,消防管網中長期承受高壓,增加系統滲漏危險。3、與高層建筑和新建住宅區不同,住宅改造區規模不大,無專門管理機構。消防水泵、氣壓給水裝置若長期不用.擱在一邊。難以保證在消防時可以Lr:常使用。所以我認為七一九層住宅只要求消防水蛾而不要求其水壓值。10分鐘消防用水儲于屋頂水箱中,初期火災頂部一、二層消防水壓不足,可否采取其它火火器材補救。10分鐘后由消防車從室外消火栓取水經消防車水泵加壓裝置和水泵結合器進入室內消防管道火火。這種做法更適應實際情況。
四、消防水箱
中圖分類號: TU2文獻標識碼: A
0 前言:
目前,建筑小區消防給水設計多套用《建筑設計防火規范》(以下簡稱《建規》)和《高層建筑設計防火規范》(以下簡稱《高規》),盡管《建規》在條文說明中提到了區域消防,并做了一定的規范,如區域高壓或臨時高壓給水系統。在《高規》中也明確了對于高層建筑群可集中設置消防水池和消防泵房。大多數建筑小區,同一時間發生的火災次數為一次。因此,在一個建筑小區內可以考慮消防資源如消防水池、消防水泵、消防水箱、水泵接合器等共享,建立區域消防給水系統,既可以增加消防給水系統的可靠性,又便于職能部門監督,降低造價,便于維護管理。
1 消防水池的有效容積在民用建筑工程設計中,消防水池有效容積是根據《建規》第8.6條、《高規》(2005年版)第7.3條和《自動噴水滅火系統設計規范》第9.1條確定。然而,對于群體建筑合用消防系統時,不同建筑物之間或同一建筑物地上與地下的消防類別出現差異,確定消防用水標準一般按最大一棟建筑(消防用水量最多的類別)選取。另外,規范規定了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可不包括室外消防用水量,只儲存室內消防用水量即可。對這一條,各地區執行標準有所不同。有的地區只要求有兩根進水管就可;有的地區要求兩條進水管分別從兩條市政給水管接入;有的地區要求兩條進水管分別接兩個水廠;對于這一點,兩條進水管分別從兩條不會同時關斷的市政給水管接入即可。
2消防水池保護半徑 《建筑設計防火規范》第8.6.2條第6款規定,消防水池的保護半徑不應大于150m。在具體工程設計中,對于群體建筑,往往無法滿足上述要求。要解決這個問題,可以采取以下措施:(1)在地下消防泵房的旁邊設置一個主消防水池,該水池儲存室內外全部消防用水,水池池底設連通管與室外專用消防取水口相連。對于距該消防水池取水口大于150m的需保護區域,可另分散設置一個(或超過一個)室外消防水池。(2)整個工程的室外消防水集中設置在一個消防水池內,在水泵房內配置一套消防穩壓裝置(水泵一用一備);在群體建筑的室外紅線范圍內,專門設置一套室外消防管網,管網上按規定配置室外消火栓。室外消火栓的水量水壓由水泵房內配置的消防穩壓裝置保證。
3消防水池設計的注意事項3.1 消防取水口位置及尺寸。在確定消防吸水口位置時,根據消防水池的實際位置不同,有兩種情況。一是在消防水池頂板上由結構直接預留一直徑1.0~1.2米的孔,用作消防車取水之用,或者在滿足規范要求和方便消防車出入的位置設置一取水井,在底部用一DN300的管道與消防水池底部相連,并以適當坡度坡向取水井。
3.2 地下消防水池的池底標高。室內外消防水池都應設置消防取水口,以供消防車取水。這種做法就需要室內外消防水池的最低水位都能滿足城市消防車的吸水高度——不大于6.0m。另一種情況是,當地下室為兩層或兩層以上時,消防車的吸水高度大于6.0m就無法完成自動吸水。針對這種情況有兩種方法:第一種,將室外消防水池設于地下一層,將室內消防水池設于最低地下層的辦法;第二種方法是將室內外消防水池均設于最低地下層,同時在水泵房專門設置一組室外消防水提升泵,將室外消防水抽升至城市消防車內,即實行串聯提升室外消防水。 3.3 消防水池不可動用措施。其具體做法有多種。(1)設置電節點水位控制儀,控制其它用途用水的最低吸水水位,當水池水位低于某一水位值時,強制性關斷其它用途用水水泵電源。(2)在其它用途用水水泵吸水管上設置氣孔,當水池水位低于某一水位值時,其它用途用水水泵吸水管自動進氣,造成其它用途用水水泵無水可吸。
4 區域消防給水實例
4.1基礎條件為:如某住宅小區,建筑面積l.2萬平方米,共20棟。最高建筑高度為25.5米。9層住宅樓;小區居住人數為5530人,生活用水量為95m3/h,所需水壓為0.4MPa,小區室內消防用水量為5L/S(2.5L/S×2);小區室外消防用水量為25/S,消防所需壓力為0.6MPa.城市向小區進水管為兩根DN200,且是兩個方向進水。
4.2小區消防給水系統設計:該小區供水采用變頻調速供水系統,不考慮室內消防給水量和水壓。室內消防供水量由專用消防供水干管(DN100)送至各7-9層住宅樓與室內消火栓系統連接,設置2臺Q=L/S,揚程40-60m的消防專用泵,一用一備。在加壓泵房內設一有效容積≥3m3的氣壓水罐,與消防管網連接。
4.3小區內設500m3蓄水池兩座,其中消防水貯水216m3(火災延續時間按2小時考慮),并設消防取水口,小區內消防管網環形布置并按《建規》設置室外消火栓。在小區消防給水管網上集中設置水泵接合器3個,間距3米,水泵接合器距蓄水池13米,距城市進水管上消火栓最大距離25m。
5、消防給水系統的幾個問題
5.1屋頂消防水箱能否共用。從同一時間發生火災次數的解釋及防火實踐來看,屋頂水箱完全可以共用。但也有疑問,如在一個小區火災撲滅消防人員返回后,又發生了火災,這時屋頂水箱的水沒有得到補充,火災初期的滅火用水無保障。
5.2水泵接合器的設置。目前,我國多數城市的供水能力不足,許多小區的供水需二次加壓。假如小區單體建筑是《建規》要求設置消防給水系統,那么,消防隊員到達火災現場后,消防車從小區二次加壓的生活給水管網上的消火栓取水,通過單體建筑上的室外水泵接合器向室內管網供水,也就是說,如果二次加壓泵站發生故障則水泵接合器將失去作用,從這一點,也可以看出區域消防的優越性。
5.3消防蓄水池的設置,如前所述,在小區實現區域消防后,水泵接合器,宜集中設置在消防水池附近,對于較大的建筑小區,受消防車供水能力的限制,在一個小區集中設置一個水泵接合器及消防水池,不能滿足消防要求,而應根據最大保護半徑150米,每個水泵接合器的供水能力為10-15L/S這一原則,設置水泵接合器組。
5.4消防水泵的共用
如果小區內無高層建筑,按《建規》要求,生活、消防給水管最好合用,消防水泵的揚程應滿足最不利建筑的最不利點的水壓要求,消防水泵的流量應滿足最不利建筑的消防用水量,室外消防用水量,火災時的最大生活用水量。 如果小區為高層建筑群,消防給水管道宜單獨布置。如果小區面積不大,高低區消防系統宜分區設置消防泵,高低區自成消防系統。如果區域面積大,可不分區設消防泵,當水壓超過《高規》要求時,可采用減壓措施。
5.5自動噴灑給水系統
建筑小區內自動噴灑給水系統,可以共享噴灑泵、穩壓泵、氣壓罐、高位水箱等自動噴灑設備。由于報警閥控制的噴頭數有限制,因此,報警閥、控制閥、水力警鈴等設備不宜共享。可共享的設備宜集中設置在小區消防泵房內。不可共享的設備宜設置在有自動噴灑給水系統的建筑的消防值班室附近的專用房間內。
5.6 水泵接合器在消防分區上的設置方式 以前認為建筑物高度超過50m的部分無法得到消防車的幫助,可以考慮不設置水泵接合器,但隨著消防技術裝備的更新發展,很多城市已配備了大功率的消防車,消防供水已遠遠超過了50m,不應再以50m作為是否設置水泵接合器的界限。
Abstract: The design of residential building fire system, different from the city water supply design, but also different from the architectural design of water supply, but at present no corresponding standard, the writer of this paper design a small fire planning as an example, do some research on the regional fire water supply design.
Key words: architectural design; fire;
中圖分類號: U664.88文獻標識碼A 文章編號
0 前言:
目前,建筑小區消防給水設計多套用《建筑設計防火規范》(以下簡稱《建規》)和《高層建筑設計防火規范》(以下簡稱《高規》),盡管《建規》在條文說明中提到了區域消防,并做了一定的規范,如區域高壓或臨時高壓給水系統。在《高規》中也明確了對于高層建筑群可集中設置消防水池和消防泵房。大多數建筑小區,同一時間發生的火災次數為一次。因此,在一個建筑小區內可以考慮消防資源如消防水池、消防水泵、消防水箱、水泵接合器等共享,建立區域消防給水系統,既可以增加消防給水系統的可靠性,又便于職能部門監督,降低造價,便于維護管理。
1 消防水池的有效容積在民用建筑工程設計中,消防水池有效容積是根據《建規》第8.6條、《高規》(2005年版)第7.3條和《自動噴水滅火系統設計規范》第9.1條確定。然而,對于群體建筑合用消防系統時,不同建筑物之間或同一建筑物地上與地下的消防類別出現差異,確定消防用水標準一般按最大一棟建筑(消防用水量最多的類別)選取。另外,規范規定了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可不包括室外消防用水量,只儲存室內消防用水量即可。對這一條,各地區執行標準有所不同。有的地區只要求有兩根進水管就可;有的地區要求兩條進水管分別從兩條市政給水管接入;有的地區要求兩條進水管分別接兩個水廠;對于這一點,兩條進水管分別從兩條不會同時關斷的市政給水管接入即可。
2消防水池保護半徑 《建筑設計防火規范》第8.6.2條第6款規定,消防水池的保護半徑不應大于150m。在具體工程設計中,對于群體建筑,往往無法滿足上述要求。要解決這個問題,可以采取以下措施:(1)在地下消防泵房的旁邊設置一個主消防水池,該水池儲存室內外全部消防用水,水池池底設連通管與室外專用消防取水口相連。對于距該消防水池取水口大于150m的需保護區域,可另分散設置一個(或超過一個)室外消防水池。(2)整個工程的室外消防水集中設置在一個消防水池內,在水泵房內配置一套消防穩壓裝置(水泵一用一備);在群體建筑的室外紅線范圍內,專門設置一套室外消防管網,管網上按規定配置室外消火栓。室外消火栓的水量水壓由水泵房內配置的消防穩壓裝置保證。
3消防水池設計的注意事項3.1 消防取水口位置及尺寸。在確定消防吸水口位置時,根據消防水池的實際位置不同,有兩種情況。一是在消防水池頂板上由結構直接預留一直徑1.0~1.2米的孔,用作消防車取水之用,或者在滿足規范要求和方便消防車出入的位置設置一取水井,在底部用一DN300的管道與消防水池底部相連,并以適當坡度坡向取水井。
3.2 地下消防水池的池底標高。室內外消防水池都應設置消防取水口,以供消防車取水。這種做法就需要室內外消防水池的最低水位都能滿足城市消防車的吸水高度——不大于6.0m。另一種情況是,當地下室為兩層或兩層以上時,消防車的吸水高度大于6.0m就無法完成自動吸水。針對這種情況有兩種方法:第一種,將室外消防水池設于地下一層,將室內消防水池設于最低地下層的辦法;第二種方法是將室內外消防水池均設于最低地下層,同時在水泵房專門設置一組室外消防水提升泵,將室外消防水抽升至城市消防車內,即實行串聯提升室外消防水。 3.3 消防水池不可動用措施。其具體做法有多種。(1)設置電節點水位控制儀,控制其它用途用水的最低吸水水位,當水池水位低于某一水位值時,強制性關斷其它用途用水水泵電源。(2)在其它用途用水水泵吸水管上設置氣孔,當水池水位低于某一水位值時,其它用途用水水泵吸水管自動進氣,造成其它用途用水水泵無水可吸。
4 區域消防給水實例
4.1基礎條件為:石家莊橋東某住宅小區,建筑面積l.2萬平方米,共20棟。最高建筑高度為25.5米。9層住宅樓;小區居住人數為5530人,生活用水量為95m3/h,所需水壓為0.4MPa,小區室內消防用水量為5L/S(2.5L/S×2);小區室外消防用水量為25/S,消防所需壓力為0.6MPa.城市向小區進水管為兩根DN200,且是兩個方向進水。
4.2小區消防給水系統設計:該小區供水采用變頻調速供水系統,不考慮室內消防給水量和水壓。室內消防供水量由專用消防供水干管(DN100)送至各7-9層住宅樓與室內消火栓系統連接,設置2臺Q=L/S,揚程40-60m的消防專用泵,一用一備。在加壓泵房內設一有效容積≥3m3的氣壓水罐,與消防管網連接。
4.3小區內設500m3蓄水池兩座,其中消防水貯水216m3(火災延續時間按2小時考慮),并設消防取水口,小區內消防管網環形布置并按《建規》設置室外消火栓。在小區消防給水管網上集中設置水泵接合器3個,間距3米,水泵接合器距蓄水池13米,距城市進水管上消火栓最大距離25m。
5、消防給水系統的幾個問題
5.1屋頂消防水箱能否共用。從同一時間發生火災次數的解釋及防火實踐來看,屋頂水箱完全可以共用。但也有疑問,如在一個小區火災撲滅消防人員返回后,又發生了火災,這時屋頂水箱的水沒有得到補充,火災初期的滅火用水無保障。
5.2水泵接合器的設置。目前,我國多數城市的供水能力不足,許多小區的供水需二次加壓。假如小區單體建筑是《建規》要求設置消防給水系統,那么,消防隊員到達火災現場后,消防車從小區二次加壓的生活給水管網上的消火栓取水,通過單體建筑上的室外水泵接合器向室內管網供水,也就是說,如果二次加壓泵站發生故障則水泵接合器將失去作用,從這一點,也可以看出區域消防的優越性。
5.3消防蓄水池的設置,如前所述,在小區實現區域消防后,水泵接合器,宜集中設置在消防水池附近,對于較大的建筑小區,受消防車供水能力的限制,在一個小區集中設置一個水泵接合器及消防水池,不能滿足消防要求,而應根據最大保護半徑150米,每個水泵接合器的供水能力為10-15L/S這一原則,設置水泵接合器組。
5.4消防水泵的共用
如果小區內無高層建筑,按《建規》要求,生活、消防給水管最好合用,消防水泵的揚程應滿足最不利建筑的最不利點的水壓要求,消防水泵的流量應滿足最不利建筑的消防用水量,室外消防用水量,火災時的最大生活用水量。 如果小區為高層建筑群,消防給水管道宜單獨布置。如果小區面積不大,高低區消防系統宜分區設置消防泵,高低區自成消防系統。如果區域面積大,可不分區設消防泵,當水壓超過《高規》要求時,可采用減壓措施。
5.5自動噴灑給水系統
建筑小區內自動噴灑給水系統,可以共享噴灑泵、穩壓泵、氣壓罐、高位水箱等自動噴灑設備。由于報警閥控制的噴頭數有限制,因此,報警閥、控制閥、水力警鈴等設備不宜共享。可共享的設備宜集中設置在小區消防泵房內。不可共享的設備宜設置在有自動噴灑給水系統的建筑的消防值班室附近的專用房間內。
5.6 水泵接合器在消防分區上的設置方式 以前認為建筑物高度超過50m的部分無法得到消防車的幫助,可以考慮不設置水泵接合器,但隨著消防技術裝備的更新發展,很多城市已配備了大功率的消防車,消防供水已遠遠超過了50m,不應再以50m作為是否設置水泵接合器的界限。
5.7有條件地"弱化"消火栓系統 現在在我國盡管從整體上仍以室內消火栓系統為主要滅火手段,但在許多重要工程中,特別是涉外工程中已是以自動噴水滅火系統為室內主要滅火手段,在建筑物內普遍設置了自動噴水滅火系統。
5.8消防水泵的操作與控制 《建規》規定"高層工業建筑和水箱不能滿足最不利點消火栓水壓要求的其他建筑,應在每個室內消火栓處設置直接啟動消防水泵的按鈕,并應有保護設施"。但現實工作中越來越多的工程中消防泵的控制方式是自動啟動,當今成熟的自控技術和可靠的控制元件完全能保證消防泵及時啟動。因此筆者認為消防泵為自控啟動時,只需在消防控制室設置手動遠控啟動設施和消防泵房內的就地應急手動操作設施。 6 結束語
設計人員應該嚴格按照有關設計防火規范的要求來設計,以保證設計工程防火的安全性、可靠性,在規范和設計走向性能化之前,如何理解、完善、執行現行傳統的指令性規范是設計人員和消防部門都應當考慮的問題。
參考文獻:
[1]GB 50016-2006,建筑設計防火規范[S].
Abstract: along with our country economy and the rapid development of city construction, increasing number of large buildings, building investment increase, use function complex, the fire prevention design put forward higher request, the fire water system design is building fire system design in a very important link, this paper discusses some problems of design, consider already put out the fire and fire control safety, and consider the rationality of the investment.
Keywords: the fire water system; Water supply design; standard
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
一、消防給水系統形式的選擇
1.1分區給水和不分區給水
根據GB 50016-2006建筑設計防火規范第8. 6. 2的規定可知,不分區給水形式宜在消火栓栓口的靜水壓力不大于0. 80MPa時采用,當消火栓栓口的靜水壓力大于0. 80MPa時,應采用分區給水形式,以保證消火栓栓口處的出水壓力不會過大。分區供水方式包括:并聯分區供水方式、串聯分區供水方式、減壓閥分區供水方式三種,其特點分別如下:
并聯分區供水方式:優點是自成體系,各個分區互不干擾,更加安全可靠;缺點是造價高,維護管理較困難。
串聯分區供水方式:優點是不需高壓泵,高壓管,各區水泵壓力相近或相同;缺點是水泵分散,管理困難,造價高。
減壓閥分區供水方式:優點是系統簡單,只需一套水泵,一套水泵接合器一座水箱,一套電控設備,造價低,管理方便,此種供水方式被多數設計者采用。這種方式雖然可以保證經濟、安全的要求,維護管理方便,但它的缺點是對減壓閥的要求較高,多數采用可調式減壓閥,要求閥后壓力為可設定并能保持恒定。
1.2獨立的消防給水系統和區城集中的消防給水系統
一般情況下,單一建筑物內的消防系統水量及水壓由單獨的消防水池和高位水箱滿足,即單一建筑物宜設置獨立的消防給水系統。《高層民用建筑設計防火規范》第7. 3. 5條提出:“高層建筑群可共用消防水池和消防水泵房,消防水池的容量應按消防用水量最大的一幢高層建筑計算”。當同一區域內有多棟高層建筑,其室外給水管網條件相仿,距離靠近,而且同一時間內只考慮一次火災時,為節約用地,節約投資,消防水池和消防水泵房均可以共用,即區域集中的消防給水系統。其實質就是在一定范圍內用一個消防水池、消防給水泵房和高位水箱滿足多棟建筑物的消防給水要求。
二、消防給水系統的技術措施
2.1消防給水引入管道
《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》明確規定:室內給水系統應有兩條給水管路,并要求兩條供水管路均應滿足建筑消防用水要求,在設置兩條供水管路的前提下,一旦一條供水管路發生故障時,另一條供水管路仍能承擔起供水任務,實質上兩條供水管路構成了互為備用的關系,這主要是解決供水系統的安全問題,如果在檢修供水管路時發生火災,仍能通過另一條供水管路提供滅火所需水量,確保了建筑的消防安全。
2.2消防水池及加壓泵的設置
消防水池的容量應滿足在火災延續時間內建筑物(或區域中最高一棟建筑物)的室內外消防用水總量的要求。當設有分別接自兩條市政給水管道的水管在火災時能保證連續送水時,消防水池容積計算就叮以減去火災延續時間內連續補充的水量。消防加壓泵的選型,應按建筑物最不利點消防(或區域內最大一棟建筑物的室內消防用水壓和水量)所需水壓和水量確定。另外,消防控制中心能同時手動或聯動控制消防泵,消防泵應通過計算機進行自動控制,以便智能化管理。
2.3消防系統的減壓措施
《高層民用建筑設計防火規范》第7. 4. 6-5條規定:“消火栓栓口的靜水壓力不大于0. 8MPa,當大于0. 8MPa時,應采取分區給水系統,消火栓檢口的出水壓力大于0.5MPa時,消火栓處應設減壓裝置”。為滿足高層建筑或區域中多層建筑消防系統的水壓要求,可將多層建筑的室內消防系統通過減壓閥井和室外環狀高壓消防管網相接,并且為提高可靠性,減壓閥應采用并聯閥組。
2.4高位消防水箱的設置
在《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》中規定采用臨時高壓給水系統的高層建筑,必須設置高位消防水箱,其貯水量應大于10 min室內消防用水總量。在可共用消防水箱的區域消防系統中,其貯量按最大一棟建筑的10 min室內消防用水量計算。另外,消防水箱總出水管上設置水流指示器,室內動用消防水時,能及時發出警報信號至消防控制中心,從而可手動或自動啟動消防泵。目前,由于電氣自動化及智能化產品在建筑業應用的快速發展,消防聯動控制設計的不斷完善,現代建筑大多采用自動化的水消防系統。另外,對于現代建筑而言,為保證消防設施的安全可靠,應采取保證供電可靠的措施,對接到消防信號至消防泵啟動并進入消防狀態的時間要做確切要求。這樣可不考慮水箱的自救用水量,因為只有在消防泵啟動前或停電的情況下,高位消防水箱中的水才用于火災初期滅火。
2.5區域中水泵接合器的設置
水泵接合器的作用是在火災時,消防泵出故障或室內消防用水量不足的情況下,由消防車就近從室外消火栓或消防水池取水,通過水泵接合器向室內消防管網供水,保證滅火需求。在高壓消防管網上應統一考慮水泵接合器的設置數量及位置,其數量根據建筑火災時所需的室內消防用水總量確定,每個消防水泵接合器的流量為10 L/s~15 L/s;其設置位置周圍15 m~40 m內應有室外消火栓或消防水池。
三、消防給水設計的問題及探討
3. 1室外消火栓數量及水泵接合器位置
《高層民用建筑設計防火規范》第7.3.6規定:“室外消火栓的數量應按本規范第7.2.2條規定的室外消火栓用水量經計算確定,每個消火栓的用水量應為10 L/s~15 L/s",但是《高層民用建筑設計防火規范》的《條文說明》是這樣解釋的:“室外消火栓的數量應保證供應建筑物需要的滅火用水量,其中包括室內、室外兩部分”。可以想象得到,室外管網供水流量一旦確定,即使室外消火栓的設置數量發生變化,所能取到的水量的總和是一定的,即室外管供水總量,由于室外消火栓是室外消防用水取水口,應按室外管網來考慮,因此,該《條文說明》的解釋超越了規范的規定。室外消火栓的數量應按室外消防用水量經計算來確定,當把室外設計消防用水儲存在室內消防水池時,室外管網就會由室外消防用水量決定,在一般情況下,水泵接合器的15 m~40 m范圍內要設置室外消火栓。因此,在工程設計中,為了便于與經計算的室外消火栓數量對應,在布置水泵接合器時,要對其相對集中的考慮,一旦設計中室內消防系統需要較多水泵接合器,且布置分散時,則需要適當增設室外消火栓。
3.2水泵接合器數量
《高層民用建筑設計防火規范》第7. 4. 5-1規定:“消防水泵接合器的數量應按室內消防用水量經計算確定,每個水泵接合器的流量應按10 L/s~15 L/s計算”,這里指明水泵接合器的數量是按室內消防用水量確定。但是,在室外消防用水量遠遠小于室內消防用水量的情況下,設置過多的水泵接合器沒有任何意義。因此,對于某些滅火系統應該可以適當減少水泵接合器的數量,筆者認為,水泵接合器的數量應該按室內消防用水量和室外供水能力綜合考慮確定,既可以保證消防的安全可靠性,同時又能達到節省投資的目的。
3.3消防水池的容積
消防水池是儲存消防滅火用水的構筑物,容積的大小直接關系著建筑消防系統的安全性和經濟性。《高層民用建筑設計防火規范》第7.3.2規定:“市政給水管道和進水管或天然水源不能滿足消防用水量;市政給水管道為枝狀或只有一條進水(二類居住建筑除外),只要符合上述條件之一時均應設置消防水池”。《高層民用建筑設計防火規范》第7.3.3對水池的容積作了規定:“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.防用水時,消防水池的有效容量應滿足火災延續時間以內消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求”。
另外,從市政引兩根進水管構成室外環狀供水,只考慮室內消防用水量,規范沒有明確規定火災時水池的補水量,這樣進一步加大了高層公共建筑地下室的消防用水池容積,占用了許多地下室空間,同時又增大管理的難度,造成水資源的浪費。因此,如果城市環狀供水的安全可靠性較強,適當加大高層建筑的進水管,使得進水管在保證高層建筑的室外消防用水量的同時能夠在火災時補充消防水池的水量,可以適當減少消防水池的容積,達到經濟合理的目的。
四、結束語
在建筑消防給水系統設計中,安全可靠最為重要,但在保證安全的同時也應達到經濟合理,節省投資,維修管理方便等目的。因此,在設計中應認真考慮,細心比較,使工程更加合理完善。
參考文獻:
中圖分類號:TU998文獻標識碼: A
隨著經濟發展,建筑行業發展迅速,人民對設計的要求越來越高,特別是消防給水的設計,本文分析了消防給水設計及優化和改進措施,以滿足居民的生活,實現綜合效益的提升,保證社會穩定。
一、消防給水設計及分析
1室外消防給水
管網形式
a枝狀官網
枝狀管網內,水流從水源地向用戶(或消防栓)單一方向流動,可靠性差。其優點是節約投資、適應性強。
B環狀管網
在管網和水壓相同的條件下流量要比枝狀官網約大1.5~2.0倍,優點是可靠性增加
2室內消防給水
常用供水方式很多:按照壓力分:低壓供水、高壓供水,按照儲水方式:穩壓罐、高架水箱等,按照環路:開式供水、閉式供水,噴淋系統分為:濕式系統、干式系統、預作用系統、雨淋系統等等
3自動噴水滅火系統
3.1組成
A水源為高位水箱、消防水池
B供水設備
C報警閥(檢查信號)
D管網(輸入管、干管、支管、配水管)
E噴淋頭(花灑、玻璃球式閉式噴頭)
F報警器(一般與濕式報警閥一起安裝于泵房或消控中心內)
G控制箱
3.2分類
通常根據系統中所使用的噴頭形式的不同,分為閉式自動噴水滅火系統和開式自動噴水滅火系統。
閉式自動噴水滅火系統包括濕式自動噴水滅火系統、干式自動噴水滅火系統、干濕交替式自動噴水滅火系統、重復啟閉預作用自動噴水滅火系統、預作用自動噴水滅火系統。
開式自動噴水滅火系統包括雨淋滅火系統、水噴霧滅火系統、水幕滅火系統。
3.3系統特點:
①安全可靠,滅火效率高②系統結構簡單,使用、維護方便③適用于民用建筑、公共建筑、工廠、倉庫等。
二、消防給水設計存在的問題及改進措施
建筑消防給水系統是建筑消防安全最重要的消防設施,最為常見的是室內消火栓系統和自動噴水滅火系統,因滅火成功率高而得到廣泛應用,但由于各種原因導致部分消防給水系統設計中存在一些易被忽視的技術問題
(1)消防栓系統
①消防水池
消防水池的有效容量偏小。對建筑物火災延續時間、室內消防栓用水量選用錯誤。老工程改造后、增設噴淋系統,水池容量沒有增加。
②較大容量水池無分隔措施
消防水池如超過500m3的消防水池,所對應的建筑危險性、或重要性比較大。消防水池有了分隔措施后,消防水池清洗期間仍有一半消防水源,確保建筑物的安全。
③室內消火栓應符合下列要求:
a設有消防給水的建筑物,其各層(無可燃物的設備層除外)均應設置消火栓;室內消火栓的布置,應保證有兩支水槍的充實水柱同時到達室內任何部位。建筑高度小于或等于24m時,且體積小于或等于5000m3的庫房,可采用1支水槍充實水柱到達室內任何部位。水槍的充實水柱長度應由計算確定,一般不應小于7m,但甲、乙類廠房、超過六層的民用建筑、超過四層的廠房和庫房內,不應小于10m;高層工業建筑、高架庫房內,水槍的充實水柱不應小于13m水柱;
b室內消火栓栓口處的靜水壓力應不超過80m水柱,如超過80m水柱時,應采用分區給水系統。消火栓栓口處的出水壓力超過50m水柱時,應有減壓設施;
c消防電梯前室應設室內消火栓;
d室內消火栓應設在明顯易于取用地點。栓口離地面高度為1.1m,其出水方向宜向下或與設置消火栓的墻面成90°角;
e冷庫的室內消火栓應設在常溫穿堂或樓梯間內;
f室內消火栓的間距應由計算確定。高層工業建筑,高架庫房,甲、乙類廠房,室內消火栓的間距不應超過30m;其他單層和多層建筑室內消火栓的間距不應超過50m。同一建筑物內應采用統一規格的消火栓、水槍和水帶。每根水帶的長度不應超過25m;
g設有室內消火栓的建筑,如為平屋頂時,宜在平屋頂上設置試驗和檢查用的消火栓;高層工業建筑和水箱不能滿足最不利點消火栓水壓要求的其他建筑,應在每個室內消火栓處設置直接啟動消防水泵的按鈕,并應有保護設施。
⑵消防水泵
①消防水泵流量較小,不能滿足室內消防用水量的要求
②消防泵的揚程偏大對管網無利
③一組消防水泵只有一根出水管
④水泵的吸水管的管徑偏小,水泵的流量達不到設計值。
⑶減壓裝置
減壓孔板孔徑偏小,栓口動壓大于0.5Mpa的未設減壓措施,不利于滅火。
⑷消防雙按鈕
①消防栓按鈕不能直接啟泵,只能通過聯動控制器啟動消防水泵。
②消防栓按鈕不能報警,顯示所在部位。
③消防栓按鈕啟動后無確認信號
⑸消防水箱
①消防水箱出水管上未設單向閥
②合用水箱無消防水專用措施
③屋頂合用水箱無直通消防管網水管
⑸室內消防水箱
①自噴系統水力警鈴設置問題
自噴系統水力警鈴應盡量設置在便捷的地方。自噴系統水力警鈴設置在公共通道或者值班室的外墻上,一旦發生火災,自動噴滅火系統就會自動啟動,若不能及時傳遞,那么就會貽誤最佳的逃生時機和救火時機。
②消防給水管網試壓未按照步驟進行
消防給水管網試壓應按照相關的施工方案與規范要求進行,步驟一試漏檢修 ,主要在常壓或者稍起壓狀態進行。其二強度試驗,工作壓力與試驗壓力
⑸消防水池設計改造
消防水池應符合下列規定:
①當室外給水管網能保證室外消防用水量時,消防水池的有效容量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在火災延續時間內室內消防用水量與室外消防用水量不足部分之和的要求。
當室外給水管網供水充足且在火災情況下能保證連續補水時,消防水池的容量可減去火災延續時間內補充的水量;
②補水量應經計算確定,且補水管的設計流速不宜大于2.5m/s;
③ 消防水池的補水時間不宜超過48h;對于缺水地區或獨立的石油庫區,不應超過96h;
④ 容量大于500m3的消防水池,應分設成兩個能獨立使用的消防水池;
⑤供消防車取水的消防水池應設置取水口或取水井,且吸水高度不應大于6.0m。取水口或取水井與建筑物(水泵房除外)的距離不宜小于15m;與甲、乙、丙類液體儲罐的距離不宜小于40m;與液化石油氣儲罐的距離不宜小于60m,如采取防止輻射熱的保護措施時,可減為40m。
⑤消防水池的保護半徑不應大于150.0m;
⑦消防用水與生產、生活用水合并的水池,應采取確保消防用水不作他用的技術措施;
⑧嚴寒和寒冷地區的消防水池應采取防凍保護設施。
⑹消防水泵設計改造
①獨立建造的消防水泵房,其耐火等級不應低于二級。附設在建筑中的消防水泵房應按本規范第7.2.5條的規定與其它部位隔開。
②消防水泵房設置在首層時,其疏散門宜直通室外;設置在地下層或樓層上時,其疏散門應靠近安全出口。消防水泵房的門應采用甲級防火門。
③消防水泵房應有不少于兩條的出水管直接與消防給水管網連接。當其中一條出水管關閉時,其余的出水管應仍能通過全部用水量。
出水管上應設置試驗和檢查用的壓力表和DN65的放水閥門。當存在超壓可能時,出水管上應設置防超壓設施。
④一組消防水泵的吸水管不應少于2條。當其中一條關閉時,其余的吸水管應仍能通過全部用水量。
⑤消防水泵應采用自灌式吸水,并應在吸水管上設置檢修閥門。
⑥ 當消防水泵直接從環狀市政給水管網吸水時,消防水泵的揚程應按市政給水管網的最低壓力計算,并以市政給水管網的最高水壓校核。
⑦ 消防水泵應設置備用泵,其工作能力不應小于最大一臺消防工作泵。當工廠、倉庫、堆場和儲罐的室外消防用水量小于等于25L/s或建筑的室內消防用水量小于等于10L/s時,可不設置備用泵。
⑧ 消防水泵應保證在火警后30s內啟動。消防水泵與動力機械應直接連接。
結語
消防給水設計任重而道遠,關系著人民生存的安全問題,因此,要加強問題的探索和研究,從而找到更好的解決辦法,保證人民生活和財產安全。
參考文獻
Abstract:This article analyzed some problems which have no clear standard in the design of water supply for extinguishing fire in multi-storey hybrid building with shops and residence. Methods which solve these problems are proposed for designers as references.
Key words:standard,multi-storey,hybrid building with shops and residence,water supply for extinguishing fire.
多層商住樓有兩類:一類是一層或一二層設有商業網點的單元式住宅樓;另一類是連家店,“連家店”大多為兩層,有時為三層或四層,每套的面積幾十平方米到幾百平方米不等,下部為商店,上部為住宅,這類建筑在銷售和使用上異常靈活,因而在城郊和小城鎮非常普及。
而這些類型的建筑的消防給水,防火規范未有明確的說明,建設單位往往消防意識淡薄,重經濟效益而漠視消防安全,不愿投入更多的資金。一些設計人員對規范理解錯誤,執行起來標準不一,有的漏設消防給水;有的為了回避責任、通過審查,從嚴執行規范,造成浪費。湖南衡陽八層商住樓特大火災以后,無論建設、設計單位,還是消防主管部門,均對商住樓防火問題產生了足夠的重視。關于商住樓室內消防給水是否需要設置,如何設計,筆者談談自己的看法,供大家參考。
一、如何區分商業服務網點和商業營業廳?
關于商業服務網點:《建筑設計防火規范》GBJ16—87(2001修訂版)(以下簡稱《建規》)名詞解釋是:建筑面積不超過300m2的百貨店、副食店及糧店、郵政所、儲蓄所、飲食店、理發店、小修門市部等公共服務用房。由此可推斷:單間建筑面積超過300m2商業用房即為商業營業廳。
二、商住樓的防火滅火特點
火災發生、發展的整個過程是熱量的傳播過程,熱對流是引起火災發展的最主要因素(當火災處于發展階段時,熱幅射成為主要的熱傳播形式)。商業網點之間、商業網點與單元式住宅之間、單元式住宅樓單元之間有防火分隔物(墻板)隔開,單元之間沒有空氣流動,因而早期火災發展的條件-熱對流受到絕對限制,火災的蔓延發展范圍受到極大限制,每個單元作為一個天然獨立完整的防火單元,在一定時間里,它有效地阻止了火災的水平方向擴展(向其它單元擴展),所以說單元式商住樓火災水平發展的可能性較小。住宅內一無生產、加工有火災危險性物質,二無儲存危險品,住宅部分的火災危險性較小。發生火災的可能性較大的是商業網點,因儲存大量的可燃物品,并且有較多的電器照明加工設備。多層商住樓,不僅單元之間有防火分隔物隔開,分戶之間的防火分隔也很完整,因而火災發生、發展的條件較差,而消防滅火的條件較好,即便于消防人員集中力量滅火,將火災消滅或限制在某單元或某一戶內。
三、是否設計消防給水問題
1、某建筑,一層商業網點(每戶一間,約30m2),二層商家宿舍,三-五層單元式住宅,總體積大于10000m3,一層總體積大于5000m3,是否需設消火栓?
按《建筑設計防火規范》(以下簡稱《建規》)第8.4.1條:下列建筑物應設室內消防給水:超過七層的單元式住宅,超過六層的塔式住宅、通廊式住宅、底層設有商業網點的單元式住宅。超過五層或體積超過10000m3的教學樓等其他民用建筑。
建設單位認為是二層商家宿舍,也是住宅,火災危險性不高于住宅。即使二層也開店,兩層可以作為擴大或展開的一層來考慮,應該是有商業網點的單元式住宅。如果設消火栓,每間都要,太多,實施有困難,并且對于非專業消防人員,設滅火器遠比消火栓實用。但是設計人員堅持:商家很有可能將二層改造成營業場所,本建筑應按綜合樓考慮,設消防給水。最后建設單位咨詢當地消防建審部門,得到與設計人員相同的結論。
2、連家店,二三層,局部四層。一層為門面房,均為4-6米開間、10-12米進深。以上為商家住宅,總體積大于10000m3.對于此建筑是否設消火栓,規范未有明確說明。
上海《小型商業用房防火技術規定》3.4.2條:獨立建造的總體積超過5000m3的小型商業用房,當符合下列條件時,可不設室內水滅火系統:(1)、建筑貼鄰建造,每幢建筑總體積不超過5000m3 (2)、建筑之間采用防火墻分隔,防火墻兩側門窗間距不小于2m .(3)、進深不大于15m .
筆者曾經就此事與本地消防管理部門商討,得到以下結論:
(1)、對于整幢均為商業用房的建筑,應等同于商店,當其體積大于5000m3,應設室內消火栓給水系統。
(2)、對于一、二層為“連家店”,其上為住宅或辦公用房,或與住宅、辦公用房聯建時,應按照綜合樓設計標準考慮,當其超過五層或體積超過10000m3時,應設室內消火栓給水系統。
3、一商住樓,頂層躍層,包括躍層在內共七層,是否設消防給水?《住宅建筑設計規范》GB 50096—1999第4.1.6條注:③頂層為兩層一套的躍層住宅,躍層部分不計層數。因此,可以認為,這樣的建筑可不設。如果中間層為躍層,應計入層數,超過六層必須設。同理,十層住宅樓,頂層為躍層,可按多層住宅樓設計消防給水。
4、某住宅,一層為自行車庫(高度2.2m),二~十層為住宅,十一層為躍層,檐口高度小于32m,是按高層建筑還是多層建筑設計消防給水?
參照最近的《建規》(報批稿)關于建筑層數計算的說明:底層高度不超過2.2m的自行車庫可不計入建筑層數,頂層為躍層亦不計入建筑層數,此建筑屬于多層建筑,可按《建規》的要求進行設計。
5、多層住宅底層為一間一間的私家汽車庫,是否需要設消防給水系統?按《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》7.1.2 符合下列條件之一的車庫可不設消防給水系統:7.1.2.1 耐火等級為一、二級且停車數不超過5輛的汽車庫。因此如果存車大于5輛的汽車庫應有消火栓保護,可采用將室外消火栓布置在車庫旁(車庫外墻掛僅設水龍帶、水槍的箱體)或在車庫外墻設室內消火栓箱。存車小于5輛的汽車庫可在每間配置滅火器。
四、如何設計消防給水問題
1、商業網點室內消火栓的布置
對于商業網點室內消火栓的布置,實踐中有些難度,大多數商業網點開間較小,每間布置室內消火栓在經濟性和合理性上有所欠缺,從講究實際效果的角度出發,可采用以下方式:對于人員聚集且可燃物較多場所,以及需設置兩部以上疏散樓梯的“連家店”,應在每層設置室內消火栓。
對于商業網點,因開間較小,如在二層布置消火栓,施救操作空間有限,宜在底層外墻或其他公共部分設置室內消火栓箱,其布置應保證有兩支水槍的充實水柱到達室內任何部位。設在底層外墻的消火栓,要注意防盜防凍問題。在冬季比較寒冷的地區,消火栓管道可以做成干管,不用保溫,附近做閥門井,井內設泄水閥,使用時打開閥門即可。
對于開間特別小,每個分割單元總面積也特別小的“連家店”式建筑,無公共外墻可利用,無法布置室內消火栓,可以考慮合理布置幾個共用室外消火栓,或在公共部位僅設置室內消火栓栓口,明裝暗裝均可,但每個商戶配備足夠的水帶和水槍。
2、商店部分消防立管如何連成環狀?
按《建筑設計防火規范》第8.6.1條:室內消防給水管道,應符合下列要求:超過六層的塔式(采用雙出口消火栓者除外)和通廊式住宅、超過五層或體積超過10000m3的其他民用建筑,如室內消防豎管為兩條或兩條以上時,應至少每兩根豎管相連組成環狀管道。
對于二層商店的建筑,通常業主不希望在二層室內安裝消防干管,許多設計人員將每個消火栓單獨連接在一層消防干管上,將干管做成環裝,這樣,就無消防立管可言,從而回避了立管連成環狀這個問題。
3、住宅消火栓的平面布置,通常這些單元式住宅樓為六層以上框架或磚混結構建筑,層高2.80-3.00m,樓梯開間2.60-2.70m,消火栓箱的可選位置只有兩處,一是入戶門附近,二是梯間休息平臺處。
五、其他問題的探討
1、《建規》第5.2.1條 民用建筑之間的防火間距,①兩座建筑相鄰較高的一面的外墻為防火墻時,其防火間距不限。因此,如果一棟商住樓、或連家店,長條形,總體積超過10000m3,那么在中間設防火墻,就可以作為2棟建筑(每棟建筑總體積小于10000m3)來考慮,就可以不設消防給水。前文提及上海《小型商業用房防火技術規定》3.4.2條就是一個例證。以上只是筆者個人觀點,是否可行,可以向當地消防部門咨詢。
2、建筑總層數為八層或九層,底部一、二層為商業網點,上部為單元式住宅,這類建筑在做消防設計時會出現建筑定性問題,如將其定為綜合樓,由于總高度超過24m,則其消防設計應按照《高層民用建筑設計防火規范》設計,如將其定為底層設置商業服務網點的商住樓,則其消防設計應按照《建筑設計防火規范》設計。
0引言
當下,建筑行業已成為推動社會經濟發展的重要角色,因此,對建筑工程的科學規劃以及合理設計是人們所關注的重點。給排水設計是建筑工程設計中的重要組成部分,應對其進行不斷地優化與改進,以滿足建筑的各項功能需求。本文對現有的設計進行合理性分析,改進現有設計過程中所存在的不足,以提升高層建筑給排水以及消防給水設計水平,為后續施工工作的順利開展提供有效保障。
1如今高層建筑給排水設計及消防給水情況分析
1.1給水分區不合理
高層建筑因其建筑高度較高,市政水壓通常不滿足其用水需求,需設置二次加壓給水系統,并對整個加壓系統進行分區。高層建筑供水管路復雜、管線長、能耗大,有些工程項目為節省造價,降低給水設備的成本投入,不合理地減少系統分區,導致各分區底部壓力普遍增大,容易對供水設備和閥門閥件產生損害,影響用水器具的使用壽命,增加漏損、爆管幾率,同時造成了水資源的浪費[1]。1.2雨水排除不及時高層公共建筑高低錯落,造型較為復雜,其屋面通常面積較大,這就要求給排水設計人員在進行雨水系統設計時充分考慮建筑特點,結合建筑專業采取相應措施,保證雨水的順利排除。目前存在的問題包括:屋面雨水溝太淺,坡度不夠,雨水無法形成有效徑流;未考慮溢流口的設置,當雨水斗堵塞時,造成積水;系統重現期過小,遇到連續大雨天氣時不能及時排放。
1.3消火栓設計不合理
高層建筑設計過程中,合理設計消火栓位置可有效提升高層建筑的質量,提高滅火效率。結合現有的消火栓設計位置分析得知,在實際室內消火栓的布置中,設計人員為了美觀效果,常有布置的消火栓不便取用、消火栓位置不明顯、消火栓數量偏少等問題[2]。另外,在已建成的建筑中,也發現不少消火栓的管理和維護不到位的情況,有些消火栓箱內水槍、龍帶缺失,滅火器過期未更換等,均會導致在發生火災時,無法在第一時間進行有效撲救。
2高層建筑給排水和消防給水工程特點
高層建筑通常體積龐大,建筑高度較高,相對單多層建筑功能更為復雜,人員密集,火災時蔓延迅速,救援難度大。因此在高層建筑的消防給排水設計過程中,應秉承安全可靠的基本原則,對工程進行科學合理的設計。首先需考慮高層建筑的消防系統安全性能,使其在火災發生時可視火情的蔓延速度,迅速地調配現有水資源,及時實施救援。對高層建筑的消防系統進行優化創新,采取安全可靠的給排水消防設計,在人員密集場所的消火栓箱內,增加消防軟管卷盤或輕便消防水龍,以便非專業人員撲滅建筑物內可燃物,可供起火初期使用。高層建筑由于建筑高度高,消火栓栓口動壓需求大、系統靜壓大,因此系統壓力通常較高,消防供水設備和管材、管件壓力等級也需相應提高。由于壓力過大會直接導致后續的救援活動無法順利開展,對于超壓系統應進行合理分區,并根據分區后的壓力,考慮是否在消火栓前設置減壓孔板,以保證消火栓的正常使用。由于普通低層建筑與高層建筑的排水管道的長度存在著較大差異,系統壓力也有差別,因此在高層建筑給排水工程設計過程中,應增加管道的機械強度,為后續衛生器具的使用和消防安全救援活動提供良好的技術支撐。在此過程中還應結合管道內部的壓力變化,及時調整深度挖掘消防給排水管道設計需求,確保消防系統的排水能力,增加管道內的壓力,提升消防給排水管道的運行質量,采用安全性好、機械度強的新型材料,完成高層建筑項目中給排水管道設計。
3高層建筑給排水設計及消防給水設計探析
3.1工程概況
在高層建筑過程中,合理的給排水設計以及消防給水設計可有效提升建筑工程的整體質量,在設計過程中,應結合工程現狀進行科學設定。本文以某行政服務中心設計項目為例進行分析。行政服務中心項目地上7層,地下1層,總占地面積13,026.62m2、建筑高度37.9m、建筑體積大于5萬m3。整體布局結合對外辦公區、餐廳、廚房、設備房等基礎性的建設設施,在4~7層設置對外辦公區、設備房以及會議室,地下主要以設備房和停車庫為主。其中涉及室內外給排水系統、虹吸雨水系統以及消防系統,因此,在設計過程中應結合工程的不同需求對其進行專項設計[3]。
3.2給排水設計
在高層建筑的給排水設計過程中,應結合給水系統與排水系統的建設需求,對其進行科學設定。從本地塊的兩個不同方向分別引入一路DN200和一路DN150的自來水管,除負一層和一層之外,其余的樓層均由地下室生活水箱搭配變頻泵加壓供給,控制最不利點出水壓力為0.15~0.20MPa,豎向上不再分區。由于各層平面衛生間和飲水機的設置較為集中,在每個衛生間附近水井統一設置給水立管,共設置5根給水立管,各用水點給水管由水井引出支管,并設置閥門、水表,其中2~6層均采用減壓閥控制,出水壓力不大于0.2MPa,以滿足節水要求。排水系統的設置采用雨污分流的方式,廚房含油廢水通過隔油池、生活污水通過化糞池預處理后,排入市政污水管道當中。污廢水立管就近設置在衛生間的隱蔽處,并設置環形通氣管,提高系統排水能力。本項目屋面高低錯落,部分區域跨度較大,采取重力雨水系統與虹吸雨水系統相結合的方式排除屋面雨水,并在屋頂的墻面適當位置預留出溢流口,提升雨水的排放效率[4]。頂層屋面采用重力排水方式,設置深度不小于250mm的外天溝,連接2%建筑找坡坡向雨水溝,每隔一定位置設置一個雨水斗,控制水溝找坡長度不大于20m,以確保施工質量。四層屋面采用虹吸雨水系統,總匯水面積約達2000m2,共設計兩套系統,采用雨水斗12個,設計天溝尺寸W×H=600mm×400mm,并保證天溝水平,無需坡度。雨水斗采用的304不銹鋼材質,即使長時間地使用也不會產生腐蝕問題。考慮到虹吸雨水系統流速以及壓力相對較大,采用混凝土雨水檢查井,可有效提升本項目的使用壽命。
3.3消防設計
消防系統的設計包括:室外系統與室內系統。本項目滿足兩路市政水源供水,室外系統通過市政水源直供,地下室設有685t的消防水池存儲室以及噴淋的用水量,屋面設置的36t消防水箱,配套噴淋系統穩壓設備置于地下泵房。消防的用水量相對較大,室外消火栓系統的用水量大約在火災延續時,保證兩小時288m3的總用水量。室內消火栓系統將管道布置成環狀,達成與屋頂、水箱、消防水泵的有效聯合,保證消防供水的安全性。地上部分消火栓箱均設置在消防電梯前室和公共走道兩邊,以便取用;地下室的消火栓采取背靠柱子面向車道的設置方式,確保消火栓不突出車位線,既能保證火災時消火栓的取用,又避免影響車輛通行和停放[5]。室內凈空大于12m的中庭采用大空間自動掃描滅火系統。中庭型號南北跨度40m、東西跨度50m,在中庭大廳上空南北兩個方向分別均勻布置3臺自動掃描滅火裝置(ZNM-A15X2-I型號),單臺射水流量5L/s,最大保護半徑25m,噴水方式為雙水口噴水,直射后往復擺動。變配電房采用預制七氟丙烷系統,采用全淹沒滅火方式,滅火設計濃度9%,設計噴放時間10s,防護區內總存儲量504kg,泄壓口面積0.21m2。其余機房、UPS間等采用管網七氟丙烷(4.2MPa)系統,采用全淹沒滅火方式,系統設計溫度為20℃,共3個子系統。自動噴水滅火系統、大空間自動掃描滅火系統和氣體滅火系統均可有效避免建筑工程的火災蔓延,為后續火災救援工作提供強有力的技術支撐。
4結語
綜上所述,提升高層建筑的消防給排水設計施工水平,可使建筑工程質量提升,使用壽命延長。其中所涵蓋的專業內容相對較為廣泛,需結合不同系統反饋的問題并對其進行及時整改,強化設計的穩定可靠性。工程實際中應采用科學的管理手段,結合創新型的設計理念,在確保建筑人員與建筑物安全的基礎上,提升建筑工程的整體質量。
參考文獻
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大連市某商住樓由3棟15層的小高層建筑組成。其地下1層為車庫以及設備用房;1、2層為會所、辦公、餐飲、商場等;3層以上為標準層住宅。住宅每層面積700m2,4個單元,共計312戶。該小區總建筑面積為31500m2,建筑高度為48.00m.甲方要求,要建設成當地具有代表性的住宅,這就給各個專業提出了很高的要求。
2、給水設計
2.1 用水量及水源
該小區地下室及裙樓最高日用水量為65m3,住宅部分300m3,總計365m3.水源為自來水,即從小區東側的市政自來水干管引入一根DN200mm給水管,接入1號樓地下1層的生活貯水池(100m3)和消防貯水池(400m3)作為本小區室內生活、消防給水水源。在3號樓屋面設置18m3的消防水箱一個,以保證消防初期10分鐘的用水。
2.2 給水方式
小區公共生活、住宅及消防用水均分開設置,其中生活給水分兩個系統。低區給水系統供應地下1層至地上7層的用水,設水表單獨計量,由城市自來水管網直接供水,以便充分利用城市管網的水壓。8層及以上樓層給水采用變頻調速水泵給水系統。
給水加壓泵按用水秒流量選型。水泵運行時,在變頻調速的同時有多種流量組合以適應不同用水量的變化,選用三臺主泵、兩臺小泵配一小型氣壓罐。三臺主泵二用(其中一臺恒速,一臺變速)一備,變頻調速裝置可以在幾臺主泵之間互相切換。夜間小流量時啟動小泵與氣壓罐共同供應生活用水,以節省供水能耗。
3、排水設計
3.1 排水系統本工程污、廢水采用合流制,室內污、廢水經化糞池處理后排入市政污水管網;一、二層餐飲場所的廢水經隔油池處理后排入室外污水管網;地下室廢水采用潛水泵提升至室外污水管網。
3.2 管材的選擇
《住規》第8.2.7條的條文說明規定,靠近與臥室相鄰的內墻時,應采用消聲措施的管材。據筆者所知,目前用得較多的室內塑料排水管材有4種:硬聚氯乙烯直壁排水管、硬聚氯乙烯內螺旋管、中空壁消聲硬聚氯乙烯管、中空壁消聲硬聚氯乙烯螺旋管。第1種用得最多,不用多介紹;第2種的優點是流量比直壁管大,并有一定的降噪效果。比如,可用作十幾層建筑的污水立管時,不設專用通氣管;第3種是用作只要求降低管道噪聲的排水管,效果較第2種好;第4種是用在既要降低噪聲,又要增大流量的場所。根據以上各管材的特點,本工程室內靠近臥室的污廢水立管采用中空壁消聲硬聚氯乙烯管
4、 消防設計
本高層住宅區采用區域集中的室內臨時高壓消防給水系統,消防泵房(與生活泵房合用)設于地下一層,消防貯水池容積為400m3,儲存2h的室內消火栓用水量300m3和1h噴淋用水量100m3.
4.1 消火栓給水系統
室內消火栓(住宅部分)用水量為10L/s;(商店部分)20L/s;室外消火栓用水量為20L/s,火災延續時間按2.0h設計。系統基本流程為:消防專用貯水池消防泵總分配管和環狀干管各棟塔樓的消防環狀管網。
每棟建筑的消防給水系統消火栓栓口靜水壓不大于0.8 MPa.管道在負一層、和屋面均連成環狀。消防泵(一用一備)的輸水管在水泵房外形成環狀,分別與管網相連,其開啟由消防箱上的碎玻璃按鈕或消防中心控制,以此來保證在火警時能使任何一個消火栓有足夠的水壓和水量。消火栓采用壓力穩定的減壓穩壓型消火栓。
消火栓的布置應確保同層相鄰兩個消火栓水槍的水柱能同時到達室內任何部位。消火栓箱采用鋁合金箱,箱內配置:碎玻璃按鈕一個;警報器一個;指示燈一個; DN65mm消火栓一個;麻質襯膠水帶一條,L=25m;φ19mm×65mm直流鋁合金水槍一支;同時還配有供內部人員撲救初期火災的自救式小口徑(內徑φ19mm)膠管圈盤一套,噴嘴口徑為φ8 mm,膠管長25米。箱體尺寸(mm)L×W×H=1100×650×240.
在首層消防通道附近設有兩套消防水泵接合器,以便消防車利用室外消火栓取水直接救援。
4.2 自動噴水滅火系統
按照《自動噴水滅火系統設計規范》的規定,本工程火災危險等級屬于中危險級,噴淋系統的用水量為27L/s.在裙樓、商場、會所、地下車庫以及住宅層的走道、前室等均設自動噴水滅火設備。系統采用玻璃球噴頭,除廚房噴頭動作溫度為93℃外,其余部位噴頭動作溫度為68℃,每個噴頭保護面積不大于12.5m2.在裙樓自動扶梯周圍的防火卷簾處設加密閉式噴頭,其間距為2.0m.
根據建筑高度和每個報警閥控制的噴頭數不超過800個以及系統管網內的工作壓力不大于1.2 MPa的原則進行垂直和水平分區。地下車庫分為三個區:首層分為兩個區;二層分為兩個區。每區各設置一組報警閥。
系統設置兩臺噴淋主泵,一用一備,其開啟由濕式報警閥上的壓力開關控制或消防中心控制,1h后自動停泵。平時管網由全自動氣壓供水穩壓設備補壓,以保證系統最不利噴頭的水壓不小于0.10MPa.
4.3 滅火設備
地下一層發電機房采用全淹沒CO2滅火系統,滅火劑設計濃度為58%.地下車庫、發電機房、變配電房、商場、電梯機房等處設置移動式滅火設備,按中危險級A類火災設計。
4、小結
(1)小區由原設計的變頻泵加水池系統改為無負壓智能供水設備的新工藝新設備,既節約能源又防止二次污染;同時節省了大量的空間。生活給水系統取消了屋頂水箱,減少結構荷載,節省投資。
(2)采用新型給水管材。住宅廚房、衛生間冷熱水管使用鋁塑復合管,鋁塑復合管防腐蝕、耐高溫、運輸和施工方便,是替代傳統鍍鋅鋼管的良好給水管材。
(3)在消防給水系統中,消火栓系統在泵房形成環狀,保證了系統供水的安全性和可靠性。自動噴淋系統根據噴頭數量和功能分區,采用不同的報警閥控制,方便日后的物業管理。
這次工程設計,在施工過程中也發現了設計時的一些不足和缺陷,也為自己今后的設計工作提出了更高的要求。
參考文獻:
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[2]宋紀元.略論高層建筑給排水工程設計[J].工程建設與設計,1994(1).
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[4]全國民用建筑工程設計技術措施 給排水 2009中國建筑標準設計研究院
[5]建筑給水排水設計規范GB50015-2003
[6]建筑設計防火規范GB50016-2006
[7]高層民用建筑設計防火規范GB50045-95 (2005年版)
【正文】消防給水工程由消防給水水源、消防給水設備、管路系統、室內滅火設備及系統附件組成。消防給水設備又可分為:自動給水設備(消防水箱)、主要給水設備(消防水泵)、臨時給水設備(水泵接合器)、局部增壓設備(氣壓消防給水設備)。本文著重探討了消防給水設備的設計問題,對給水設備進行了分層次的詳細設計探討,以求對建筑施工及消防設備配備提供一定的技術借鑒。
1.消防水池及水箱
消防水池是人工建造的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。消防用水宜于生活、生產用水合用一個水池,這樣既可降低造價,又可以保證水質不變壞。若公用水池時,消防進水口必須在其他進水口之下,但不得超過6M.必要時,亦可建成獨立的消防水池。對消防水池的容積規定包括:“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時時,消防水池的有效容量應滿足火災延續時間以內消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。而消防水箱是指在滅火救援活動中為消防隊提供水源的消防設施.消防水箱貯水,一方面,使消防給水管道充滿水,節省消防水泵開啟后充滿管道的時間,為撲滅火災贏得了時間。另一個方面,屋頂設置的增壓、穩壓系統和水箱能保證消防水槍的充實水柱,對于撲滅初期火災的成敗有決定性作用。室內的消費水箱容積與建筑體積有直接關系,建筑體積大于5000立方米時,室外消防用水由消防車或手抬泵直接取自消防儲水池,建筑物所在地不屬于消防隊服務范圍時的其他建筑應設消防給水系統,包括消防泵、消防水箱和消防給水管網。建筑物所在地屬于消防隊服務范圍時,但消防儲水池保護半徑大于150米時,應設的消防給水系統(包括消防泵.儲水池和消防給水管網)。
2. 水泵
水泵是輸送液體或使液體增壓的機械,消防給水設備中的消防水泵及穩壓泵的安裝是必不可少的,消防水泵安裝工藝為:施工準備基礎施工泵體安裝吸水管路安裝出水管路安裝單機調試。對于水泵安裝的總體要求要依照《機械設備安裝工程施工及驗收通用規范》及《壓縮機、風機、泵安裝工程施工及驗收規范》的有關規定。具體要求包括按照尺寸、按照的設計、連接方式等問題。首先對于安裝尺寸而言,要根據工程設計的總體要求進行,要與消防設備的整體相匹配。當工廠、倉庫、堆場和儲罐的室外消防水量大于25升/秒和建筑物的室內消防水量大于等于15升/秒時設置備用泵;當工廠、倉庫、堆場、儲罐和民用建筑的室外消防水量小于或等于15升/秒時,由于消防用水量較小,依據《建規》消防泵房設一條出水管即可滿足消防用水要求而沒有必要設兩條出水管;當工廠、倉庫、堆場和儲罐和其他民用建筑的室外消防用水量超過15升/秒或建筑室內消防用水量超過10升/秒時消防泵房應有不少于兩條的出水管直接與環狀給水管網連接。其次,對于水泵的電動機來說,要做好連接,保證以重點水泵機器的軸線為準,進行整體安裝。一般來講,縱向安裝水平偏差不應大于0.10/1000mm,橫向安裝水平偏差不應大于0.20/1000mm,并應在泵的進出口法蘭面或其他水平面上進行測量;解體安裝的泵縱向和橫向安裝水平偏差均不應大于0.50/1000mm,并應在水平中分面、軸的外露部分、底座的水平加工面上進行測量。總之,消防水泵的按照在總體上要符合相關規定,具體的按照方式要以設備情況、建筑情況、給水用量為基準。
3. 水泵接合器
水泵接合器是消防給水設備的保證性設備用具,是消防車從室外消火栓取水來增補室內消防用水不足的接口。對于水泵連接器而言在設計上要依循這些要求:(1)統一規定試驗壓力為工作壓力的1.5倍,但不得小于0.6MPa。既便于驗收時掌握,也滿足工程需要。(2)為保證管道暢通,防止雜質、焊渣等損壞消火栓,消防管道應進行沖洗。(3) 消防水泵接合器的安全閥應進行定壓(定壓值應由設計給定),定壓后的系統應能保證最高處的一組消火栓的水栓能有10~15m的充實水柱。水泵接合器的數量設計必須合理,不能過多,否則會造成不必要的浪費;也不能太少,否則會影響消防給水。《高層建筑的消防給水設備規定》指出:“消防水泵接合器的數量應按室內消防用水量經計算確定,每個水泵接合器的流量應按10-15l/s計算。”規定中的數量有明確的指正,但是卻不能以此為全部的衡量標準,對于水泵連接器而言,如果室外消防用水量遠遠小于室內消防用水量時,那水泵接合器設那么多是沒有意義的,筆者最近分析了這樣一個工程:一幢建筑面積3500m2的六層綜合樓和一幢建筑面積3400m2的丙類五層廠房,綜合樓室內消防流量為15l/s,室外消防流量為20l/s,廠房室內消防流量為10l/s,室外消防流量為25l/s,室個外消防流量均為35l/s,按同一時間內一 次火災次數設計,室外消防水泵接合器就不用設計過多,在設計中室外消防給水管若按流速不大于1.2m/s計算時,應選擇d200的供水管,按流速不大于2.5m.s計算時,選擇d150的供水管即可。
因此,在一個建筑小區內可以考慮消防資源如消防水池、消防水泵、消防水箱、水泵接合器等共享,或者將城鎮劃分為幾個防火區域,建立區域消防給水系統。在一個防火區域內做到消防資源共享。區域消防給水系統既可以增加消防給水系統的可靠性,又便于職能部門監督,降低造價,便于維護管理,還可以防止業主重報批,輕落實管理的現象。區域消防給水系統,在一些項目中已有應用。但在系統設計以及水泵接合器,消防水箱設置等方面,因無明確規定,因此,有待于進一步探討、規范。本文以筆者正在設計的幾個小區的消防規劃設計為例,對區域消防給水設計做一探討,拋磚引玉。
二、區域消防給水實例
1.蘭州某住宅小區
基礎條件為:建筑面積l.2萬平方米,共20棟。最高建筑高度為25.5米。9層住宅樓;小區居住人數為5530人,生活用水量為95m3/h,所需水壓為0.4MPa,小區室內消防用水量為5L/S(2.5L/S×2);小區室外消防用水量為25/S,消防所需壓力為0.6MPa.城市向小區進水管為兩根DN200,且是兩個方向進水。小區消防給水系統設計:該小區供水采用變頻調速供水系統,不考慮室內消防給水量和水壓。室內消防供水量由專用消防供水干管(DN100)送至各7-9層住宅樓與室內消火栓系統連接,設置2臺Q=L/S,揚程40-60m的消防專用泵,一用一備。在加壓泵房內設一有效容積≥3m3的氣壓水罐,與消防管網連接。
小區內設500m3蓄水池兩座,其中消防水貯水216m3(火災延續時間按2小時考慮),并設消防取水口,小區內消防管網環形布置并按《建規》設置室外消火栓。在小區消防給水管網上集中設置水泵接合器3個,間距3米,水泵接合器距蓄水池13米,距城市進水管上消火栓最大距離25m.
2.西安某住宅小區
基礎條件為:小區內有8層單元式住宅13棟,25層高層住宅2棟(2-3層為商場),城市自來水水壓能滿足8層住宅要求。系統設置:
(1)整個小區同一時間火災數按一次考慮,火災延續時間2h.
(2)在高層住宅13層(設備層)及屋頂分別設置20m3(其中10分鐘消防用水量12m3)分區水箱及屋頂水箱,地下室設400m3蓄水池(其中室內外消防用水252m3)。
(3)13層分區水箱與高層住宅樓l-11層生活、消防給水系統及8層住宅樓連接形成消防給水管網(環形布置),在消防給水管網上分別按《建規》及《高規》要求設室外地下式消防栓。
(4)消防水泵按最不利建筑高層住宅樓要求選型,并分高壓消防泵和低壓消防泵,分別向分區水箱及屋頂水箱供水。
(5)8層以下住宅樓生活用水由城市給水管網直接供水,小區給水管網環形布置。
(6)小區從不同方向設兩條進水管,一條直接與小區給水管網連接,另一條進入高層住宅蓄水池,同時與小區生活給水管網連接,小區生活給水管網從不同方向與消防給水管網連接,并沒止回閥,防止倒流。
(7)在高層建筑集中設置水泵接合器四個(高壓區低壓區各兩個),并在蓄水地處設取水口,以便于消防車從蓄水池取水,通過水泵接合器,向消防管網供水。
三、區域消防給水系統幾個問題的探討
區域消防因為最大程度地做到了消防資源的共享,通過前述兩例可以看出,無論從造價還是消防系統的可靠性及管理等方面的優勢不言自明。區域消防給水系統國內多有應用。但因目前我國無相應規范,往往設計時需反復與消防部門協商,有些具體問題需進一步探討。現就筆者在設計中遇到的問題及看法與同行做一討論。
(1)屋頂消防水箱能否共用。從同一時間發生火災次數的解釋及防火實踐來看,屋頂水箱完全可以共用。但也有人有疑問,如在一個小區火災撲滅消防人員返回后,又發生了火災,這時屋頂水箱的水沒有得到補充,火災初期的滅火用水無保障。筆者認為,若按照這種假設來推論,不光屋頂水箱,消防蓄水池的設置也應重新認識。因此希望就這一問題,在無區域消防給水設計規范時,《建規》或《高規》能夠明確說明。
(2)關于水泵接合器的設置。第一,需二次提升供水的建筑小區,目前,我國多數城市的供水能力不足,許多小區的供水需二次加壓。假如小區單體建筑是《建規》要求設置消防給水系統,那么,消防隊員到達火災現場后,消防車從小區二次加壓的生活給水管網上的消火栓取水,通過單體建筑上的室外水泵接合器向室內管網供水,也就是說,如果二次加壓泵站發生故障則水泵接合器將失去作用,從這一點,也可以看出區域消防的優越性。
只要供電可靠,消防設備正常,消防供水就有保障,而在小區蓄水池附近設取水口,在消防管網上集中設置水泵接合器,將進一步提高消防系統的可靠性。但由于消防車的供水能力為150米,因此,集中設置水泵接合器的保護半徑為150米,對于較大的小區、水泵接合器及消防水池的設置需進一步討論。第二,對于城市供水能力較高,不需二次提升的小區,筆者認為應按《建規》或《高規》的要求,進行消防給水設計,并在各單體建筑設水泵接合器。
(3)關于消防蓄水池的設置,如前所述,在小區實現區域消防后,水泵接合器,宜集中設置在消防水池附近,對于較大的建筑小區,受消防車供水能力的限制,在一個小區集中設置一個水泵接合器及消防水池,不能滿足消防要求,而應根據最大保護半徑150米,每個水泵接合器的供水能力為10-15L/S這一原則,設置水泵接合器組。
(4)關于消防水泵的共用
如果小區內無高層建筑,按《建規》要求,生活、消防給水管最好合用,消防水泵的揚程應滿足最不利建筑的最不利點的水壓要求,消防水泵的流量應滿足最不利建筑的消防用水量,室外消防用水量,火災時的最大生活用水量。
如果小區內有高層建筑,生活消防給水管是否共用,應進行技術經濟分析。如果小區為高層建筑群,消防給水管道宜單獨布置。消防水泵的流量和揚程應滿足最不利建筑要求。對于區域內存在需要進行消防豎向分區的高層建筑是否需要分區設置消防泵。筆者認為如果小區面積不大,高低區消防系統宜分區設置消防泵,高低區自成消防系統。如果區域面積大,可不分區設消防泵,當水壓超過《高規》要求時,可采用減壓措施。
(5)關于自動噴灑給水系統