建筑消防給水系統(tǒng)之淺析

廖永雄

摘要:消防給水系統(tǒng)是建筑給排水系統(tǒng)中的一個重要組成部分。本文概述了建筑消防給水系統(tǒng)給水的方式選擇,以及建筑消防給水系統(tǒng)存在的一些問題。

關(guān)鍵詞:建筑 消防給水 方式 問題

一、建筑消防給水系統(tǒng)給水的方式選擇

決定消防給水系統(tǒng)給水方式的因素是消火栓給水系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)的給水方式與消火栓給水系統(tǒng)基本相同,在此就不贅述。下面就簡單敘述下消火栓給水系統(tǒng)的給水方式與選擇。

高層建筑由于高度大,室外給水管網(wǎng)水壓不能滿足高壓部分消防給水系統(tǒng)的水壓要求,因此必須加壓。加壓供水的方式有水泵——高位水箱、變頻調(diào)速水泵或氣壓罐給水。就臨時高壓給水系統(tǒng)而言,由于變頻調(diào)速水泵和氣壓罐都不能滿足火災(zāi)初期的消防貯水及其它諸多因素,因而通常采用水泵——高位水箱給水方式。

(一)不分區(qū)給水方式

當建筑高度不超過70m時,一般有一層地下層,可采用不分區(qū)的給水方式。即消火栓給水系統(tǒng)為一個分區(qū),設(shè)置屋面水箱和一組消防水泵,消防水泵的揚程一般50～100mH[2]O。當栓口出水壓力大于50mH[2]O 時,應(yīng)設(shè)減壓孔板或減壓穩(wěn)壓消火栓。在室外設(shè)消防水泵接合器,體現(xiàn)“自救為主,外救為輔”。

(二)分區(qū)給水方式

1.當建筑高度超過70m,小于130m 時,一般有1- 2 層地下層,可采用兩個豎向分區(qū)的分區(qū)給水。以下兩種給水方式比較適合。

(1)減壓給水方式。即設(shè)立屋面水箱和一組消防水泵,水泵的揚程一般100～170mH[2]O。此種給水方式水泵機組少,占地面積小,系統(tǒng)簡單,節(jié)約造價。減壓閥占地面積小,有利于設(shè)計和施工。尤其是高低兩區(qū)交界的兩層失火時,只需要啟動一臺水泵。不足之處是電耗較大,但是消防水泵不經(jīng)常運轉(zhuǎn),還是比較經(jīng)濟的。另一個問題是,對通過減壓閥的水流的水質(zhì)要求較高。生活給水系統(tǒng)由于采用給水塑料管,水質(zhì)較好,對減壓閥減壓給水很有利。消防給水管道一般采用鍍鋅鋼管,往往因長時間不運行而受到銹蝕,產(chǎn)生鐵銹等。一旦使用容易堵塞減壓閥前的過濾器或減壓閥,對滅火產(chǎn)生嚴重影響。考慮到這點,首先從設(shè)計上應(yīng)優(yōu)先采用耐腐蝕的管材、管件和閥門等,如熱浸鋅鋼管和管件或襯塑鋼管和管件及銅閥門或不銹鋼閥門等。其次加強日常管理工作,保證較好的水質(zhì)。由于減壓閥具有上述的優(yōu)勢,因而在消防給水系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。

(2)并聯(lián)給水方式。即高區(qū)和低區(qū)分別設(shè)高位水箱和一組消防水泵。兩個分區(qū)各自獨立給水,對水質(zhì)的要求沒有減壓閥高,安全性好;比減壓給水方式耗電少:水泵集中設(shè)置在地下層,管理方便。為此低區(qū)多設(shè)一個分區(qū)水箱和一組水泵,增加了水箱和水泵的占地面積,與減壓給水方式相比,造價有所增加。當高低兩區(qū)交界的兩層中任一層失火時,兩組水泵都要啟動,對供電系統(tǒng)的容量要求增大。如果采用多級雙出口水泵,則可以減少一組水泵。因此根據(jù)實際情況,并聯(lián)給水方式也是首選方案之一。

以上兩種給水方式在室內(nèi)外都應(yīng)設(shè)消防水泵接合器,消防時可以得到消防車的幫助。

2.當建筑高度超過130m,小于200m 時,為避免水泵揚程過高,壓水管太長,高區(qū)供水應(yīng)采用串聯(lián)給水方式。這時高區(qū)(高度130m 到200m)供水從下一個分區(qū)(高度130m 以下)的高位水箱中抽水,壓水管進入高區(qū)環(huán)網(wǎng),高區(qū)水泵揚程100mH[2]O 左右。這種情況出現(xiàn)三個豎向分區(qū)。由此各分區(qū)高位水箱和水泵占用建筑面積較大,在樓層設(shè)備層中要解決好振動和噪音問題。由于上面分區(qū)供水受下面分區(qū)給水的影響,安全性較差。因為設(shè)備分散帶來管理的不便。這就要求提高設(shè)計質(zhì)量,加強日常管理。由于下一個分區(qū)高位水箱(中間水箱)是最高分區(qū)的水源,其供水有兩種方法:

(1)在火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)最高分區(qū)的消防水量全部存貯于下一個分區(qū)的高位水箱內(nèi),安全性好。但增加了水箱的容積,同時增加了結(jié)構(gòu)的荷重,此法在實際應(yīng)用中有一定困難。

(2)在地下層設(shè)置水泵作為轉(zhuǎn)輸泵,從貯水池內(nèi)抽水向上轉(zhuǎn)輸流量。發(fā)生火災(zāi)時,先開轉(zhuǎn)輸泵,再開最高分區(qū)的消防水泵,對水泵的控制要求較高。雖然安全性要差一些,但減少了結(jié)構(gòu)的荷重,系統(tǒng)簡單。轉(zhuǎn)輸水泵的壓水管可以接至最高區(qū)水泵的吸水管上,轉(zhuǎn)輸流量進入中間水箱在火災(zāi)初期消防流量未達到全流量時,可能會出現(xiàn)從水箱中溢流一部分水量,一般情況下不采用。但是當中間水箱設(shè)置的高度能夠以重力流保證本分區(qū)的消防水壓時,轉(zhuǎn)輸流量可進入中間水箱。高位水箱的重力流給水安全性更好,系統(tǒng)更簡單。

3.當建筑高度超過200m,小于250m 時,有4 個豎向分區(qū)出現(xiàn), I、II 分區(qū)可以采用并聯(lián)給水方式,III、IV 分區(qū)可以采用減壓給水方式。給水系統(tǒng)總體是串聯(lián)給水方式。

4.當建筑高度超過250m 時,可以根據(jù)實際情況選擇合理的給水方式,給水系統(tǒng)總體是串聯(lián)給水方式。并且應(yīng)按《高規(guī)》規(guī)定,采取特殊的防火措施,由消防主管部門組織專題研究、論證。

二、建筑消防給水系統(tǒng)存在的一些問題

(一)大空間的消防給水

在消火栓給水系統(tǒng)中,常規(guī)的消火栓水槍在地面操作時,其充實水柱已無法達到大空間的上部著火部位。若增加栓口處的水壓力,勢必使水槍的反作用力加大,消防人員無法操作。在這種情況下如大型展覽館、室內(nèi)體育館等,有采用消防水炮裝置的,但具體的設(shè)計要求不夠明確。

在自動噴水滅火系統(tǒng)中,設(shè)置噴頭的高度太大不利于噴頭的啟動,也造成噴頭的落水無足夠的作用力穿透火焰上部。目前,國內(nèi)規(guī)范明確室內(nèi)凈空高度超過的大空間建筑物,在其頂板或吊頂下可不設(shè)噴頭。而今,世界上噴頭技術(shù)的發(fā)展較快,出現(xiàn)了很多特殊場合使用的噴頭。問題是如何將其應(yīng)用。

大空間的場所如建筑的中庭設(shè)置消防給水防止火災(zāi)的蔓延也是值得重視的問題。在建筑回廊外側(cè)采用水幕給水系統(tǒng)效果故然很佳,但用水量過大,實際工程應(yīng)用困難?，F(xiàn)采用了防火卷簾與噴淋加密保護。但是,作為噴淋加密方式使用的是閉式噴頭,效果到底如何很難確定。在加密噴頭的作用、噴頭布置間距、水量計算、給水延續(xù)時間等問題上,至今存在著不同的意見。

(二)水力報警閥的設(shè)置

建筑物規(guī)模出現(xiàn)了建筑高度的不斷上升和單層面積的增大這對于自動噴水滅火系統(tǒng)中水力報警閥的設(shè)置位置提出了問題。它主要表現(xiàn)在報警閥是集中還是分散設(shè)置、報警閥控制的噴頭數(shù)量、閥體的工作壓力等問題。

針對水力報警閥的功能及系統(tǒng)發(fā)生的變化,現(xiàn)提出了將報警閥移至樓層上,以減少過路的水平管和立管數(shù)量,降低閥體的工作壓力,有利于節(jié)省投資。還推出了,將報警閥設(shè)計二組成并聯(lián)方式,一用一備,不受噴頭數(shù)量的限制,保證整個消防給水系統(tǒng)的可靠性。

三、結(jié)語

選擇合理的給水方式是高層建筑消防給水系統(tǒng)的關(guān)鍵,它直接影響到消防給水系統(tǒng)的有效使用和工程造價。消防給水系統(tǒng)中存在的這些主要問題,在借鑒國外資料、吸收新技術(shù)的同時,應(yīng)根據(jù)我國的國情經(jīng)濟能力,總結(jié)成功的經(jīng)驗,投入力量深化解決出現(xiàn)的問題。這樣我國的消防給水技術(shù)水平必會提高到新的高度。

(作者單位:廣東省第五建筑工程有限公司)