高層建筑消防給水設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考

張海龍

【摘 要】對于現(xiàn)代建筑而言，尤其是高層建筑，存在人員疏散難、撲救難度大等特點(diǎn)，給消防工作帶來了一定的難度。隨著消防問題越來越受到重視，建筑給排水中的消防問題也日益成為施工中需要專注的課題之一。本文對此進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；給排水；消防

一、前言

隨著消防問題越來越受到重視，建筑給排水中的消防問題也日益成為施工中需要專注的課題之一。特別是對于高層建筑而言，現(xiàn)代城市建筑日趨向高空發(fā)展，高層建筑的數(shù)量越來越多。髙層建筑的出現(xiàn)，在一定程度上既說明了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，又標(biāo)志著城市的發(fā)展。然而，高層建筑的消防問題卻是現(xiàn)代城市管理一個難點(diǎn)，高層建筑由于其高度、面積及功能等方面特征，施工中對其消防設(shè)計(jì)提出了很高的要求，特別是防火安全的設(shè)計(jì)。一旦高層建筑發(fā)生火災(zāi)，其危險性特別大。由于火災(zāi)的隱患多，在高層建筑中引發(fā)的火災(zāi)火勢必然很猛，蔓延得也特別快，人員疏散也有一定的難度，2008年1月2日，新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市發(fā)生了一起火災(zāi)，這是自新中國成立以來，經(jīng)濟(jì)損失最為嚴(yán)重的高層建筑火災(zāi)。發(fā)生火災(zāi)的是德匯國際廣場，此次火災(zāi)導(dǎo)致3名消防隊(duì)員和2名群眾死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失3億元人民幣。可見，高層建筑消防給水設(shè)計(jì)的重要性。目前開發(fā)商在消防給水方面投資不少，但是由于設(shè)計(jì)方面的欠缺，使得不少高層建筑在消防方面存在著諸多隱患，給在高層建筑里生產(chǎn)生活的人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來威脅。因此，掌握好消防給水設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)方法至關(guān)重要，在設(shè)計(jì)時尤其要注重以下幾個問題。

二、高層建筑消防給水設(shè)計(jì)

本工程為大廈，總建筑面積為11000 m2，建筑高度為47 m。地下室為儲藏室與設(shè)備用房，地上1-4層為辦公樓，其余為普通住宅。本工程屬于二類高層商住樓建筑，設(shè)有生活給水系統(tǒng)、生活污水系統(tǒng)、消火栓給水系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)。

1、消防水源

系統(tǒng)前期滅火用水由屋頂20 m3消防水箱保證。消防水池能夠保證市政給水管網(wǎng)兩路進(jìn)水，室外消防用水量可不計(jì)入消防貯水量。

2、消防水池

由于城市用地比較緊張，大多數(shù)髙層建筑使用地下箱式基礎(chǔ)作為儲水池，這樣既可以節(jié)約地面以上的用地，又充分使用了地下室可利用的面積。水池和水泵房設(shè)置在地下室還可以滿足消防水泵自灌的要求，有利于消防水泵及時地動。消防水池用于無室外消防水源的情況下，貯存火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)的室內(nèi)消防用水量。在日常設(shè)計(jì)中，為了避免消防用水常年不用而變質(zhì)，經(jīng)常將消防水池設(shè)計(jì)為生活、消防用水合用水池；但對于功能復(fù)雜的高層建筑來說，水池內(nèi)生活用水量與消防儲水量相差懸殊，水質(zhì)仍無法保障。總之，生活、消防用水是合用還是分設(shè)，還要綜合考慮建筑物的用水量分配等多種因素，從中選擇最佳方案。消防貯水池的消防貯存水量，可按下式計(jì)算-

Vf=3.6（Qf-Ql）*Tx

式中符號表示意義為：Vf—消防水池貯存消防水量；Qf —室內(nèi)消防用水量與室外給水管網(wǎng)不能保證的室外消防用水量之和，QL—市政管網(wǎng)可連續(xù)補(bǔ)充的水量；Tx —火災(zāi)延續(xù)時間。

本工程中由于存在自動噴水滅火系統(tǒng)，所以，在計(jì)算消防水池的有效容積時，要考慮到自動噴水滅火系統(tǒng)的用水量。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的火災(zāi)延續(xù)時間取值為2小時，自動噴水滅火系統(tǒng)的火災(zāi)延續(xù)時間取值為1小時，代入公式計(jì)算，得到消防水池的有效容積為278 m3，其中自動噴水滅火系統(tǒng)1小時的用水量為134 m3。為安全起見，消防水池的設(shè)計(jì)容積為280 m3。

3、消防水箱

消防水箱對撲救初期火災(zāi)起著重要作用，為確保其自動供水的可靠性，應(yīng)在建筑物的最高部位設(shè)置重力自流的消防水箱；消防用水與其他用水合并的水箱，應(yīng)有消防用水不作他用的技術(shù)措施。消防水箱應(yīng)儲存10min的消防用水量。當(dāng)室內(nèi)消防用水量小于等于25 L/s，經(jīng)計(jì)算消防水箱所需消防儲水量大于12m3時，仍可采用12m3；當(dāng)室內(nèi)消防用水量大于25 L/S，經(jīng)計(jì)算消防水箱所需消防儲水量大于18 m3時，仍可釆用18立方米。消防水箱的消防貯水量，可按下式計(jì)算

Vx = 0.6Qx

式中符號表示意義為：Vx—消防水箱貯存消防水量；Qx—室內(nèi)消防用水總量。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)采用臨時高壓給水系統(tǒng)時，應(yīng)設(shè)高位消防水箱。因此，本工程中設(shè)有高位消防水箱，置于該樓的屋頂。消防水箱的貯水量按上述公式計(jì)算確定，計(jì)算得到消防水箱的有效容積為18 m3。為安全起見，消防水箱的設(shè)計(jì)容積為20m3。

4、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在高層建筑的室內(nèi)設(shè)置消火栓給水系統(tǒng)，一般需要很多的設(shè)備，比如：消火栓、水槍、管帶、消防管道、消防卷盤、消防水箱、消防水池、水泵結(jié)合器、增壓水泵及遠(yuǎn)距離啟動消防水泵等。這些設(shè)備都是缺一不可的，而且質(zhì)量的好壞關(guān)系到使用的效果，因此，在這些硬件設(shè)備上是一點(diǎn)都不可馬虎和掉以輕心。消火栓給水系統(tǒng)所需水壓為0.70 MPa。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，消火栓口的靜水壓力大于1.00 MPa時，應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)。故本工程中消防給水系統(tǒng)不分區(qū)，整棟建筑采用同一消防給水系統(tǒng)供水。消火栓給水系統(tǒng)由高位水箱和消防泵聯(lián)合供水。系統(tǒng)前期滅火用水由屋頂水箱提供，而后由地下室的消防泵組提供。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定：室內(nèi)消火栓水量q=20L/s；室外消火栓水量q=20 L/s；每支水槍最小流量5 L/s；每根豎管最小流量10L/s，火災(zāi)延續(xù)時間2 h。選擇口徑為65 mm的消火栓，噴嘴直徑d=19 mm，水龍帶長度25 m。水槍的充實(shí)水柱長度可按公式Sk=（H1-H2）sin α。式中符號表示意義為：Sk -水槍的充實(shí)水柱長度；H1-被保護(hù)建筑物的層高；H2 -消火栓安裝高度，一般為1.1m；a—水槍上傾角，一般為45°，若有特殊困難，可適當(dāng)加大，但考慮到消防人員的安全和撲救效果，水槍的最大上傾角不應(yīng)大于60°在本工程中，被保護(hù)建筑物的層高H1=4.2m；消火栓安裝高度H2=1.1 m；水槍上傾角a=45°。因此，計(jì)算得到：水槍的充實(shí)水柱長度為4.37。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，不小于10m，設(shè)計(jì)取12m。

5、自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可參考以下程序：確定設(shè)置場所的火災(zāi)危險等級；選擇系統(tǒng)類型；確定設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)；選擇和布置噴頭；進(jìn)行管網(wǎng)布置并繪制管網(wǎng)平面布置圖和軸測圖；進(jìn)行管網(wǎng)水力計(jì)算；校核設(shè)計(jì)作用面積內(nèi)的平均噴水強(qiáng)度；選擇減壓裝置；選擇消防水泵；確定消防水箱（或水塔）的容積和設(shè)置高度；確定水泵接合器的型號和設(shè)置數(shù)量；確定消防水池容積。自噴系統(tǒng)按中危險I級進(jìn)行設(shè)計(jì)，噴水強(qiáng)度為q=6.0 L/ （min * m2），作用面積S=160m2，自噴用水量為37L/s，火災(zāi)延續(xù)時間為一小時。計(jì)算原理參照《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》.計(jì)算方法為：（1）噴頭的出流量，根據(jù)公式，噴頭的出流量為80 L/min。（2）流速。V =4Q/πDj2式中符號表示的意義為：V—管段流速，Q—管段流量； Dj—管道的計(jì)算內(nèi)徑。計(jì)算結(jié)果：所選作用面積：172.6平方米?？偭髁浚?7.08 L/s.平均噴水強(qiáng)度：12.89 L/（min*m2）。入口壓力：31.03米水柱。計(jì)算得到自噴系統(tǒng)所需工作壓力為0.58 MPa，由地下室噴淋泵加壓供給。前期自噴用水量由屋頂消防水箱保證。

三、結(jié)語

總之，高層建筑住戶數(shù)密集，消防隱患更大，更復(fù)雜多樣，相較于一般建筑的消防給水設(shè)計(jì)，有著更高，更為特殊的技術(shù)要求。一旦發(fā)生火災(zāi)，將給國家財(cái)產(chǎn)人民生命帶來巨大損失。為了確保建筑消防設(shè)施能有效的控制和撲滅火災(zāi)，作為建設(shè)設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該及時學(xué)習(xí)新規(guī)范， 對具體工程項(xiàng)目的消防給水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，共同提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王海權(quán) . 高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J]. 武警學(xué)院學(xué)報 ，2010，（2）.

[2]李春陽.高層建筑消防給水系統(tǒng)淺析[J].價值工程，2011，（3）.

[3]蔣白爵 ，李亞鋒.給水排水管道設(shè)計(jì)計(jì)算與安裝 [M].北京 ：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[4]黃明明，張?zhí)N華.給水排水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)施手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.