淺談建筑消防給水設(shè)計(jì)

摘 要：隨著我國改革開放，經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的高層建筑矗立于現(xiàn)代都市之中，高層建筑火災(zāi)形勢(shì)也越來越嚴(yán)重。高層建筑火災(zāi)立足于自救，高層建筑消防給水系統(tǒng)的可靠性將直接影響到火災(zāi)的撲救效果。然而消防給水方式的正確選擇是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問題。

關(guān)鍵詞：消防給水；分壓；高層建筑

改革開放以來，國內(nèi)高層建筑日益增多，消防給水技術(shù)也日臻成熟。給水方式的選擇是高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，往往決定著系統(tǒng)的成功與失敗。高層建筑的防火問題是我們共同面臨的難關(guān)，本文淺談如何設(shè)計(jì)建筑消防給水系統(tǒng)的幾個(gè)重要步驟。

一、高層建筑消防給水管網(wǎng)的合理分區(qū)

高層建筑消防給水系統(tǒng)分區(qū)應(yīng)考慮的主要原則：

（一）符合《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定室內(nèi)消火栓處靜壓不應(yīng)超過0.8MPa，及《自動(dòng)噴灑給水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定自動(dòng)噴灑滅火系統(tǒng)壓力不超過1.2MPa。

（二）結(jié)合建筑物的功能分區(qū)，使其有利于使用和管理。

（三）與其它專業(yè)協(xié)調(diào)，盡量共同設(shè)置設(shè)備層。

（四）盡量使高區(qū)消防管網(wǎng)的靜壓達(dá)到規(guī)范的規(guī)定，低層盡量使用市政給水管網(wǎng)直接供水，以減少靜水壓。

高層建筑消防水量是按同時(shí)開放的消火栓數(shù)量及出水流率計(jì)算，與立管所供樓層的多少無直接關(guān)系。當(dāng)建筑方案確定后，高區(qū)消防水泵的流量、揚(yáng)程、配電機(jī)等是一定的，應(yīng)充分?jǐn)U大高區(qū)供水范圍，以充分發(fā)揮消防水泵作用，相應(yīng)減少低區(qū)的消防供水壓力，達(dá)到節(jié)能和節(jié)省設(shè)備投資的目的。因此，高層建筑消防給水分區(qū)時(shí)，盡量加大高區(qū)的供水高度，相對(duì)減少低區(qū)的供水高度，這是一項(xiàng)合理、有效、節(jié)能、節(jié)約投資的技術(shù)措施。

二、高層建筑消防給水的方式

（一）高位水箱加消防泵供水方式

此供水方式特點(diǎn)是：消火栓和噴頭工作初期可由消防水箱直接供水，消防泵啟動(dòng)后則由消防泵單獨(dú)供水，這是目前設(shè)計(jì)中常用而有效的供水形式。但在建筑方案制定時(shí)，往往難以滿足消防對(duì)水箱架設(shè)高度的要求，使水箱的靜水高度不能滿足最高層消火栓和自動(dòng)噴灑的水壓要求（“高規(guī)”修改稿要求：高位水箱設(shè)置高度應(yīng)保證頂層消火栓處靜水壓不低于0.07MPa），這就限制了這一給水方式的合理應(yīng)用。但從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，高位水箱供水方案仍應(yīng)優(yōu)先考慮，當(dāng)確受建筑條件制約而達(dá)不到消防要求的水箱架設(shè)高度時(shí)，應(yīng)另尋輔助措施解決，如采用在高位水箱出水管上加設(shè)管道泵或加設(shè)氣壓罐等辦法，但應(yīng)注意保證管網(wǎng)的常壓同時(shí)，亦應(yīng)保證火災(zāi)初起時(shí)的消防水流量及壓力。

高位水箱消防給水方式的主要缺點(diǎn)是，火災(zāi)初期消防管網(wǎng)易出現(xiàn)超壓，會(huì)造成消防工作困難和消防設(shè)備損壞。因此，工程中常采用加設(shè)泄壓閥或選用變頻泵等措施。

（二）氣壓罐給水方式

氣壓罐給水方式是近幾年發(fā)展起來的，其特點(diǎn)是氣壓罐的設(shè)置位置不受建筑條件的制約，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求分別設(shè)于建筑物的頂層、中間層、地下室以及室外等處。但是，按現(xiàn)已報(bào)批的“高規(guī)”修改稿的要求，氣壓罐供水時(shí)若沒有10min消防水量的調(diào)節(jié)容積，也應(yīng)設(shè)置高位水箱，這時(shí)的高位水箱架設(shè)高度不一定必須達(dá)到前述的標(biāo)準(zhǔn)高度。一般情況下，要使氣壓罐貯存10min的消防水量會(huì)因投資激增而難以做到。所以，實(shí)際工程中氣壓罐供水并不能代替高位水箱，而只是一個(gè)補(bǔ)充措施，這是選用本方案時(shí)特別應(yīng)注意的問題。

（三）變頻調(diào)速水泵加氣壓罐聯(lián)合供水方式

變頻調(diào)速水泵是通過水泵轉(zhuǎn)速的改變達(dá)到流量調(diào)節(jié)的目的。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)選用時(shí)，需要確定消防管道系統(tǒng)阻力特性曲線，即

H=H st 十S·Q 2 （1）

從圖1看式中H st ——消防管網(wǎng)需保持的常壓，MPa

H y ——最不利消火栓栓口與水泵水池水面幾何高差，MPa

H c ——最不利消火栓栓口所需最小壓力，MPa

從式（1）可看出：當(dāng)流量Q=0時(shí)，H=H st ，即流量Q自零至最大變化時(shí)，均可使水泵的揚(yáng)程等于或高于消防管網(wǎng)所需要的正常壓力，而消防管網(wǎng)最不利點(diǎn)處的壓力保持不變，這就解決了火災(zāi)初期采用定水量水泵易出現(xiàn)超壓的問題。同時(shí)，由于變速泵高效區(qū)范圍增大，從而為恒壓變流量水泵在消防給水方面的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，但是為了維持消防管網(wǎng)的常壓需有一臺(tái)水泵做長期的、流量幾乎等于零的恒壓運(yùn)行。由于水泵葉輪與水的摩擦使水的溫度升高，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致泵殼折裂和變形，為此工程中常采用恒壓變量水泵加小泵加氣壓罐的聯(lián)合供水方式。采用此種方式供水時(shí)，該區(qū)下部各層應(yīng)設(shè)減壓節(jié)流設(shè)備，以防止無為的流量增加，同時(shí)也是防止水泵超加速運(yùn)行。

三、高層建筑消防給水分區(qū)的劃分

在消防水泵房、屋頂高位水箱及各區(qū)中間消防水箱的位置確定后，就可以在它們之間進(jìn)行進(jìn)一步的分區(qū)。

對(duì)于室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)，為了便于消防隊(duì)員操作以及防止消防儲(chǔ)水在短時(shí)間內(nèi)被耗盡、達(dá)到均衡配水的目的，消火栓栓口處的靜水壓力不應(yīng)大于0.8mPa，亦即當(dāng)消防水箱最高水位與最低消火栓之間的垂直距離大于80m時(shí)，應(yīng)采用分區(qū)供水的給水方式，當(dāng)消火栓栓口處的出水壓力大于0.50mPa時(shí)，在消火栓處應(yīng)設(shè)減壓裝置，如減壓孔板、減壓閥等，也可以直接采用減壓式消火栓。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的豎向分區(qū)宜與室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)相近。為保證供水的均勻性，將每個(gè)豎向分區(qū)再劃分成若干個(gè)小分區(qū)，每個(gè)小分區(qū)由獨(dú)立的報(bào)警閥控制，小分區(qū)的最高噴頭與最低噴頭之間的垂直高差控制在50m以內(nèi)，并在入口壓力大于0.42mPa的入口管上設(shè)減壓孔板或減壓閥。另外報(bào)警的工作壓力應(yīng)控制在1.20mPa以下。

室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的平面分區(qū)宜與防火分區(qū)一致，盡量做到區(qū)界內(nèi)不出現(xiàn)兩個(gè)以上的系統(tǒng)的交叉。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)每套濕式報(bào)警閥組所控制的噴頭數(shù)不應(yīng)超過800個(gè)；干式報(bào)警閥不應(yīng)超過500個(gè)，管網(wǎng)容積不應(yīng)超過3000L。

四、結(jié)語

從上述的分析我們可以知道：安全可靠是最重要的，但要在保證安全的同時(shí)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理，盡量節(jié)省投資，使得維修管理方便，我們還要在設(shè)計(jì)當(dāng)中認(rèn)真考慮，細(xì)心比較，這樣才能把工程做得更完善。

本文所提及的，有些屬于對(duì)實(shí)際工程總結(jié)，有些則屬于理論上的探討，可能有許多不當(dāng)之處，敬請(qǐng)各位專家指證。

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