國家規(guī)范更新對消火栓給水設(shè)計的影響分析

胡明臻,韓增民,武永愛

(1.山東凱泰科技股份有限公司，山東 青島 266011；2.聊城市交大科技園實業(yè)有限公司，山東 聊城 252000；3.山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院，山東 淄博 256414)

近年來,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步,高層住宅建筑呈現(xiàn)出“愈來愈高”和“愈來愈密”的趨勢。為切實保障廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全,遵照國家有關(guān)基本建設(shè)方針和“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的消防工作方針[1],中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合有關(guān)部門適時對原有規(guī)范進(jìn)行修訂或者推出全新規(guī)范。新舊規(guī)范的更新變化,勢必對工程設(shè)計工作產(chǎn)生一定的影響。筆者結(jié)合工作過程中的具體設(shè)計實例,對比分析消防相關(guān)規(guī)范更替對高層建筑消防給水設(shè)計的影響。

1 工程概況

已建工程設(shè)計實例a：某市A小區(qū)E08#住宅樓(以下簡稱“工程實例a”)；新建工程設(shè)計實例b：某市B小區(qū)12#住宅樓(以下簡稱“工程實例b”)。工程實例概況見表1。

表1 工程實例概況

2 建筑分類

自2005年以來,關(guān)于高層建筑的防火規(guī)范共有兩版。2015年5月1日以前消防設(shè)計依據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB 50045—95)》[2](2005年版)(以下簡稱“高規(guī)”)。2015年5月1日以后消防設(shè)計依據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB 50016—2014)》[3](以下簡稱“防火規(guī)”)。工程實例a施工圖審查完成時間為2012年12月,根據(jù)“高規(guī)”第3.0.1條,為二類高層居住建筑。工程實例b施工圖審查完成時間為2018年9月,根據(jù)“防火規(guī)”第5.1.1條,為二類高層住宅建筑,工程實例a、b火災(zāi)危險性分類和建筑防火類別可以確定為同類。

3 建筑物消火栓設(shè)計用水量比較分析

由工程概況可知,兩個工程實例的室外消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計用水量取值一樣,均為15 L/s。工程實例a的室內(nèi)消火栓設(shè)計用水量為20 L/s,依據(jù)為“高規(guī)”第7.2.2條及消火栓給水系統(tǒng)的用水量表7.2.2[2]；工程實例b的室內(nèi)消火栓設(shè)計用水量為10 L/s,依據(jù)為《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范(GB 50974—2014)》(以下簡稱“消水規(guī)”)第3.5.2條及表3.5.2建筑物室內(nèi)消火栓設(shè)計流量[1]。比較可知a、b工程室內(nèi)消火栓設(shè)計用水量差別較大,分析其原因：高層建筑消火栓給水系統(tǒng)的設(shè)計用水量,應(yīng)根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場用水量統(tǒng)計資料和消防供水保障能力并結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,經(jīng)綜合考慮確定。受早期消防車供水能力和消防登高車最大工作高度的限制,消防救援設(shè)施協(xié)助供水能力有限,故工程實例b的室內(nèi)消火栓設(shè)計用水量取值比工程實例a小。在同類高層建筑消防給水設(shè)計中,火災(zāi)延續(xù)時間2.0 h的消防水池有效水容積減小了72 m3,消防水泵的配電負(fù)荷也有所減小,更好地實現(xiàn)了節(jié)地、節(jié)電。

4 室內(nèi)消火栓的布置比較分析

依據(jù)“高規(guī)”第7.4.2條,消防豎管的布置,應(yīng)保證同層相鄰兩個消火栓的水槍的充實水柱同時達(dá)到被保護(hù)范圍內(nèi)的任何部位[2],工程實例a每個單元每層設(shè)置2個消火栓。依據(jù)“消水規(guī)”第7.4.6條,建筑高度小于或等于54 m且每單元設(shè)置一部疏散樓梯的住宅[1],室內(nèi)消火栓的布置可采用1支消防水槍的1股充實水柱到達(dá)室內(nèi)任何部位[1],工程實例b每個單元每層設(shè)置1個消火栓。對比發(fā)現(xiàn),本類工程關(guān)于室內(nèi)消火栓的布置條款變化很大。通過反復(fù)閱讀“消水規(guī)”并未找出變化原因。而“高規(guī)”條文說明關(guān)于消火栓的布置[2]分析中提到：一支水槍撲救初期火災(zāi)的保證率約為40%,兩支水槍撲救初期火災(zāi)的保證率約為65%。

高層民用建筑具有火勢蔓延快、疏散難度大、撲救困難、火災(zāi)隱患多、事故后果嚴(yán)重等特點,必須設(shè)置有效的滅火系統(tǒng)?；馂?zāi)的發(fā)生具有時空的不確定性,任何人無法預(yù)測火災(zāi)何時發(fā)生,也無法預(yù)測火災(zāi)發(fā)生的部位。室內(nèi)消火栓在平時維護(hù)和管理過程中難免出現(xiàn)疏漏,以致某個消火栓在火災(zāi)發(fā)生時不能正常使用。假若此種情況發(fā)生在工程實例b中,那么該單元該樓層的火災(zāi)將無法實施有效撲救；若發(fā)生在工程實例a中,那么該單元該樓層的火災(zāi)撲救還有大約40%的保證率。合理布置室內(nèi)消火栓是有效保證撲救初期火災(zāi)的重要因素,對同類工程設(shè)計工作多次比較分析后,認(rèn)為此類工程按照“同層相鄰兩個消火栓的水槍的充實水柱同時達(dá)到被保護(hù)范圍內(nèi)的任何部位”進(jìn)行設(shè)計更加安全。

5 對“消水規(guī)”第7.4.12.2款的建議

“消水規(guī)”第7.4.12.2款規(guī)定“高層建筑消火栓栓口動壓不應(yīng)小于0.35 MPa,且消防水槍充實水柱應(yīng)按13 m計算”[1]。根據(jù)以往多個工程設(shè)計實例計算,水槍的充實水柱取值13 m時,消火栓栓口壓力Hxh比此條款小很多；消火栓栓口動壓為0.35 MPa 時,消防水槍充實水柱遠(yuǎn)大于13 m。下面就此問題依據(jù)《建筑給水排水工程》[4]第七版(以下簡稱“教材”)中消火栓栓口所需水壓計算公式：Hxh=Hq+hd+Hk和《給水排水設(shè)計手冊》[5]第2冊(以下簡稱“手冊”)中不同噴嘴口徑的壓力和流量表,對配置DN65消火栓，直徑65 mm長25 m水帶，19 mm噴嘴水槍的栓口壓力進(jìn)行計算分析,見表2。

表2 消火栓栓口所需水壓計算

從表中可以看出,水槍的充實水柱Sk=13.0 m時,配襯膠水帶的栓口壓力Hxh=0.235 MPa,配麻質(zhì)水帶的栓口壓力Hxh=0.256 MPa,麻質(zhì)水帶的比阻在常用水帶中屬偏大者,設(shè)計者一般首選襯膠水帶。顯然配麻質(zhì)水帶的消火栓栓口壓力計算值已比規(guī)范中要求的最低值0.35 MPa小很多。在設(shè)計中,滿足“消水規(guī)”對水槍的充實水柱要求下,栓口壓力按計算取值,能有效減小消防水泵揚(yáng)程,降低供水管道工作壓力,節(jié)約建設(shè)成本。因此，建議本條款明確哪些影響因素致使栓口動壓不應(yīng)小于0.35 MPa。

6 結(jié) 語

通過工程設(shè)計實例的對比分析,認(rèn)為消防給水設(shè)計新規(guī)范有優(yōu)點也有不足。規(guī)范中二類高層住宅建筑室內(nèi)消火栓設(shè)計用水量取值變小,能滿足滅火要求,讓建筑更綠色節(jié)能；每個單元樓層消火栓的設(shè)置數(shù)量減少,在最不利情況下,難以實現(xiàn)初期火災(zāi)的有效撲救；對于高層建筑消防水槍充實水柱應(yīng)按13 m 計算,而消火栓栓口動壓不應(yīng)小于0.35 MPa提出建議。