浅谈高层民用建筑消防给水设计常见问题

按建筑高度来分: 有分区给水和不分区给水形式。《高层民用建筑设计防火规范》第 7. 4. 6. 5 条规定: “当消火栓栓口的静水压力不大于 1. 0 MPa 时,采用不分区给水形式, 当消火栓栓口的静水压力大于 1. 0 M Pa时, 采用分区给水形式“。分区供水方式又包括:并联分区供水方式; 串联分区供水方式;减压阀分区供水方式。

1、并联分区供水方式:各个分区自成体系, 互不干扰,使系统更加安全可靠,但系统造价高, 水泵数量多,维护管理较困难。

2、串联分区供水方式: 各区水泵压力相近或相同, 无高压泵, 高压管道;但水泵数量多, 水泵分散布置, 维护管理困难, 系统造价高。

3、减压阀分区供水方式:系统简单, 造价低, 维护管理方便, 建议尽量采用此种供水方式。此种供水方式既经济又安全,但对减压阀的要求较高,应采用可调式减压阀或比例式减压阀, 设定阀后压力并保持恒定。此种供水方式只需一套消防水泵, 一套水泵接合器, 一座高位消防水箱, 一套电控设备,可大大降低消防系统造价。

二、在消防电梯前室内布置消火栓的问题

按照我国现行的《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045 -95( 2005年版 ) (以下简称《高规》)及《建筑设计防火规范》GB 50016-2006(以下简称《建规》 )要求, 消防电梯间前室内应设置消火栓, 但是该消火栓能否计算在布置数量范围内呢?《高规》并未明确说明,《建规》条文说明里明确说明: 消防电梯前室是消防人员进入室内扑救火灾的进攻桥头堡, 为方便消防人员向火场发起进攻或开辟通路, 消防电梯间前室的消火栓与室内其他的消火栓一样, 无特殊要求, 但不计入消火栓总数内。而《全国民用建筑工程设计技术措施--给水排水》2009版 (以下简称《措施》)中却说:消防电梯前室消火栓可计算在布置数量范围内。因此在多层民用建筑中消防电梯前室消火栓不得计算在布置数量范围内, 而在高层民用建筑中由于规范并未明确做法, 各地做法也不尽相同。而笔者认为, 能否计算在布置数量范围内关键要看消防电梯间的消火栓如何使用以及前室采用何种防烟措施。

1、消防电梯前室消火栓只用于前室, 即专用。功能有: 用于消防电梯前室灭火; 打开消防通道、便于消防人员救人和抢救财产; 向消防人员身上淋水降温以减少辐射热对消防人员的影响。这时水带长度不宜过长, 以防水带打结难以打开, 前室可采用自然排烟方式。此时前室消火栓不计入同层消火栓总数。

2、消防电梯前室消火栓除用于前室,还用于除前室外的其他部位的火灾扑救, 即兼用。这时功能除上述的三种情况外, 还增加消防电梯前室外的灭火。此时, 水带长度应为 20m或 25m, 前室必须设有正压送风, 以免烟气进入影响人员疏散。此时前室消火栓可计入同层消火栓总数。

因此笔者认为前室消火栓除用于前室, 还可用于除前室外其他部位的火灾扑救, 但是前提是前室是否采用加压送风。

三、消防给水系统的超压问题

《高规》第 7. 5. 6 条规定:“高层建筑给水系统应采取防超压措施”。消防给水系统的超压是指系统内的水压超过其工作压力限值, 造成管道、阀门、配件、附件、器材和设备的损坏, 影响消防给水系统正常运行的现象。超压问题在高层建筑消防给水中客观存在,应引起注意, 并采取防超压措施。造成消防给水系统超压的原因大致有以下情况:

1、按设计流量选消防水泵, 而水泵的流量--扬程曲线较陡直,当消防水泵在小流量运行时会出现超压。小流量运行指火灾初期和消防水泵自检时的情况。此时, 灭火设施出水量较小, 消火栓的水枪为 1 支~ 2支, 自动喷水灭火系统的喷头数为 1 个~ 4 个。

2、消防水泵从给水管网直接吸水,水泵扬程按给水管网的最低水压计算。水泵运行时如正逢给水管网的最高水压, 而给水管网的最低水压与最高水压相差较大时, 就会出现超压。

3、消防给水管网按最低位置的室内消火栓静水压力 0. 80 MPa进行竖向分区,管网未采取完善的减压措施, 当消防水泵启动时, 管网下部的消火栓会由于动压值大于静压值而出现超压。

4、消防水泵因故障或停电而突然停转,停泵水锤造成超压。

5、消防给水竖向分区采用减压阀分区给水方式,当减压阀因故障而关闭不严或旁通管上阀门失控时,会造成下区给水管网的超压。

6、稳压泵低位设置,其吸水管若引自高位水箱,当静水压力大于其工作压力时会出现超压。

7、消防给水竖向分区的上区和下区共用水泵接合器, 当防止串压的止回阀不严密时,下区会出现超压。

8、消防车车用消防泵串联运行向水泵接合器供水,造成室内消防给水管网超压。

四、防止消防给水系统超压的措施

1、选用流量--扬程曲线平缓的水泵, 其中值得推荐的是: 建筑消防特种泵( 原名切线泵) , 流量-- 扬程曲线特别平缓, 呈恒压状态。

2、采用多台水泵, 小流量时小泵运行或单泵运行, 大流量时大泵运行或多泵并联运行。

3、消防给水管网竖向分区时, 不按最低位置的室内消火栓静水压力 0. 80 MPa 进行分区, 适当留有余地;或按 0. 80 MPa值进行竖向分区,但采取相应有效的减压措施。

4、采用恒压变流量变频调速水泵供水,使水泵供水压力在流量变化时保持恒定。

5、消防水泵从给水管网直接吸水时, 以给水管网的最高水压对水泵的工作情况进行校核, 防止超压。

6、对采用减压阀分区的给水方式,当有可能因减压阀故障或旁通管阀门失控而造成超压时, 不设旁通管,同时减压阀采用串联设置方式。

7、稳压泵低位设置时,其吸水管从消防水池引来可以防止超压。

8、水泵出口处设置速闭止回阀等装置,可以有效防止停泵水锤。

9、提高整个消防给水系统的承压能力,使之在一般情况下出现的超压在提高承压能力后在允许工作压力范围内。

10、采取相应泄压和稳压设施,使超压值不致造成损害。泄压和稳压设施有回流管、安全阀、泄压阀、稳压阀、气压罐等。实践证明泄压阀反应灵敏、准确、可靠,可以有效防止因超压而造成的损害。

五、正确设置消防水池及保证高层建筑两路供水

通常在高层建筑中，在市政供水不能满足消防用水量要求或市政为单路进水时，规范都要求设置消防水池。计算消防水池容积时，应将火灾延续时间内室内各消防用水量之和减去市政进水管的补水量，补水时间可按最长的火灾延续时间计。如果要考虑室外消防用水量或是设置生活、消防共用水池，则还需要补充相应的用水量。当设置生活、消防共用水池时，不能利用建筑物的本体结构做水池池壁以及池底，以防止生活水质污染。对此，《强制性条文》中已经明令禁止，同理，如果高层建筑屋顶设有生活、消防共用水箱，也应满足该要求从消防水池接入水泵间的引入管应该保证不少于2 根，如果在接入泵房前就将引入管汇合为一，对消防水池而言，仅为单路供水，存在供水的安全隐患。同时，从消防水泵接入各消防管网的供水管也应保证两路。

建筑消防安全是重要的,建筑消防的目的就是以最可靠、最经济的方式,去抑制、扑灭随时发生的建筑火灾, 在满足建筑使用功能的同时确保人民生命、财产的安全。在现代建筑日新月异的今天, 如何做好建筑消防设计,是每一个设计人员值得重视的问题。

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