高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計淺析
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摘要：高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計關(guān)系到人民生命財產(chǎn)的安全，在整個建筑的設(shè)計中占有極其重要的位置。在高層建筑消防給水設(shè)計時不僅要滿足規(guī)范要求，而且還要考慮到實際應(yīng)用中的可行性與安全可靠性，這樣才能夠在突發(fā)火災(zāi)事故的處置中，以最小的代價取得最大的成效。本文研究的主要目的是為了明確高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計的重要性，通過提出一些改革的策略，來提升高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量，進而推動我國建筑事業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。通過對高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計進行改革，能在一定程度上提升高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計的整體水平。
關(guān)鍵詞：高層建筑；消防系統(tǒng)；設(shè)計實踐
隨著社會的進步與科學(xué)發(fā)展，城市人口的迅猛增長，建筑物的規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，對安全的需求越來越高。高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計的實踐與探討，已經(jīng)成為建筑設(shè)計的重要研究內(nèi)容，這樣的研究特點使得相關(guān)工作人員在高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計的過程中，需要對新型的消防設(shè)計方式和實踐探討模式進行探究和創(chuàng)新，方能增強高層建筑消防設(shè)計的整體水平。因此此次研究的內(nèi)容和提出的策略，對豐富高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計的改革內(nèi)容具有理論性意義，對指導(dǎo)當前高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計的改革方式具有現(xiàn)實意義。
1高層建筑消防系統(tǒng)在設(shè)計過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題
1．1消防水池設(shè)計問題
在高層建筑實際建設(shè)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)消防水池的有效容積比所需用水量偏小的問題。造成這一問題的主要原因是消防設(shè)計人員并未充分把握高層建筑的特性，對建筑火災(zāi)延續(xù)時間把握不準確?；诖祟惽闆r下，高層建筑的消防設(shè)計人員往往不能準確計算室內(nèi)外消防用水量，從而導(dǎo)致消防水池有效容積出現(xiàn)偏差［1］。除此之外，如消防水池有效容積出現(xiàn)偏小的問題，有可能是已有建筑進行改造造成的。如圖1所示，如果高層建筑處于和其他工程建筑共同使用一個消防水池的狀況下，根據(jù)新規(guī)范要求，原有建筑可能會增加自動噴水滅火系統(tǒng)，這將直接導(dǎo)致消防水池的有效容積無法滿足新的消防系統(tǒng)所需的消防用水量。
1．2消火栓設(shè)計問題
在出現(xiàn)火災(zāi)時，高層建筑室內(nèi)設(shè)置的消火栓往往是消防員進行取水實施滅火操作的主要裝置［2］。消火栓設(shè)置的數(shù)量和消火栓分布情況將會對消防員完成火災(zāi)的撲救操作和火勢管控產(chǎn)生重要的影響。但在日常生活中，經(jīng)常會發(fā)生消火栓的保護距離欠缺與消火栓閥門生銹等問題。在設(shè)計過程中，設(shè)計人員往往沒有仔細復(fù)核消火栓對建筑末端的保護距離，當火災(zāi)發(fā)生時，導(dǎo)致保護距離不夠，不能有效的撲救火災(zāi)，給人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成嚴重威脅。消火栓在實際使用過程中，常常受到閥門生銹或消防水帶損壞問題的困擾，如圖2所示，使消防救援人員錯過了滅火的最佳時機。此外，發(fā)生火災(zāi)后，消火栓主泵經(jīng)常會出現(xiàn)不能及時啟泵，出現(xiàn)此類問題是由于平時忽視對設(shè)備的維護檢查，未能及時發(fā)現(xiàn)問題隱患，將會對火災(zāi)的及時撲救造成影響［3］。
1．3給水壓力設(shè)計問題
對于高層建筑消防給水系統(tǒng)的設(shè)計，消防給水系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)超壓現(xiàn)象以及泄壓問題。消防給水出現(xiàn)超壓現(xiàn)象，實際上是指消防系統(tǒng)的實際工作壓力超過管網(wǎng)工作壓力限值的現(xiàn)象，容易造成消防設(shè)備和系統(tǒng)管網(wǎng)出現(xiàn)漏損和消防給水系統(tǒng)出現(xiàn)供水不均的問題。造成該問題的原因有很多，比如說消防系統(tǒng)中的出水流量比較低、系統(tǒng)垂直分區(qū)出現(xiàn)不合理設(shè)計等，都會對消防系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)造成不利影響［4］。然而給水超壓現(xiàn)象實質(zhì)上是消防給水系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，因此消防系統(tǒng)的設(shè)計人員需要采用一些泄壓措施來處理這個問題，設(shè)計中常常采用設(shè)置安全閥和泄壓閥［5］。對于消防水泵低流量的工況，管網(wǎng)壓力較大，消防水泵低流量空轉(zhuǎn)過熱，常采用設(shè)置超壓泄壓閥，將水回流至消防水池。對于采用減壓閥減壓分區(qū)供水的系統(tǒng)，在減壓閥后設(shè)置安全閥，以保證在減壓閥失效的情況下，安全閥能及時開啟，保證系統(tǒng)不出現(xiàn)超壓現(xiàn)象。因此在高層建筑消防給水系統(tǒng)的設(shè)計過程中，消防設(shè)計人員應(yīng)該選擇合理的泄壓措施，以提升消防管網(wǎng)的安全性，保證消防系統(tǒng)的正常運行。
1．4自動噴淋設(shè)計出現(xiàn)問題
在進行高層建筑的消防給水系統(tǒng)的設(shè)計時，自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計是高層建筑消防設(shè)計的主要內(nèi)容，但依舊存在缺乏合理性的問題。根據(jù)規(guī)范要求，凈空高度大于800mm的悶頂內(nèi)，當悶頂內(nèi)敷設(shè)的配電線路采用不燃材料套管或封閉金屬線槽保護時，可不設(shè)置灑水噴頭。設(shè)計人員往往沒有與電氣專業(yè)溝通協(xié)調(diào)，導(dǎo)致悶頂內(nèi)沒有設(shè)置噴頭，而電氣專業(yè)也未說明配電線路需要采用不燃材料保護，從而留下了消防安全隱患。另外，自動噴水滅火系統(tǒng)的管材防腐施工不到位，導(dǎo)致許多建筑的噴淋管道都出現(xiàn)了不同程度的腐蝕現(xiàn)象，嚴重影響了整個系統(tǒng)的安全運行。
2高層建筑進行消防系統(tǒng)設(shè)計研究現(xiàn)況
2．1總體規(guī)劃布局設(shè)計
近些年，伴隨著整個經(jīng)濟市場的高速發(fā)展，居民更加注重生活質(zhì)量的提升。消費者在進行建筑物選購的過程中，不但會考慮高層建筑物本身所具有的功能，還會全面考慮建筑物周邊環(huán)境的整體舒適度、建筑物的美觀性。因此建筑企業(yè)在進行建筑設(shè)計的過程中，建筑設(shè)計人員需要注意建筑整體環(huán)境問題，盡可能將建筑的整體設(shè)計與高層建筑的社區(qū)設(shè)計、建筑街道設(shè)計結(jié)合在一起。綠色園林類景觀設(shè)計在高層建筑工程的設(shè)計過程中已經(jīng)被廣泛使用，雖然這些景觀可以使建筑工程演變?yōu)榻ㄖ后w工程，有效的提升高層建筑的整體美感，但是一些景觀也會對高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計產(chǎn)生不利影響，比如說影響爬梯建設(shè)、消防通道比較狹窄等。根據(jù)高層建筑各個區(qū)域的功能需求設(shè)計不同的滅火系統(tǒng)。一些含電器設(shè)備的房間用水系統(tǒng)滅火可能會對設(shè)備造成損傷，甚至會造成一定的危險，所以采用氣體滅火系統(tǒng)，這樣會減輕對該設(shè)備的損壞。如高層建筑商業(yè)區(qū)有較多的店鋪，而店內(nèi)多為可燃的物品，使用水噴淋系統(tǒng)便可以達到撲滅火災(zāi)的目的。同時在高層建筑應(yīng)設(shè)置消火栓系統(tǒng)輔助其他滅火系統(tǒng)滅火，當火災(zāi)發(fā)生時，消防聯(lián)動控制器會聯(lián)動泵房控制柜啟動泵，為水噴淋系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)提供消防水來滅火?；馂?zāi)報警器發(fā)出逃生警報提醒；指示燈和應(yīng)急廣播切入應(yīng)急狀態(tài)開始工作。為了有效的避免這些問題的出現(xiàn)，設(shè)計人員需要在圖紙設(shè)計時，結(jié)合消防系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容進行優(yōu)化設(shè)計，在一定程度上可以有效確保建筑設(shè)計的整體協(xié)調(diào)性。這就意味著消防設(shè)計人員需要在高層建筑社區(qū)內(nèi)部提前設(shè)計消防通道，消防設(shè)計通道既需要滿足高層建筑景觀設(shè)計的實際需要，又需要合乎消防設(shè)計的實際需求。
2．2地下室的排水設(shè)計
在進行高層建筑施工設(shè)計的過程中，柴油發(fā)電機房、變電站、消防水泵房基本上都設(shè)置于地下室。假如地下室的積水問題比較嚴重，高層建筑消防系統(tǒng)的正常運行將不可避免地受到一定的阻礙，所以消防設(shè)計人員注重完成地下室的消防排水是非常重要的。但是地下室排水出現(xiàn)問題的概率比較大，一是集水井體積小，有效容積不夠；二是未設(shè)置備用排水泵。為了解決這一問題，消防設(shè)計人員需要在進行地下室消防排水系統(tǒng)的設(shè)計過程中，嚴格按照標準規(guī)范確定消防排水集水坑容積，可以有效的滿足地下室消防排水的實際需要。消防排水系統(tǒng)應(yīng)該配備一個備用排水泵，在常用泵出現(xiàn)失效的情況下，消防系統(tǒng)可以自行進行備用泵的啟動操作。備用泵通常是無堵塞型的潛水式排污泵。常用泵和備用泵使用的排水管道應(yīng)盡量保持在相對獨立的狀態(tài)。消防設(shè)計人員需要格外注意在進行地下室消防排水設(shè)計的過程中，提供兩路電源，在一定程度上可以避免出現(xiàn)斷電后排水泵出現(xiàn)不能使用的不良狀況。
2．3給水方式的合理設(shè)計
在對高層建筑進行消防給水設(shè)計時，消防設(shè)計人員應(yīng)該合理開展消防給水方式的合理化選擇，從而保證消防系統(tǒng)設(shè)計的整體有效性和經(jīng)濟適用性。首先設(shè)計人員應(yīng)該從消防系統(tǒng)的整體安全角度開展消防給水形式的選擇，然后方可全面考慮消防系統(tǒng)設(shè)計過程中產(chǎn)生的成本。工作人員可以根據(jù)消防服務(wù)的范圍，將高層建筑的消防給水系統(tǒng)直接劃分成區(qū)域內(nèi)集中的消防給水系統(tǒng)以及相對獨立的消防給水系統(tǒng)［5］。正常情況下高層建筑周邊均會建立消防水池，在消防水池具有非常大的容量狀況下，如果多個高層建筑可以共用一個消防水池，即可以有效節(jié)省很多社會類資源。但是在日常生活過程中，因為各個施工單位之間進行協(xié)調(diào)溝通相對比較困難，因此施工人員通常難以使用區(qū)域集中型消防給水系統(tǒng)，消防設(shè)計人員在進行設(shè)計的過程中，通常會開展一些比較獨立的消防給水系統(tǒng)進行給水設(shè)計。消防設(shè)計人員需要依照建筑物所具有的實際高度，將高層建筑的消防給水系統(tǒng)合理劃分，將消防給水劃分為分區(qū)供水以及不分區(qū)供水兩種形式。正常情況下，消防設(shè)計人員會根據(jù)0．8MPa消火栓的栓口所具有的靜水壓力作為基準點，如果實際壓力值大于基準壓力值即會選擇使用分區(qū)給水的形式進行消防給水，如果實際壓力值小于基準壓力值，消防設(shè)計人員會使用不分區(qū)給水的方式進行消防給水。
2．4自動噴淋系統(tǒng)的給水設(shè)計
在進行自動噴淋系統(tǒng)的給水設(shè)計時，工作人員應(yīng)該使用該系統(tǒng)中具有的火勢跟蹤以及迅速進入滅火狀態(tài)的功能。因為自動噴淋系統(tǒng)會使用一些噴灑頭進行噴水滅火操作，因此工作人員應(yīng)該提前設(shè)計出足夠多的噴頭，從而盡可能快的實現(xiàn)對火災(zāi)火勢的管控。除此之外，工作人員還應(yīng)該考慮到自動式噴淋系統(tǒng)在進行給水設(shè)計所具有的特殊性，對現(xiàn)場人員的密集程度以及電氣線路等多個問題開展比較深入的分析，從而基本上實現(xiàn)高科技系統(tǒng)的設(shè)置功能。自噴系統(tǒng)的給水方式是多種多樣的，例如工作人員可以運用水泵與重力水箱等方法進行給水。正常情況下，不高于100m的高層建筑往往會運用重力水箱進行給水，對于已經(jīng)超過100m的高層建筑，在進行消防系統(tǒng)設(shè)計時往往會運用分區(qū)串聯(lián)的給水方法。
3結(jié)語
綜上所述，高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計關(guān)系到人民生命財產(chǎn)的安全，在整個建筑的設(shè)計中占有極其重要的地位，所以，高層建筑的設(shè)計人員必須要對其有著足夠的重視。通過文章的分析和研究得知，高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計的改革是推動消防設(shè)計的重要方式，同時也是促進高層建筑消防事業(yè)全面發(fā)展的有效手段。本文研究中提出的幾點建議，主要圍繞高層建筑消防設(shè)計，注重高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計的實踐與探討，才能更好地提升消防設(shè)計的綜合水平，這對高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計的改革和創(chuàng)新具有重要的意義。在我國建筑事業(yè)不斷發(fā)展下，將會出現(xiàn)多樣化的消防設(shè)計方法和更為有效的消防實踐模式，作為高層建筑消防系統(tǒng)的設(shè)計人員，應(yīng)重視自身設(shè)計能力的提升，進而為高層建筑提供優(yōu)質(zhì)的設(shè)計服務(wù)。
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作者:何健 單位:臺州市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司