建筑消防給水體系的整合與運用探究
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本文作者：何英 單位：廣西壯族自治區(qū)建筑科學(xué)研究設(shè)計院
高層建筑消防系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國家現(xiàn)行的《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和地方相關(guān)法律法規(guī)，要求火災(zāi)時能自救。安全可靠的消防給水方式對于高層建筑消防滅火至關(guān)重要，因此在消防給水系統(tǒng)的設(shè)計上應(yīng)注意以下幾點：應(yīng)明確消防系統(tǒng)為區(qū)域或獨立設(shè)置。全面準(zhǔn)確描述原有可利用的消防設(shè)施的位置、數(shù)量、容量、標(biāo)高、壓力等技術(shù)參數(shù)。避免設(shè)計缺項漏項。設(shè)計范圍內(nèi)的消防系統(tǒng)和設(shè)施，按《建筑工程設(shè)計文件編制深度規(guī)定》完善。
消防水池和泵房的位置。因消防水泵須采用自灌式吸水，通常消防水泵房與消防水池均設(shè)置于高層建筑的同層地下室內(nèi)。當(dāng)消防水泵房設(shè)在首層時，其出口宜直通室外。當(dāng)設(shè)在地下室或其它樓層時，其出口應(yīng)直通安全出口。供消防車取水的消防水池應(yīng)設(shè)取水口或取水井，其水深應(yīng)保證消防車的消防水泵吸水高度不超過6.00m。取水口或取水井與被保護高層建筑的外墻距離不宜小于5.00m，并不宜大于100m。
采用臨時高壓給水系統(tǒng)時，應(yīng)設(shè)高位消防水箱。高位消防水箱的設(shè)置高度應(yīng)保證最不利點消火栓靜水壓力。當(dāng)高位消防水箱不能滿足靜壓要求時，應(yīng)設(shè)增壓設(shè)施。當(dāng)建筑高度不超過100m時，高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應(yīng)低于0.07MPa。當(dāng)建筑高度超過100m時，高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應(yīng)低于0.15MPa。超高層建筑消防給水系統(tǒng)，多采取分區(qū)給水系統(tǒng)和設(shè)置轉(zhuǎn)輸消防水箱，其目的是為了保證所在服務(wù)區(qū)域內(nèi)最不利點處的消火栓或噴頭工作壓力，減少設(shè)備能耗。在確定消防給水方式時，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況和當(dāng)?shù)叵啦块T的要求，進行技術(shù)經(jīng)濟分析和方案比對，綜合考慮供水系統(tǒng)的安全可靠性、設(shè)備的先進性、操作維修的便利性、投資合理性、水池水箱使用面積、設(shè)備的減震降噪、充分利用市政供水能力等等因素，保證制定的消防給水方案最優(yōu)化。
消防給水系統(tǒng)的功能
室外消防給水系統(tǒng)不僅承擔(dān)室外消防任務(wù)，還可由室外消火栓通過水泵接合器向室內(nèi)消防給水管網(wǎng)系統(tǒng)輸水增壓，確保室內(nèi)消防加壓設(shè)備因火災(zāi)無法正常工作時，各室內(nèi)消防給水系統(tǒng)仍可發(fā)揮滅火作用。室外消火栓給水系統(tǒng)管道應(yīng)布置成環(huán)狀，其進水管不宜少于兩條，并宜從兩條市政給水管道引入，當(dāng)其中一條進水管發(fā)生故障時，其余進水管應(yīng)仍能保證全部用水量。室外消火栓應(yīng)沿高層建筑均勻布置，消火栓距高層建筑外墻的距離不宜小于5.00m，并不宜大于40m；距路邊的距離不宜大于2.00m。在該范圍內(nèi)的市政消火栓可計入室外消火栓的數(shù)量。
室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)應(yīng)保證同層任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達(dá)。室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)應(yīng)與自動噴水滅火系統(tǒng)分開設(shè)置，有困難時，可合用消防泵，但在自動噴水滅火系統(tǒng)的報警閥前（沿水流方向）必須分開設(shè)置。室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)水泵接合器，每個水泵接合器的流量應(yīng)按10～15L/s計算。
自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)在人員密集、不易疏散、外部增援滅火與救生較困難的性質(zhì)重要或火災(zāi)危險性較大的場所中設(shè)置。因其良好的滅火效果，應(yīng)積極推廣采用，以保證高層建筑物的消防安全。自動噴水滅火系統(tǒng)的選型，應(yīng)根據(jù)設(shè)置場所的火災(zāi)特點或環(huán)境條件確定，露天場所不宜采用閉式系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)根據(jù)不同場所和保護對象的不同，可設(shè)置為噴水、噴霧或雨淋滅火系統(tǒng)。
室外消防給水系統(tǒng)優(yōu)化與設(shè)計
室外消防給水系統(tǒng)主要由給水管網(wǎng)、室外消火栓和消防水池等組成。為保證消防給水系統(tǒng)的安全可靠，室外消防給水管道應(yīng)布置成環(huán)狀，其進水管不宜少于兩條，并宜從兩條市政給水管道引入，當(dāng)其中一條進水管發(fā)生故障時，其余進水管應(yīng)仍能保證全部用水量。進水管管徑D計算式為：式中：Q為建筑生活、生產(chǎn)及消防用水的總量；n為進水管數(shù)量；v為進水管的水流速度，通?！?.5m/s。管網(wǎng)布置①室外消防給水環(huán)狀管網(wǎng)，須采用閥門將其分為若干獨立段，每段內(nèi)設(shè)置消火栓數(shù)量≤5個。②建筑物室外消防給水管道應(yīng)根據(jù)建筑的防火類別，經(jīng)計算確定，并確保管徑D≥100mm。③室外管道的埋深、與其它管線間距離，必須嚴(yán)格地按照《室外給水設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定執(zhí)行。
室外消火栓，主要承擔(dān)著室外消防滅火的任務(wù)。設(shè)置的數(shù)量和保護范圍，應(yīng)根據(jù)建筑的使用性質(zhì)、火災(zāi)危險性、疏散和撲救難度的要求確定。室外消火栓還可在室內(nèi)消防加壓設(shè)備因火災(zāi)無法正常工作時，由消防車加壓泵從室外消火栓通過水泵接合器，向室內(nèi)消防給水系統(tǒng)輸水增壓，確保各室內(nèi)消防給水系統(tǒng)的消防滅火作用。此部分室外消火栓設(shè)置的數(shù)量，應(yīng)與水泵接合器的數(shù)量匹配。且室外消火栓與水泵接合器的距離宜為15～40m。合理的室外消火栓的設(shè)置數(shù)量應(yīng)為上述兩項之和。但遺憾的是，不少工程設(shè)計室外消火栓實際的設(shè)置數(shù)量，僅依據(jù)室外消防用水量來確定。
消防水池的容量，應(yīng)根據(jù)建筑的防火類別及火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)的全部的消防用水量確定。設(shè)置位置應(yīng)結(jié)合工程實際情況確定。位置的設(shè)置及優(yōu)化設(shè)計一般高層建筑可利用地下箱式基礎(chǔ)作為貯水池；有多層地下室的，可將消防水池設(shè)于地下二、三層，水泵、消防水池及水箱水位，以及電源和備用動力等是否處于正常狀態(tài)的信號要求反饋消防控制室，并應(yīng)能控制水泵、電磁閥、電動閥等的操作。一旦有部件失靈出現(xiàn)溢水，自控關(guān)閉總進水閥門，一方面可以有效節(jié)水，同時也可避免溢流對地下室變配電等設(shè)備的危害。消防水池的容積的設(shè)計消防水池的有效容積V計算如下所示：Q各種水消防滅火系統(tǒng)設(shè)計流量（若室外給水管網(wǎng)可滿足室外消防用水的水量、水壓要求，只需儲存室內(nèi)消防用水量）；t為火災(zāi)持續(xù)的時間；Q為火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)可持續(xù)補充水流量；T補水時間（火災(zāi)持續(xù)的時間）。重要的高層建筑和超高層建筑，我們在實際工程設(shè)計時，均不考慮火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)的市政補水。而是直接將火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)，所需的全部消防用水，儲存于消防水池內(nèi)。
結(jié)語
隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，城市化進程迅猛，高層和超高層建筑不斷涌現(xiàn)。超高層建筑通常功能多元化，設(shè)備又十分復(fù)雜。其本身可能引起火災(zāi)的因素甚多，如電器設(shè)備多，維護、管理和使用不當(dāng)；明火管理不善、吸煙；機械故障或施工操作不當(dāng)?shù)仍?，火?zāi)的潛伏性和可能性相當(dāng)大。若就火災(zāi)的成因來分析，盡管一般的普通房屋潛伏的火災(zāi)危險性和成因也不外乎這幾條，但對于高層建筑來說，一旦火災(zāi)形成，較一般建筑具有更大的危害性，本文限于版面在文中僅著重從室外消防給水系統(tǒng)進行了分析，冰山一角，不當(dāng)之處還望各位同行斧正。
