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建筑消防给排水设计研究
RSS 打印 复制链接 发布时间:2019-03-07 14:57:18

  摘要:本文首先探讨了建筑消防给排水设计要点,然后结合某工程实例具体探讨如何进行消防给排水设计,怎样才能达到一个满意的设计效果且又有较好的经济效益。   

       关键词:民用建筑;消防给排水;消火栓;消防排水 

  现代高层民用建筑不仅楼层多、而且结构和功能复杂,若一旦发生火灾,后果不堪设想,火灾隐患严重威胁着社会经济和人生安全。例如央视附属文化中心大楼火灾事件,带来了损失不说,其恶劣的社会影响不可低估。在这种形势下,高层民用建筑中的消防设施的设计显得尤其重要,一个合理、完善、有效的消防系统才能成为合格的消防系统。本文对此进行阐述。 

  1建筑消防给排水设计要点 

  1.1室内外消火栓的设置 

  1)室外消火栓与水泵结合器设置的问题:一组水泵接合器应该对应一个室外消火栓的供水。然而,在现实情况中,大多数工程没有将室外消火栓与水泵接合器的设置结合起来考虑。水泵接合器经常是两组或三组甚至更多水泵接合器布置于一处,在满足规范规定距离内只设有一个室外消火栓。这样做不利于水泵接合器的使用。因此,室内各类消防灭火系统的水泵接合器宜分散布置;同时遇两组或两组以上水泵接合器布置于一处时,可在规范规定距离内适当增设室外消火栓,以满足消防灭火要求。 

  2)在消防电梯前室内布置消火栓的问题:在进行建筑消防给排水设计过程中,消防电梯前的消火栓设置是必须要做的工作,现在很多规范对于此位置的消火栓的数量要不要算在消火栓总的布置数量范围里没给清晰的规定,高规里也没有说明,这给没有经验的设计人员出了一个难题。本文作者基于多年工作经验认为消防电梯前室消火栓要考虑到此消火栓在消防电梯间的通常使用频率以及前室的防烟工作的好坏,再来决定其数量要不要算在总消火栓数量内,举例说明,如果这些消火栓只针对于消防电梯前室或者前室已经采用了了自然排烟的防火方式,这种情况下前室的消火栓不算在总数内。如果这些消火栓不仅用于前室,还可以在其他地方火灾扑救中发挥作用时则这些消火栓需要计入总范围内。 

  1.2消防水池、水箱的设置 

  1)正确设置消防水池,保证高层建筑两路供水的问题: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。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。 

  2)高位消防水箱容积的设置问题:消防水箱容积也是一个需要考虑的问题,有些设计人员引进《建规》里面的内容,认为民用高层建筑消火栓系统和喷淋系统流量之和要设计在25L/s以上,不难推算,10min内消防用水量要在18m3以上,因此有些高层建筑就将消防水箱容积设置为18m3。笔者认为简单相加喷淋及消火栓系统流量需求这种思想需要认真考虑。因为消防水箱也需要同时保证喷淋泵启动前的喷淋用水量,高位水箱内喷淋系统消防储水量可按在最低工作压力下的10min系统最不利处4只喷头用水量确定。可以以中II级危险度,最低工作压力0.1Mpa地消防水箱来说明,易知最不利处喷头流量是1.33L/s,从而计算高位水箱内喷淋系统消防储水量为3.2m3,这显然与仅按喷淋系统设计流量得出的数值有非常大的差别。所以,笔者认为不能对《建规》条文死板硬套,要针对实际,科学计算方可有效。 

  1.3自动喷水灭火设备的设置 

  1)自动喷水灭火系统配水管入口应按要求减压的问题:高层民用建筑火灾危险等级一般为中危险级,自喷水泵是根据最高层最不利喷头工作压力经过计算而选择。由于自喷水泵的扬程还需考虑建筑高度、水力损失等因素,故必使高层民用建筑的每个喷淋分区的底部几层配水管入口处压力大于0.4Mpa。工程实践当中,有的设计及施工单位对此不予重视,在自喷水泵扬程的确定上一味放大了事,没有通过水力计算校核水泵扬程,也没在此基础上校核底部几层配水管入口处压力,这样超压部分的作用面积内喷头喷水强度会远超规范规定。结果是在火灾延续时间内喷淋系统实际用水量会超出按规范基本设计参数设计出的喷淋消防水池蓄水量。 

  2)正确设置自动喷水灭火系统末端试水装置:末端试水装置由试水阀、压力表以及试水接头组成,对于判断喷淋系统工作压力能否满足规范,是很重要的一个设施。而工程实践当中,末端试水装置的设置通常被忽视,要么设置位置不在最不利点,要么试水接头设置不规范,最为常见的是施工单位为图方便,将末端试水装置与排水管道直接相连接。正确的作法应该是最不利点喷头后接试水阀,之后接压力表,之后再接流量系数等同于防火分区内的最小流量系数喷头的试水接头。此外,试水接头不能与管道或软管直接连接,应以孔口出流的形式排入排水漏斗。这样末端试水装置才能准确的模拟出最不利点喷头的实际喷水情况,测出其实际工作压力。 

  1.4消防电梯底坑的排水 

  关于消防电梯底坑的排水,《高规》里面规定“消防电梯的井底应设排水设施,排水井容量不应小于2.00m,排水泵的排水量不应小于10L/s。”,不难知道,这条规定的编写主要是为了电梯更安全的工作,在火灾发生后以利于营救工作的展开。基于此排水设施的考虑是在清理之中的。可是在实际的工程施工中,潜污泵一般放置在消防电梯的底坑里面,因而潜污泵的检修工作一定会影响到电梯的正常工作。另外《高规》规定为保证消防电梯的运行,需要设置备用电源,并且规定其自动切换时间限制在30s内。但是笔者根据工作经验觉得消防电梯井底排水应在底坑外地下室的其他部位设置集水坑,两者通过管道连通这种方法更好。集水坑容积及排水泵的设置应满足《高规》第6.3.3.11的规范。此外,备用泵设置还是不能少的,最好一用一备,自由切换,这是来保证潜污泵的可靠性。最后,消防电源配备也很重要,因为火灾经常会导致停电,若没有专用电源,排水泵将不会工作。 

  1.5消防排水 

  如何有效地排除消防积水是建筑消防排水的关键设计要点。一般情况下应采取利用雨水管道或者局部加设消防专用排水管道设施。但设计时值得注意的是,由于消防排水的存水量较大,而且排水持续时间较长,因而设计时要考虑到加入防返溢工艺。而且在设计中还应避免上层的消防用水流到下一层。另外,地下室的排水不得从地上流入地下室;同时在设计时应严格按照分区设计。本区内的排水不得流入其他分区,分区之间的排水不得互相流通;另外还应考虑到排水用泵的安全问题,确保排水泵电源柜在任何时间内都能够安全工作。 

  1.6管道与增压用泵的问题 

  消防用水管道的布置是否合理将直接影响消防用水的安全性以及可靠性,这在消防设计中尤为注意。如本工程中,在设计时应采取安全性以及可靠性较高的环状管网。同时,在设计环形管网时,还应充分兼顾到室内的环形管网和消防管网的相互连接问题。 

  在设计中增压用泵是必不可少的。设计增压用泵时在满足建筑物顶层消火栓用水压要求基础上,增压泵的功率尽可能的小,这样有助于间接的减小增压泵的启动时间。尤其是在突发的火灾中,迅速的扑救时间是十分有效的。 

  2实例分析 

  2.1工程概况 

  某居住小区内设计有15栋楼,其中有3栋20层的高层商住楼、有1栋15层的商住楼、其余11栋均为10层的住宅楼。20层的高层商住楼建筑高度达到72m,地下二层均设有停车场,建筑设备层安置于地下第二层。商住楼所处地区具备完善的城市基础设施,水源主要来自城市自来水网,供水可靠而且水质有保证,进水管采用DN250给水铸铁管;同时该地区的排水设施也相当完善,具有可靠的城市消防保障基础。 

  2.2消防给排水设计 

  2.2.1室外消防管网以及进水管设计 

  合理设置室外的消防管网以及布置有足够的消防进水管系确保建筑消防给排水的重要措施。为了满足《建筑设计防火规范》中7.3.1条的规定并满足本建筑消防安全要求,在设计本建筑的室外消防管网时,把其设计成环形管网,这样既考虑到了室外环形消防管网外则的建筑消防用水,同时又全面保障各建筑的消防用水覆盖率。同时在室外消防水管接入室内进水管的设计上,为了更进一步确保本建筑各个方向的消防用水可靠性,在本建筑的室内消防系统的各个方向均引入两条进水管,即使一条进水管发生故障也不影响建筑的消防供水。 

  2.2.2消防加压泵房位置布置 

  消防加压泵房的布置要合理才能确保消防供水水压。根据本住宅小区的建筑面积以及小区地形呈长方形,而且小区各栋建筑物的布置较均匀合理地分布在小区周围,因此为了保证室外消防管网各主干管的水压平衡,宜把消防加压泵房布置在小区的中心地段处,泵房的消防总出水管分别从四个方向与环形室外消防管网链连接。 

  2.2.3低层建筑室内消火栓消防系统设计 

  由于小区设计有多栋不同高度的建筑,相对高层建筑来说,10层住宅楼的室内消火栓消防系统所需要的消防用水量以及水压均较低,为了让低层建筑的室内消防系统能很好地与小区环形室外消防管网连接,在消防设计中,低层建筑的室内消防系统采用减压阀井与室外消防管网连接,同时减压阀采用了既减静压又减动压的液压式减压阀组,而且采用了并联阀组,有效地提高了消防的可靠性。 

  2.2.4室外地下消火栓设计 

  室外地下消火栓对于提供室外消防流量以及满足消防水量不足时,消防车向消防管网补水有重要作用。为此,消防工程所设置的室外地下消火栓的数量应大于小区室内、外最大消防用水量之和。室外地下消火栓的布置适宜围绕高层建筑,同时结合小区水泵接合器布置。最终小区结合地形,在小区内周围布置10个DN100mm地下式栓。 

  2.2.5区域消防系统高位水箱的设计 

  小区的消防系统高位水箱采用生活和消防合用水箱,采用重力自流的方式,仅在小区最大单体建筑20层商住楼上设置了两座容量为20m3的消防系统高位水箱。为了满足规范要求的建筑物火灾初期前10min的供水要求,其中一根消防总出水干管与室外环形区域消防管网直接相连。另外在消防水泵房内采用并联方式设置了两台30L/s的加压泵,只要任何一个建筑物发生火警,该加压泵即可自动启动,从而确保消防用水量和水压。同时,高位水箱还采取了消防用水平时禁止动用的技术措施。

  3结束语 

  文中案例中的消防给排水工程设计效果较为明显,通过实践检验,小区的消防给排水系统不仅大大节约了占地,也明显地节省了开支,经济效益和社会效益都达到很高的水平。另外,集中加压泵房的设计使消防管理效率有了和大幅度的提升。而且消防初期关键的10min用水量得到很好地保证;本小区将生活和消防高位水箱合用也有其优点,很好的避免了生活污水二次污染现象,供水质量也得到提高。 

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