建筑消防设计中用水量的确定

摘 要：随着经济的进步和科技的发展,城市中的高层建筑越来越多,建筑的舒适性和安全性受到人们的重视.高层建筑的可燃物多、火灾危险性大、火灾发生之后很容易蔓延,火灾发生要以自救为主,消火栓是常用的也是最基本的建筑室内灭火设备.因此,室内消火栓水压和水量的确定方法是十分必要的,水量的科学确定关系着火灾控制的程度.本文对常见的消防设计水量计算方法进行了认识,并对消防设计用水量确定的合理方法进行探讨.

关 键 词：高层建筑；消防设计；用水量；计算

高层建筑消防设计是建筑设计的重要组成部分,建筑消防用水量包括了水量和流量,用水水量决定了消防水池的容积,而用水流量也决定着消防水泵的消防管径和流量,消防用水的合理设计关系到消防系统灭火的整体性能,而消防系统水池容积、水泵流量和管径的合理设计也关系到消防系统的整体投资规模.因此,消防系统用水量的确定意义重大.

一、消防用水量现有计算方法存在的不足

一般而言,建筑消防用水量要按照建筑消防灭火系统的总用水量进行计算.但是在建筑消防系统的实际设计中,需要同时开启的灭火系统难以计算和把握,判断结果和用水量计算值也会因为不同的设计者而有所不同,现有消防用水量计算方法存在着明显的问题.

1、消防设备具有复杂性.随着经济的发展和科技的进步,消防系统设备也逐渐丰富和发展起来,消防系统包括了室内和室外系统,而自动灭火系统还包括了干式系统、湿式系统、水喷雾系统、雨淋系统、水幕系统以及消防水炮系统,水幕系统包括了防火隔离单元水幕和防火分区水幕,消防供水系统非常复杂,这也对建筑工程消防用水量的确定带来了很大的难度.

2、建筑构造和结构的复杂.经济的进步和科技的发展带动了建筑市场的繁荣,城市中的高层建筑和结构复杂建筑越来越多,功能结构复杂的建筑多是由不同的空间组成的,很多建筑包含了多个功能区间.因此,多功能区间的建筑消防系统用水量会根据建筑构造变化和功能区的不同而发生变化,设计者首先要确定哪些系统需要同时开启.由于目前没有统一可判定的标准,设计人员往往根据自身的设计经验来确定需要同时开启的系统设备和用水量,消防系统用水量确定办法没有合理性和科学性.建筑消防系统现有设计方法有很多,设计方案也有很多,但是无法确定哪些数据才是科学的合理的.

二、建筑消防系统用水量的确定

1、自动灭火系统用水量的确定.自动灭火系统包括了自动喷水灭火系统、自动消防炮灭火系统和水喷雾灭火系统,其中自动喷水灭火系统包括了干式系统、湿式系统、雨淋系统和重复启闭预作用系统.高层建筑自动灭火系统较为复杂,系统设计流量需要根据设计流量的最大值来进行计算.民用建筑消防设计多是使用的水喷雾灭火系统,灭火系统安装在柴油发电机房和锅炉房,而自动消防炮灭火系统则是用于大型的体育馆和展览厅.按照国家相关设计规范规定,自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统和自动消防炮灭火系统是并列的,灭火系统可以独立应用于各种场所,在使用自动消防炮灭火系统和水喷雾灭火系统时,不需要使用自动喷水灭火系统.因此,自动灭火系统用水量可以根据不同类型系统用水量的最大值来进行计算,根据消防系统设计流量来计算水泵的总管径和流量,并在此基础上设计消防水池容积.

2、水幕系统用水量计算.高层建筑的水幕系统包括两种,即防火分区隔离水幕以及局部隔离单元水幕,防火分区隔离水幕包括了防火墙开口隔断和防火卷帘冷却,喷水时间在3小时左右,而局部隔离单元水幕包括了舞台门窗洞口隔断以及舞台口防火水幕冷却,该水幕持续喷水时间在1小时左右.水幕系统流量取决于水幕长度和喷水强度,设计者应该按照一个防火分区水幕长度来计算防火分区水幕总长度,避免防火分区出现薄弱环节,而按照隔离单元边界水幕长度来计算隔离单元水幕,水量的设计也按照该种方法进行计算.在建筑多个防护区均设有水幕时,可以按照用水量最大的防护区来计算水幕系统的总体用水量.

3、消防灭火系统用水量的计算.建筑水消防灭火系统包括了自动灭火系统、水幕系统和消火栓系统,消防系统总用水量要根据同时开启设备用水量之和进行计算,同时开启的系统的确定需要满足一定的条件.首先,同时开启的系统必须是保护的同一空间或者是同一对象,地下超市和地下车库的消火栓不能进行同时的计算.其次,同时开启的消防系统应该是针对的同一失火点,避免将失火点意外的系统设计在内.再次,同一防护区内用该设有水幕系统、自动灭火系统和消火栓系统,三种系统应该同时开启,将最大值作为建筑消防系统的总用水量.因此,在水消防灭火系统的设计中,设计者可以分别对消火栓系统、水幕系统和自动灭火系统进行设计,确定同时开启系统的用水量之和,通过各种数值的比较来采取最大的设计水量.

三、消防系统其它设备用水量的确定

1、水射流量和消防流量设计.城市中的高层建筑较多,高层建筑水充实水柱的长度应该在10米到17米之间,取得较好的灭火效果.设计者应该根据充实水柱长度、水射流量和水喷嘴压力来确定合理的水射流量,取得较好的灭火效果.而消防流量设计也要根据理论消防流量和充实水柱长度之间的关系来进行确定,一般而言,按照理论流量进行消防流量的确定很难满足消火栓的水压和水量,消火栓泵流量应该在设计消防流量之上,确保高层建筑取得较好的灭火效果.

2、消防水池的设计.按照设计规范规定,消防水池的容量应该能够满足火灾持续时间中室内消防的用水量,在消防水池容积的计算中,通常使用理论消防流量和火灾持续时间的乘积来计算,这种方法只是大致的猜测,不具有科学性.室内消防灭火系统水池容积应该根据设计秒流量和理论消防流量来计算,火灾持续时间可以取2小时或者3小时,在此基础上确定消防水池的合理容积,取得较好的消防效果.随着技术的进步,我国灭火经验和消防水平都有了大幅度的提高,水池容积计算方法还有待进一步的改进.

3、排水泵和集水井的设计.按照消防系统设计规范规定,排水井容量要在2立方米以上,排水泵容量应该在每秒十升左右,集水池的容量也应该在5分钟出水量左右,在实际设计的过程中可以根据建筑实际情况来进行更改和计算,取得较好的设计效果.一般而言,高层建筑集水井的容积一般在3立方米,排水泵在2台左右,排水泵流量可以是每秒10升左右.不同容积的集水井在排水泵数量和流量上是不同的,排水泵设置应该预留备用的设备,避免两台设备同时使用.高层建筑消火栓系统室内消防用水量应该大于建筑设计消防流量,在最短的时间内将火灾控制在初期,减少火灾造成的经济财产损失.此外,目前我国建筑消防用水量确定方法还没有统一的计算标准,设计者可以在发挥自身设计经验的基础上加强设计和研究,取得较好的设计效果.

结语：

随着经济的进步和科技的发展,城市中的高层建筑越来越多,建筑的舒适性和安全性受到人们的重视.建筑消防用水量包括了水量和流量,消防用水的合理设计关系到消防系统灭火的整体性能,而消防系统水池容积、水泵流量和管径的合理设计也关系到消防系统的整体投资规模.因此,消防系统用水量的确定意义重大.