消防给排水设计在高层民用建筑中的应用

摘 要：本文根据近年来高层民用建筑的消防给排水设计经验,进行分析和总结,为同行提供一定的理论参考和经验借鉴.

关 键 词：消防给排水；给排水设计；高层民用建筑

前言

我国高层民用建筑火灾事故不断,给人们的生命财产都造成巨大的损失.消防给排水是保证消防工作是否能够顺利展开的关键因素,是火灾施救的重要保障.随着《高层民用建筑设计防火规范》完善和实施,我国消防给排水设计的地位和影响力显著提高.在以后的高层民用建筑发展中将会把消防给排水系统作用发挥得淋漓尽致.

1消防给排水设计在高层民用建筑中的应用

1.1消火栓设计

1.1.1消火栓的数量

《高规》第7.3.6规定：“室外消火栓的数量应按本规范第7.2.2条规定的室外消火栓用水量经计算确定,每个消火栓的用水量应为10～15L/s”,但是《高规》的《条文说明》是这样解释：室外消火栓的数量应保证供应建筑物需要的灭火用水量,其中包括室内、室外两部分”.室内消防用水量大于室外消防用水量就出现了室外消火栓数量少于水泵接合器的情况,当火灾发生室内消防供水系统出现故障的时候,水泵接合器完成从室外消防水池或者室外消火栓转输全部室内消防用水量任务.所以室内消防用水由室外管网提供时,室外消防栓的数量要考虑水泵接合器的数量.比如当室外消防用水量为30L/s,室内消防用水量为30L/s,自喷用水量为30L/s,考虑到水泵接合器的水量,最好设置4个室外消火栓.

1.1.2消防栓水充实水柱长度计算

消防栓水充实水柱长度要根据水力计算确定.建筑高度<100m的高层建筑,设计中可以根据水最小流量5L/s,水喷嘴口径19mm,得出水充实度水柱长度为11.3m；建筑高度>100m的高层建筑,可以调整水流量达到规定所需水充实水柱长度.

通常消火栓水的充实水柱及消火栓保护半径计算公式多以水上倾角为45°来考虑,这种做法有一定的局限性,不能充分发挥消火栓充实水柱的作用.

水充实水柱长度的确定：

Sk等于（H1-H2））/sinα

式中：Sk――水充实水柱长度（m）；

H1――室内最高点离地面高度（m）；在这里取层高4.2m；

H2――水的上倾角.一般可采用45°,但是计算出来的Sk达不到规范要求.若有特殊困难时,可稍大些,考虑到消防队员的安全和扑救效果,最大不应大于60°.

当层高4.2m,充实水柱取11.3m,水上倾角为14.87°.

1.1.3电梯前室消火栓

《高规》在“高层建筑消防电梯前前室必须设置消火栓”中明确规定：消防电梯前室消火栓是为了便于消防队员使用消火栓并开辟通路,不能计入总消火栓数内.作用在设计的过程中通常将其视为消防电梯间前室专用,而不保护其余部位.

1.2水泵接合器设计

水泵接合器主要是在室内消防水泵发生故障或者遇大火室内消防用水不足时,供消防车从室外消火栓取水,通过水泵接合器将水送到室内消防给水管网,供灭火使用.《高层建筑设计防火规范》7.4.5-1规定：“消防水泵接合器的数量应按室内消防用水量经计算确定,每个水泵接合器的流量应按10～15L/s计算”.

水泵接合器的数量分别是6个、8个、2个.8个水泵接合器要8辆消防车从8个室外消火栓中取水供给.但是室外供水条件根本就达不到这个要求.针对这种情况,可以减少水泵接合器数量,设置3～5个,对消火栓系统重点保证,既节省投资,又保证了消防的安全性.

水泵接合器宜采用地上式,而且还应有明显标志,同时应该标明分区和系统.水泵接合器是消防车从室外消火栓取水来增补室内消防用水不足的接口,要设置在室外便于消防车使用的地点,距离室外消防栓或者消防水池15～40m为宜.

工程设计中布置水泵接合器,要相对集中,有利于与经计算的室外消火栓数量对应.一旦设计中有较多的室内消防系统则需要较多的水泵结合者.

高层民用建筑分区多、系统大,底层设置的水泵接合器数量也多.在设置水泵接合器的过程中药对不同分区、不同系统的接合器进行标明,确保火灾时消防人员不会把消防用水加到其他非着火分区的消防给水管中.

水泵接合器在与室内环网连接时,应尽量远离固定消防水泵出水管与室内管网的接点,而且不能把几个水泵接合器并联地连接在消防给水管网的某一接点处.

消防系统竖向分区,可以把各个分区水泵接合器合并设置,不仅能够满足各个分区的消防需求,还节省资源、资金.

1.3消防水池容积的确定

消防水池是用来储存消防灭火用水水源的,容积的确定和灭火的安全性息息相关.在高层建筑中,市政供水不能满足消防用水量要求或者市政为单路进水时,需要设置消防水池.不管室外水管网能否保证消防用水量,消防水池容积都要保证水池有效容量保证室内外消防水量的充足.

要想确定消防用水量,要将火灾延续时间室内室外各消防用水之和减去市政进水管的补水量,补水时间可以按最长火灾延续时间计算.设置生活、消防共用水池时,禁止采用建筑自身结构作为设计消防水池的池壁,以免水质恶化而造成污染.

有些地区自来水公司无法保证市政供水的安全性,消防池水储量包括室内外消防用水储存总量,增大了消防水池的容易,造成资金资源浪费；有些室外给水管能够满足室外消防用水,从而从市政引进两个进水管构成室外环状供水.但是这种方式导致高层建筑地下室消防水储存量太大、占地面积也大,不仅需要大量的资金投入用于工程建设,还需要大量的人力、物力进行管理维护.如果要保证消防用水安全,又要降低工程造价、方便管理,可以适当加大高层建筑的进水管,进水管在保证高层建筑室外消防使用的同时能够在发生火灾的时候及时补充消防池中的水量.

1.4消防给水系统的形式

高层建筑消火栓给水形式一定要保证系统安全性,还要有一定的经济性.超高层建筑室内消火栓供水系统竖向分区方式较多,但结合大量工程实例和工作经验,笔者认为并联供水、串联供水和重力供水这三种分区方式最为常见.分区水泵并联、串联方式要根据小区的供水压力和消防系统综合考虑.

减压阀供水结合局部采用减压设施并联分区供水方式是150m以下高层建筑常用的给水方式.其有系统简单,经济安全,管理便捷、维护方便等优点,采用可调式减压阀,水泵、离合器、水箱、电控设备各一套不仅能够保证给水系统的安全正常运行,还能降低造价,节约成本.

2结语

高层民用建筑在我国发展迅速,在控火和灭火安全性方面有很高的要求,所以消防给排水系统还是有一定的滞后性.本文针对消防给排水设计在高层民用建筑中的作用探讨了一系列问题.在实际工作中,高层建筑的消防设计条件不同,要具体问题具体分析,选择合理、经济、安全的消防供水系统.