《高层建筑室内消火栓给水系统设计问题分析》
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摘 要： 现阶段,高层建筑逐渐成为城市建筑的主体类型,虽然有效缓解了城市用地矛盾,但由于绝大多数城市消防车、云梯的极限工作高度在50m以内,无法对高层建筑上部楼层的火势进行有效控制,需要运行室内消火栓给水系统进行“自救”,该系统是保证建筑使用安全、减小经济损失的关键.因此,本文围绕高层建筑室内消火栓给水系统常见的设计问题进行论述分析,阐述系统设计要求,希望可以进一步提高建筑消防系统设计水平.
关键词： 高层建筑;室内消火栓给水系统;设计问题
【中图分类号】TU892 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.085
1.高层建筑室内消火栓给水系统的设计问题
1、1 设计参数错误
在室内消火栓系统设计准备中,需要设计人员结合工程实际情况,准确确定设计参数,在设计参数基础上制定设计方案;室内消火栓给水系统常见的设计参数包括：消防设计流量、火灾延续时间、消防用水总量、所需高位消防水箱容积、消防水箱设置高度、消火栓栓口动压、消防水充实水柱、管道设计流速要求等.设计时,需根据建筑物的用途功能、面积、体积、耐火等级等因素综合分析才能准确确定室内消火栓给水系统的设计参数.
部分工程中,设计未全部掌握工程信息,没有对各项设计数值的计算工作理解透彻,导入计算公式有误,设计凭借自身工作经验估算数值范围,导致最终数值计算结果较大或较小.例如,在水压估算值较小时,当建筑顶部几层出现火灾事故时,消防水充实水柱不能达到灭火要求,从而延误灭火的最佳时期.因此,设计人员首先需要根据建筑功能、概况确定室内消火栓各设计参数,然后选取正确的计算公式计算消防泵所需流量、扬程.例如：消防水泵所需要的设计扬程计算公式为P等于 k2（Pf + Pp+0.01H+ P.其中k2为安全系数,可取1.20～1.40;H为消防水池最低有效水位至最不利水灭火设施的几何高差（m）,Pf为消火栓管道沿程水头损失（Mpa）,Pp为管件和阀门等局部水头损失（MPa）,P.为最不利点消火栓所需的设计压力（MPa）.
1、2 设备选型及设置不合理
在部分设计中,存在设备的规格型号不当、安装位置不合理等问题.设计人员需根据系统所需的计算流量、扬程等选择合适的消火栓泵,配置合适的电动机设备,不能出于控制成本角度,选择较低廉的消火栓泵,使得设备在运行状态下时常出现故障问题.此外,在选择消火栓泵房位置时,设计人员未与建筑专业协商,导致建筑预留的消防水泵房面积过小,消防泵机组之间或机组与周边墙壁净距过小,不具备消火栓泵安装条件.同时,工程中,时常发现安装单位为方便管道安装,消火栓泵组与自喷泵组未错开布置,这样导致吸水总管漏水需检修时关闭两端阀门,消防泵不能吸取消防水池中的水.
1、3 管网结构有待优化
现阶段,在部分工程中,设置的室内消防给水系统管网不合理,比如消防给水管网没按消防要求布置成环状管网,部分立管管径小于DN100.消防给水管网是室内消防给水系统的主要组成部分,采用环状管网供水可靠性高,当其中某段管道损坏时,仍能通过其他管段供应消防用水.高层建筑室内消火栓均需布置成环状,只有少数二类高层住宅的室外消火栓设计流量不大于 20L/s 且室内消火栓不超过 10 个,其火灾危险性相对较低,此时消防给水管网可以布置成支状,其室内消火栓竖管管径不小于 DN100;为安全起见,这样的二类高层住宅如果条件允许也建议布置成环状管网.
1、4 高位消防水箱容积及设置高度不能满足要求
现阶段,在部分高层建筑工程中,发现高位消防水箱安装高度不足,或消防水箱内无水的情况.高位消防水箱是临时高压消防给水系统消防水池消防水泵以外的重要消防水源,其目的是增加消防供水可靠性;且是以最小的成本得到最大的消防安全效益.高层民用建筑强调自救,因此必须设置.消防水箱能供给建筑初期火灾时的消防用水,并保证水压要求.水箱压力低出不了水或达不到消防要求的充实水柱,影响灭火效率.若因建筑高度要求确实不能满足消防水箱的高度要求时,需增加消防增压稳压设置,以保证最不利点处水灭火设施在准工作状态时的静水压力应大于 0.15MPa.同时消防设施一旦投入运行,需加强消防系统的检查,确保消火栓系统充满水,消防水箱需每月检查一次,检查过程中,查看水箱是否漏水,缺水.
2.高层建筑室内消火栓给水系统设计要求
2、1 管道布置
在给水管道布置时,需布置环状管网,将引入管数量控制在2条及以上,且单根引入管可以完全满足消防水量要求.消防给水管道管径按经济流速确定,设计流速不宜大于 2.5m/s.消火栓系统还需根据系统的工作压力或消火栓栓口处静压情况进行竖向分区,以保证消火栓及消防管道的承压能力、阀门开启和系统安全可靠性.
2、2 消火栓设置
目前,在火场单支水的灭火控制率在40%,同时出2支水时灭火控制率将提升至65%-70%.现行消火栓规范要求,除建筑高度小于或等于54m且每單元设置一部疏散楼梯的住宅可采用 1 支消防水,其余高层建筑均需要在建筑各楼层中配置2支水2股充实水柱同时达到任何部位.如此,既可以及时扑灭火势,而在一支水出现故障问题后,也可持续发挥控火/灭火作用、遏制火势蔓延.
2、3 消防管道阀门设置
在室内消火栓给水系统中,为保证系统可以持续、稳定提供足量的消防用水,需要在供水管道中安装适当数量及规格型号的阀门装置,将管网结构划分适当数量的独立段.室内消火栓竖管应保证检修管道时关闭停用的竖管不超过1根,当竖管超过4根时,可关闭不相邻的2根;每根竖管与供水横干管相接处设置阀门,保证管网检修时,仍有必要的消防用水.
结语：现阶段,高层建筑工程具有火势蔓延快、扑救难度大的特征,对建筑消防灭火系统运行质量提出较高要求.因此,设计人员需要在明确系统设计要求的基础上,围绕各项常见设计问题,并采取有效问题处理措施,持续对系统设计体系进行优化完善,保证室内消火栓给水系统稳定运行.
参考文献
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