論我國(guó)民用建筑的消防給水系統(tǒng)

沈衛(wèi)東

隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)已經(jīng)建立了以自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)為主的消防結(jié)構(gòu)體系,自噴系統(tǒng)在火災(zāi)初期,從探測(cè)到噴頭動(dòng)作儲(chǔ)水滅火,有著發(fā)現(xiàn)早、速度快、自動(dòng)化程度高的優(yōu)勢(shì),但在火災(zāi)后期,特別在火災(zāi)1 h后,未能撲滅火災(zāi)的情況下,由于建筑內(nèi)部受到破壞,自噴系統(tǒng)將自行失去滅火功能,該方法被關(guān)閉,要保證消火栓系統(tǒng)繼續(xù)工作。消火栓系統(tǒng)仍是不可取代的主要消防手段,我國(guó)相關(guān)制度也規(guī)定高層建筑必須設(shè)室內(nèi)、室外消火栓給水系統(tǒng)。其中建筑內(nèi)部消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的是滿足室內(nèi)消火栓消防用水量和水壓,保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。我國(guó)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定室內(nèi)消防給水應(yīng)采用高壓或臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)。本文在此具體探討了當(dāng)前普遍應(yīng)用的消火栓系統(tǒng)給水方式。

1 多層建筑消火栓系統(tǒng)的給水方式

多層建筑是指6層塔式或通廊式住宅、超過(guò)5層的民用建筑、超過(guò)4層的廠房和庫(kù)房等多層建筑等。這種建筑的單元式住宅單元每間有分隔墻分隔開(kāi),火災(zāi)不易蔓延,允許成枝狀管網(wǎng)布置,同時(shí)允許采用一條進(jìn)水管。生產(chǎn)、生活和消防合并的給水管道的進(jìn)水管,應(yīng)保證生產(chǎn)、生活用水量達(dá)到最大時(shí),仍能滿足消防用水量;若為消防專用的進(jìn)水管,應(yīng)仍能保證100%的消防用水量。其給水方式可以分為以下幾類。

1.1 無(wú)水箱的給水方式

一般用在建筑物不高、室外給水管網(wǎng)的壓力和流量完全能滿足室內(nèi)最不利點(diǎn)消火栓的設(shè)計(jì)水壓和流量時(shí)。該方法簡(jiǎn)單,工程投資省,安裝維護(hù)簡(jiǎn)單,充分利用室外給水管網(wǎng)水壓,節(jié)省能源。

1.2 有水箱的給水方式

有水箱的給水方式常用在市政管網(wǎng)水壓變化較大的居住區(qū),當(dāng)生活、生產(chǎn)用水量較少時(shí),室外管網(wǎng)壓力較大,能夠向高位水箱補(bǔ)充水量;而當(dāng)生產(chǎn)、生活用水較大時(shí),室外管網(wǎng)壓力不能保證最不利點(diǎn)消火栓的壓力和流量。該方法充分利用室外管網(wǎng)壓力,節(jié)省能源,但是需要設(shè)高位水箱,增加結(jié)構(gòu)荷載,占用建筑面積,換來(lái)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

1.3 有水泵的給水方式

在室外管網(wǎng)壓力不能滿足消防水壓,又難以設(shè)置或不允許設(shè)置高位水箱的情況下,可以單設(shè)水泵從消防水池吸水加壓。如果允許在室外管網(wǎng)抽水,則可以根據(jù)外網(wǎng)壓力減小泵的揚(yáng)程,節(jié)省設(shè)備投資。

1.4 有水泵和水箱的室內(nèi)消火栓給水方式

用在室外管網(wǎng)壓力不能滿足室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的水量和水壓要求。此系統(tǒng)相比前兩種形式設(shè)備復(fù)雜,投資較多。該方法有兩種形式。水泵直接從室外管網(wǎng)吸水,充分利用外網(wǎng)壓力,節(jié)省投資;水泵從消防水池吸水,水池、水箱均儲(chǔ)存一定量的消防用水,供水壓力穩(wěn)定,但能耗大,占用建筑面積大。

1.5 有氣壓的給水方式

室外給水管網(wǎng)壓力經(jīng)常不足,不宜設(shè)高位水箱的建筑,水泵從室外給水管網(wǎng)或水池吸水加壓,利用氣壓水罐儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)流量以及控制水泵運(yùn)行。該方法供水可靠,水質(zhì)較好,不需設(shè)高位水箱,但水壓波動(dòng)較大,水泵平均效率低,啟動(dòng)頻繁,能源消耗量大。

2 高層建筑消火栓系統(tǒng)的給水方式

在高層建筑中,建筑高度不超過(guò)50 m的工業(yè)與民用建筑物,一旦著火,消防隊(duì)使用消防車從室外消火栓取水,通過(guò)水泵結(jié)合器往室內(nèi)管網(wǎng)送水,可協(xié)助室內(nèi)撲滅火災(zāi)。室外供水環(huán)網(wǎng)能滿足消防水量的要求、供水主管部門允許直抽的情況下,系統(tǒng)直接從室外供水環(huán)網(wǎng)抽水,可充分利用外網(wǎng)的壓力,消防水泵的揚(yáng)程較低,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,不設(shè)消防水池,節(jié)省占地面積,維護(hù)管理方便。設(shè)計(jì)時(shí),以室外供水環(huán)網(wǎng)最低進(jìn)水壓力為設(shè)計(jì)參數(shù),以室外供水環(huán)網(wǎng)的最高供水壓力進(jìn)行校核。當(dāng)室外供水環(huán)網(wǎng)無(wú)法滿足消防的水量要求,或者供水的主管部門不允許直抽時(shí),需設(shè)計(jì)消防水池儲(chǔ)存消防用水量。當(dāng)高位水箱的高度無(wú)法滿足最不利消火栓的水壓要求時(shí),在高位消防水箱的儲(chǔ)水罐上設(shè)增壓泵或氣壓罐。

3 我國(guó)建筑消防給水系統(tǒng)的發(fā)展

我們知道,在消防給水中,穩(wěn)定是首要條件。穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)就是能夠保證消防初期的水壓,水量也能得到不同程度的滿足,其特點(diǎn)在于擁有穩(wěn)壓裝置。穩(wěn)壓裝置有穩(wěn)壓泵、氣壓設(shè)備、重力水箱,不論何種穩(wěn)壓裝置,都必須滿足滅火設(shè)施所需用的消防用水水壓要求。非火災(zāi)時(shí),系統(tǒng)靠穩(wěn)壓裝置的運(yùn)行補(bǔ)償因管網(wǎng)滲漏而造成的壓降?；馂?zāi)時(shí),前兩者啟動(dòng)消防泵滿足系統(tǒng)的水量和水壓;后者啟動(dòng)消防泵給水系統(tǒng)補(bǔ)充水量。它與高壓給水系統(tǒng)的不同是需要設(shè)置消防水泵,與臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)的不同是因設(shè)穩(wěn)壓裝置能保證火災(zāi)初期的壓力和若干流量。但是由于穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的特點(diǎn),并且隨著社會(huì)的發(fā)展和工業(yè)水平的不斷進(jìn)步,這種系統(tǒng)將越來(lái)越被廣泛的使用,成為給水的主要方式之一。

3.1 有穩(wěn)壓泵的穩(wěn)高壓給水方式

有穩(wěn)壓泵的穩(wěn)高壓給水方式是指在非火災(zāi)時(shí)期的消防用水水壓靠穩(wěn)壓泵運(yùn)行來(lái)保證。穩(wěn)壓泵的揚(yáng)程應(yīng)滿足最不利點(diǎn)處滅火設(shè)施水壓要求,穩(wěn)壓泵的流量應(yīng)大于管網(wǎng)漏失水量。消防主泵為柴油泵或有柴油發(fā)電機(jī)供電的電動(dòng)泵,以保證在停電時(shí)運(yùn)行正常,另一臺(tái)電動(dòng)消防泵為備用泵,并可根據(jù)火場(chǎng)要求作為柴油消防主泵的補(bǔ)充泵,在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量選用流量—揚(yáng)程曲線平緩的消防水泵,以利于備用泵與主泵并聯(lián)運(yùn)行。消防泵的流量和揚(yáng)程應(yīng)滿足室外消防用水、室內(nèi)消火栓用水以及噴淋系統(tǒng)消防用水及其他消防用水的同時(shí)使用。穩(wěn)壓泵設(shè)置,在設(shè)計(jì)中盡量選用流量—揚(yáng)程曲線陡落的穩(wěn)壓泵。揚(yáng)程可根據(jù)消防系統(tǒng)的要求確定,可略低于消防泵揚(yáng)程,但最小揚(yáng)程不得低于最不利點(diǎn)設(shè)備所需的靜壓力要求。穩(wěn)壓泵應(yīng)有可靠的電源,即雙電源或雙回路的供電,并能自動(dòng)切換。為防止超壓及造成破壞,消防泵出口管上應(yīng)設(shè)置泄壓裝置,防止消防泵在無(wú)泄放運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)過(guò)熱以及在滅火初期用水量少消防泵開(kāi)啟后管網(wǎng)壓力猛增;可根據(jù)供水壓力設(shè)置減壓孔板、減壓閥等減壓措施;室外管網(wǎng)宜采用耐高壓管材。

3.2 有氣壓水罐的穩(wěn)高壓給水方式

在本系統(tǒng)中,氣壓水罐的壓力由配套設(shè)置的水泵來(lái)提供。氣壓水罐的最低工作壓力應(yīng)滿足最不利處滅火設(shè)施水壓,氣壓水罐的供水量應(yīng)大于管網(wǎng)漏失水量。氣壓給水設(shè)備可用在有水箱的消防系統(tǒng)用于增壓穩(wěn)壓,從功能上也可以用來(lái)替代消防水箱。此系統(tǒng)由于氣壓水罐壓力穩(wěn)定,氣室部分的容積部分可減小;由微機(jī)控制,不僅壓力穩(wěn)定,在消防水泵試驗(yàn)和檢查時(shí),以及消防水泵在火災(zāi)初期時(shí)出水量小于設(shè)計(jì)的消防用水量時(shí),都可防止消防系統(tǒng)的超壓;除消防系統(tǒng)裝設(shè)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備外,氣壓消防設(shè)備本身也具備報(bào)警功能;此系統(tǒng)附屬設(shè)備較多,適用于下置式,以便于管理。

3.3 有設(shè)重力水箱的穩(wěn)高壓給水方式

本系統(tǒng)準(zhǔn)工作狀態(tài)的消防用水水壓靠重力水箱的設(shè)置標(biāo)高來(lái)保證,重力水箱的設(shè)置標(biāo)高應(yīng)滿足最不利處滅火設(shè)施的水壓要求,重力消防水箱配備向水箱進(jìn)水的給水泵,其最大的優(yōu)點(diǎn)是供水壓力恒定。

[1]趙 青.北京某高層建筑消防給水設(shè)計(jì)體會(huì)[J].山西建筑,2008,34(15)：168-169.

[2]蔣永餛.高層建筑防火設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2000.

[3]姜文源,朱呂通.建筑滅火設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1997.

[4]GBJ 16-1987,建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].

[5]陳方肅.高層建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社,2001.

[6]趙基興.建筑給排水實(shí)用技巧[M].廣州：廣東科技出版社,1997.

[7]王增長(zhǎng).建筑給水排水工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.