高位消防水箱架設高度在臨時高壓噴淋系統(tǒng)中的探討

戴立鶯

摘要：高位消防水箱的設置高度直接影響初期火災撲救的安全可靠性?，F(xiàn)行規(guī)范對高位消防水箱架設高度在臨時高壓噴淋系統(tǒng)中的要求不明確，實際工程中較難執(zhí)行，針對火災初期十分鐘用水量及水壓進行了分析,特提出建設性的設計方法，以供參考。

關鍵詞：噴淋系統(tǒng)；臨時高壓；消防水箱高度

中圖分類號：TP315文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)15-3722-01

The Discussion on The Height of High-level Fire Water Tank in a Temporary High-pressure Spary System

DAI Li-ying

(Shanghai Waterworks Shibei CO.,LTD, Shanghai 200070, China)

Abstract: The height of fire-protection storage tank has a direct impact on the safety and possibility of initial stage of fire fighting. The ex isting rules of high fire-protection storage tank erected in temporary high-pressure spray system are not clear, and they are difficult to obey in engineering. The analysis is based on water demand and water pressure for fire in the first ten minutes, and the following design methods are proposed for reference.

Key words: Spray system; fire-peotection storage tank; temporary high pressure

1問題的提出

高位消防水箱在臨時高壓水滅火系統(tǒng)中的主要作用是供給建筑火災初期消防主泵啟動前的消防用水水量?，F(xiàn)行的規(guī)范對高位水箱提出了一定的要求。對于消火栓系統(tǒng)其高位消防水箱的儲水水量及架設高度均比較明確，工程設計中少有爭議。而對于噴淋系統(tǒng)，《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50084-2001（2005年版）（以下簡稱《噴規(guī)》）中第10.3.1條，要求高位水箱應能滿足最不利點處噴頭的最低工作壓力和噴水強度。顯然“最低工作壓力”和“噴水強度”嚴格意義上講是要求初期消防用水應滿足系統(tǒng)設計動壓（在噴頭數(shù)量、間距確定的情況下，其噴水強度由出水動壓決定）。它包含最不利點的設計工作壓力、設計水量下的沿程和局部水頭損失等，它們共同決定了噴淋系統(tǒng)初期應供給的水壓和水量。而由于設計人員對“設計水量”上對規(guī)范的理解不同，造成所計算出來的水箱高度相差很大。

工程設計實踐中，一種很常見的做法是高位消防水箱的底部與最不利點處噴頭的最小高程差簡單地取值5m，其理由是規(guī)范規(guī)定的最低工作壓力為0.05MPa，而在初期消防用水流量較小的情況下（如1L/s），系統(tǒng)的水頭損失很小，可忽略不計。而且這種做法也常能獲得主管部門的認可。而事實上這是不能滿足規(guī)范要求的。因為即便是初期消防水量取最小值（保證其保護面積下的噴水強度前提下），其水頭損失也并非小到可以忽略不計。不僅如此，更大的分歧還在于其所采用的較小的初期水量以及0.05MPa的水壓是否滿足規(guī)范的要求。因此，常造成設計人員和審圖人員各執(zhí)一詞的局面。

2各種不確定性導致規(guī)范難于很好的執(zhí)行

系統(tǒng)設計流量越大，則系統(tǒng)安全性越大，然而系統(tǒng)的水力損失也越大，水箱所需架設高度也越高。如：當火災初期高位消防水箱供水水量取1L/s時，配水支管的水頭損失在0.023MPa左右，加上干管水頭損失和最不利點處噴頭所需最低工作壓力，水箱所需架設高度接近10M;當該流量取2L/s時，配水支管的水頭損失在0.052MPa左右，加上干管水頭損失和最不利點處噴頭所需工作壓力，水箱所需架設高度接近14M……；考慮到實際工程，如選用過高的初期水量，其所要求的水箱高度也就會失去其工程的意義。而在選用較小水量時，相對于整個噴淋的配水管網(wǎng)其流速過小，在大部分干管管路中均處于層流狀態(tài)，其嚴格的水力損失計算比較復雜，而且現(xiàn)行相關規(guī)范，消防給水系統(tǒng)管道沿程水頭損失的計算按照舍維列夫提出的計算沿程阻力系數(shù)的經(jīng)驗公式配合達西公式進行計算的。而當流量為1L/s時，噴淋系統(tǒng)的大部分配水管道其流速均比較小，應采用舍維列夫提出的當V<1.2m/s時的計算公式進行計算，而該公式較為繁瑣，局部水力損失計算也相當復雜，最終的計算結果很可能因人而異，所以在實際操作中還是較難配合好《噴規(guī)》的要求。

3建議最不利點處噴頭的靜壓值

因此，筆者建議臨高壓噴淋系統(tǒng)對于高位水箱所應保證的水壓可以和消火栓系統(tǒng)一樣，綜合系統(tǒng)安全性和工程可行性兩個方面的因素規(guī)定一個最不利點處噴頭的靜壓值，從而使給排水的設計人員有更好的操作性。

首先，對于臨時高壓噴淋系統(tǒng)中高位水箱初期水量的選擇，筆者認為《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95(2005版)（以下簡稱《高規(guī)》）中對噴淋增壓泵規(guī)定1L/s的流量用于此處是適合的。作為消防初期用水，規(guī)范比較認可“1處用水點”的流量，而各類民用建筑中最不利點處絕大部分噴淋系統(tǒng)都為中危險級或更低級別設計，1L/s的設計流量基本能滿足實際工程中最不利點處1個噴頭保護面積內(nèi)85%的設計流量。

其次，1L/s對應的普通噴頭設計工作壓力，以最常用的噴頭流量系數(shù)K=80計算，其所需的工作壓力為0.05625MPa（高于規(guī)范要求的最低工作壓力）。

最后，在1L/s設計流量下，其支管水頭損失一般在0.025MPa以內(nèi)（其流速大于1.2m/s）。干管中其流速小于1.2m/s，水頭損失較小，考慮到其局部損失，大體上按照0.015MPa的水頭損失設計已屬保守。

如此水箱與最不利點噴頭所需高程差H=(0.05625+0.025+0.015)/0.0098=9.82m。因此筆者認為高程差設計取值10m，應該是在符合現(xiàn)行規(guī)范要求的前提下的一個合理的靜壓取值，如果不能滿足10m靜壓，則可采用局部穩(wěn)壓系統(tǒng)。

參考文獻：

[1] GB 50016-2006建筑設計防火規(guī)范[S].

[2] GB 50084-2001自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范[S].2005.

[3]黃曉家,姜文源.自動噴水滅火系統(tǒng)設計手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.