關(guān)于高層民用建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分區(qū)問題的探討

劉俊巧

摘要：根據(jù)《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）規(guī)定，高層民用建筑在消火栓栓口的靜水壓力大于1.0MPa時，應采取分區(qū)給水系統(tǒng)。聯(lián)系工程實例對消火栓系統(tǒng)分區(qū)進行探討。

關(guān)鍵詞：消火栓系統(tǒng)分區(qū)靜水壓力高位水箱

Abstract: According to the design of tall buildings, the fire code GB50045-95 (2005 Edition) provides high-level civil hydrostatic pressure in the mouth of a fire hydrant is greater than 1.0MPa, should be taken to the regional water supply system. Contact Projects to explore the fire hydrant system partition.

Keywords: fire hydrant system partition, hydrostatic pressure, high water tank.

中圖分類號：TU976+.5 文獻標識碼：A文章編號：

根據(jù)《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）第7.4.6.5條規(guī)定：消火栓栓口的靜水壓力不應大于1.0MPa，當大于1.0MPa時，應采取分區(qū)給水系統(tǒng)，消火栓栓口的出水壓力大于0.5MPa時，應采取減壓措施。消火栓系統(tǒng)長期處于高靜壓狀態(tài)，則會影響消火栓、閥門、儀表等的使用壽命，從而影響消火栓系統(tǒng)的安全。下面我們根據(jù)一個工程實例來對消火栓栓口的靜水壓力大于1.0MPa的室內(nèi)給水系統(tǒng)分區(qū)問題進行探討。

該項目包括3棟6層住宅、3棟9層住宅、1棟11層住宅、3棟18層高層住宅、4棟28層高層住宅、5棟33層高層住宅、沿街商業(yè)和會所、地下車庫。該項目從一條市政路上引入一路DN200進水管，在各個單體低區(qū)系統(tǒng)引入管上設止回閥。在地下車庫設置消防水泵房和消防水池，消防水池儲存室內(nèi)外消火栓用水和自動噴水滅火系統(tǒng)用水，水池有效容積不小于400立方米;消防泵房設有室外消防泵、室內(nèi)消防泵及自動噴水泵。該項目共分為兩個地塊，小區(qū)主出入口北側(cè)為b2地塊，南側(cè)為B1地塊，B1地塊包括多層住宅及18層和28層住宅，B2地塊均為33層住宅。在最北側(cè)的33層住宅上設高位消防水箱，消防水箱的有效容積為18m3，消防水箱的最高水位為106.350米，消防水池的最低水位為-5.5米。住宅層高為3米，也就是說住宅的三層及其以下的消火栓栓口的靜水壓力均超過1.0MPa。因此，該項目的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)按規(guī)范要求需分為高低兩個區(qū)。

在設計初期，室內(nèi)消火栓分區(qū)曾考慮兩套方案。第一套方案，28層和33層住宅的3層及其以下、18層及其以下的住宅及商業(yè)和地下車庫為低區(qū)，28層和33層住宅的4層及其以上為高區(qū)。從消防泵房引出兩組DN150消火栓干管，分別為高區(qū)和低區(qū)，低區(qū)消火栓干管經(jīng)減壓閥減壓后在地下車庫成環(huán)狀供水，高區(qū)消火栓干管則在地下車庫亦成環(huán)狀供水。9層及11層住宅在單體引入管上設減壓閥，閥后壓力保證本單體最不利消火栓所需壓力。此方案單從建筑群的層數(shù)來說，高低區(qū)劃分合理，可減少減壓穩(wěn)壓消火栓的數(shù)量。但地下車庫高區(qū)消火栓環(huán)網(wǎng)管線太長，不太經(jīng)濟。第二套方案，33層住宅的3層及其以下、28層及其以下的住宅及商業(yè)和地下車庫為低區(qū)，33層住宅的4層及其以上為高區(qū)。也就是說b1地塊為低區(qū)，B2地塊為部分低區(qū)和高區(qū)。9層、11層及18層住宅在單體引入管上設減壓閥，閥后壓力保證本單體最不利消火栓所需壓力。此方案單從建筑群的層數(shù)來說，高低區(qū)劃分似乎沒第一套方案合理，但從整個項目的規(guī)劃來說，不但有效的減少了減壓穩(wěn)壓消火栓的數(shù)量，也使高區(qū)環(huán)網(wǎng)的管線大幅度的縮短。

火災初期供水主要依靠屋頂高位消防水箱供水，在高位消防水箱的供水管道設計方案上，也曾考慮兩套方案。第一套方案，高位消防水箱的室內(nèi)消火栓供水管道為一條，直接接至高區(qū)管網(wǎng)上，低區(qū)初期供水依靠環(huán)網(wǎng)前端的減壓閥減壓后供水。第二套方案，在高位消防水箱上引出兩條，一條供高區(qū)用水，直接接入本樓的高區(qū)環(huán)網(wǎng)上，即高區(qū)立管僅下至本樓33層頂板下高區(qū)消防環(huán)網(wǎng)處。另一條供低區(qū)用水，立管接入地下車庫低區(qū)環(huán)網(wǎng)上，在接入前設減壓閥，閥后壓力為0.98MPa。28層住宅最不利消火栓標高為82.2米，0.98-0.822=0.158MPa，滿足規(guī)范要求的0.07MPa靜水壓力。經(jīng)直接供給低區(qū)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)在單體引入時設可調(diào)式減壓閥，閥后壓力保證本單體最不利消火栓所需壓力。本項目采用第二套方案。

以上案例是按消火栓系統(tǒng)泵房加壓來分析分區(qū)問題，下面我們根據(jù)屋頂消防水箱能否保證靜水壓力來分區(qū)。屋頂消防水箱分有增壓穩(wěn)壓設備和無增壓穩(wěn)壓設備兩種情況。我們以如下一工程案例來解析。本工程為32層商住樓，一至二層為商場，每層層高4.5米；三層及其以上為住宅，層高3米；室內(nèi)高差0.45米。電梯機房高度4米。屋頂水箱間地面標高103米。屋頂標高99米，32層地面標高96米。消防水池儲存室內(nèi)消火栓用水量和自動噴水滅火系統(tǒng)用水量，有效容積不小于580立方米。消防水池和消防水泵房設在室外。根據(jù)規(guī)范，室內(nèi)消火栓用水量為40L/s,室外消火栓用水量為30 L/s，火災延續(xù)時間3h。消防水箱基礎(chǔ)高0.6米，高度2米，最低水位103.650米，最高水位105.350米。103.650-（96+1.1）=6.55米，無法滿足《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）第7.4.7.2條規(guī)定：高位消防水箱的設置高度應保證最不利點消火栓靜水壓力。當建筑高度不超過100m時，高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.07MPa；當建筑高度超過100m時，高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.15MPa。當高位消防水箱不能滿足上述靜壓要求時，應設增壓設施。本工程高位消防水箱最低水位至最不利點消火栓靜水壓力為0.0655MPa，故本工程高位消防水箱室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設一套增壓穩(wěn)壓設備。因本工程自動噴水系統(tǒng)僅在商場設置，消防水箱設置高度滿足最不利作用面積內(nèi)噴頭壓力，消防水箱不需設置自動噴水滅火系統(tǒng)增壓穩(wěn)壓設備。消防增壓穩(wěn)壓初步選用上置式，即設在屋頂消防水箱間內(nèi)。消防壓力P1=H3+H4（H3為水龍帶及消火栓本身的壓力損失；H4為水槍噴射充實水柱長度所需壓力），經(jīng)計算P1=0.193MPa。選用ZW（L）-I-X-13，P1=0.22MPa。穩(wěn)壓泵啟泵壓力Ps1為0.35MPa,穩(wěn)壓泵停泵壓力Ps2為0.4MPa。

就本工程而言，我們先討論一下是否需要分區(qū)的問題。按高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）第7.4.6.5條規(guī)定：消火栓栓口的靜水壓力不應大于1.0MPa，當大于1.0MPa時，應采取分區(qū)給水系統(tǒng)，消火栓栓口的出水壓力大于0.5MPa時，應采取減壓措施。在設計時，由于各位工程師考慮的角度不一樣，也存在分歧。分歧的焦點也就是“靜水壓力”。一方認為增壓穩(wěn)壓設備所提供的壓力屬于動壓，不應屬于“靜水壓力”范疇，那么本工程最不利點消火栓栓口靜水壓力不大于1.0MPa，不需要分區(qū)。另一方認為，增壓穩(wěn)壓設備所提供的壓力使消火栓系統(tǒng)長期處于穩(wěn)壓狀態(tài)，那么相對于高位消防水箱而言的最不利點消火栓的栓口壓力顯然是大于1.0MPa。筆者姑且按第二種設計理論考慮本工程室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分區(qū)。一層消火栓栓口標高1.1米，靜水壓力為1.03+0.40-0.011=1.441MPa,理論上來講室內(nèi)消火栓系統(tǒng)可分為兩個區(qū)，24層及其以下為低區(qū)，25層及其以上為高區(qū)。低區(qū)初期用水由消防水箱經(jīng)減壓閥減壓后供給，高區(qū)初期用水由消防水箱直接供給。高低區(qū)分別設置三套水泵接合器。但是在實際工程中，一至二層商業(yè)部分的消火栓設置不如上層住宅集中，若與住宅統(tǒng)一分區(qū)，消火栓環(huán)網(wǎng)橫干管位置影響住宅用戶使用，一般難以實現(xiàn)。因此，本工程室內(nèi)消火栓分為三個區(qū)則更為合理，一二層商業(yè)為低區(qū)，三至二十四層為中區(qū)，二十五層及其以上為高區(qū)。低區(qū)和中區(qū)的初期用水由消防水箱經(jīng)減壓閥減壓后供給，高區(qū)初期用水由消防水箱直接供給。高中低區(qū)分別設置三套水泵接合器。

再者，我們就屋頂水箱無增壓穩(wěn)壓設備而消火栓栓口的靜水壓力大于1.0MPa時來探討室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分區(qū)問題。按上例，我們提高電梯機房層高或者提高水箱基礎(chǔ)來達到規(guī)范要求的最不利消火栓口靜水壓力要求。假設電梯機房高度為5米，則屋頂水箱間地面標高104米。消防水箱基礎(chǔ)高0.6米，高度2米，最低水位104.650米，最高水位106.350米。104.650-（96+1.1）=7.55米， 7.55>7,故室內(nèi)消火栓系統(tǒng)可不設增壓穩(wěn)壓設備。一層消火栓栓口標高1.1米，104.65-1.1=103.55米，則本工程室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分為兩個區(qū)。一至二層商業(yè)為低區(qū)，三層及其以上為高區(qū)。低區(qū)初期用水由消防水箱經(jīng)減壓閥減壓后供給，高區(qū)初期用水由消防水箱直接供給。高低區(qū)分別設置三套水泵接合器。

由此可見，在建筑高度接近于100米時，設增壓穩(wěn)壓設備會增加室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的設計難度，一般建議盡量采取措施使消防水箱的高度設置盡量滿足規(guī)范規(guī)定的消火栓栓口靜水壓力的要求。

隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，建筑規(guī)劃的空間延展，高層民用建筑一幢幢拔地而起。對于高層建筑而言，消防立足于自救。合理對消火栓系統(tǒng)進行分區(qū)是對高層民用建筑進行合理的消防設計最關(guān)鍵的一部分。消火栓系統(tǒng)分區(qū)要考慮靜水壓力，動水壓力，消火栓減壓措施，項目整體規(guī)劃等因素綜合設計。

參考文獻：

1、《建筑給水排水設計規(guī)范》ＧＢ５００１５-２００３（２０１０年版）

２、《高層民用建筑設計防火規(guī)范》ＧＢ５００４５-９５（２００５年版）

３、《全國民用建筑工程設計技術(shù)措施—給水排水》（2009年版）