某超高層住宅室內(nèi)消防給水系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化

【摘要】超高層住宅與普通高層住宅相比，消防給水系統(tǒng)要求更嚴(yán)格，造價也更高。

如何通過優(yōu)化設(shè)計，做到安全可靠、經(jīng)濟適用成為設(shè)計的重點。

【關(guān)鍵詞】超高層住宅；消防給水系統(tǒng)的選擇；消防給水分區(qū)的設(shè)置；管材的應(yīng)用

引言：

某高層住宅小區(qū)，地下-1至-2層為Ⅰ類停車庫。車庫上部設(shè)有高層住宅13棟（11至32層，建筑高度100米以下），超高層住宅1棟。其中超高層住宅45層，建筑高度為138.6米，避難層設(shè)于16、30層。消防水池及消防泵房設(shè)于-1層地下車庫。以下就本工程消防給水系統(tǒng)的選擇、消防分區(qū)的設(shè)置和管材在各分區(qū)管網(wǎng)中的應(yīng)用這三方面的設(shè)計優(yōu)化進(jìn)行探討。

1.消防給水系統(tǒng)的選擇

消防供水系統(tǒng)在設(shè)計之初就考慮了兩個方案。

方案一是把30層避難層以下作為低區(qū)，30層及以上作為高區(qū)，采用消防水泵串聯(lián)供水。在地下車庫消防泵房分別設(shè)置低區(qū)消火栓泵，供低區(qū)消火栓系統(tǒng)；低區(qū)噴淋泵，供低區(qū)噴淋系統(tǒng)；消防轉(zhuǎn)輸泵，流量滿足噴淋和消火栓總用水量，通過單獨設(shè)置的轉(zhuǎn)輸環(huán)管供水至30層避難層。在避難層設(shè)高區(qū)消火栓泵，供高區(qū)消火栓系統(tǒng)；高區(qū)噴淋泵，供高區(qū)噴淋系統(tǒng)。高區(qū)消火栓泵及噴淋泵均從消防轉(zhuǎn)輸環(huán)管上吸水。高區(qū)發(fā)生火災(zāi)時，先啟動消防轉(zhuǎn)輸泵，再啟動避難層的消防泵。

方案二是采用減壓閥減壓分區(qū)，僅在地下車庫消防泵房設(shè)置消火栓泵及噴淋泵，通過減壓閥減壓后分成數(shù)段環(huán)管分別供水至各消防給水分區(qū)。根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于分區(qū)供水形式的要求：當(dāng)系統(tǒng)工作壓力不大于2.4MPa時，才可以采用減壓閥減壓的形式分區(qū)。經(jīng)計算，本工程消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)選用2.0MPa揚程的水泵即可滿足最不利點消防壓力要求。因為系統(tǒng)工作壓力包括水泵零流量時的壓力，此值一般為1.2至1.4倍水泵設(shè)計揚程。據(jù)此，2.0MPa揚程水泵流量時的壓力約為2.4至2.8MPa，處于規(guī)范值附近。筆者認(rèn)為，水泵零流量時超壓的情況是可以通過采取一些技術(shù)措施防止系統(tǒng)超壓的。例如在消防泵出水總管及分區(qū)減壓閥后安裝安全泄壓閥，設(shè)定其開啟壓力滿足系統(tǒng)安全。

與方案一相比，方案二無需設(shè)置轉(zhuǎn)輸泵、高區(qū)消火栓泵、高區(qū)噴淋泵及轉(zhuǎn)輸環(huán)管，簡化了消防控制系統(tǒng)的同時減少了占用避難層的空間，設(shè)備振動對避難層相鄰樓層的影響大大減少，節(jié)省造價并提高了本住宅的居住品質(zhì)。

2.消防給水分區(qū)的設(shè)置

根據(jù)本工程僅有一棟超高層住宅的特點，把高于其它樓棟最高層的區(qū)域單獨設(shè)置成一個消防給水分區(qū)，這樣可以減少其他樓棟的供水分區(qū)數(shù)量，節(jié)省管材。以此為目標(biāo)，把室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)分為低（-2至15層）、中（16至32層）、高（33至45層）三區(qū)，除超高層外，其余樓棟只需設(shè)置一到兩個分區(qū)。但在確定每個分區(qū)的層數(shù)前是需要對每個區(qū)進(jìn)行動壓和靜壓核算，確定分區(qū)減壓閥的閥前、閥后壓力，使其滿足規(guī)范的分區(qū)要求。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)低區(qū)及中區(qū)的分區(qū)減壓閥均設(shè)置在-1層，經(jīng)計算，低區(qū)減壓閥后壓力設(shè)定為0.90MPa，滿足15層最不利消火栓供水壓力，同時-2層消火栓栓口靜壓力不超過1.0MPa；中區(qū)減壓閥后壓力設(shè)定為1.50MPa，滿足32層最不利消火栓供水壓力，同時16層消火栓栓口靜壓力不超過1.0MPa。對于高區(qū)，則主要校核消火栓栓口靜壓是否滿足規(guī)范靜壓不超過1.0MPa的要求。本工程高位消防水箱最低有效水位不能滿足最不利點消防靜壓，天面設(shè)有增壓穩(wěn)壓設(shè)備，穩(wěn)壓泵停泵壓力相對標(biāo)高值為169.6，33層消火栓口標(biāo)高為為100.4，靜壓為0.692MPa，小于1.0MPa，滿足規(guī)范要求。

噴淋系統(tǒng)以16層避難層為分界，-2至15層為低區(qū)，16層及以上為高區(qū)。低區(qū)報警閥設(shè)置在-1層，通過噴淋供水環(huán)管由設(shè)在-1層的減壓閥減壓至1.1MPa后供水，滿足15層噴淋系統(tǒng)供水壓力，并滿足規(guī)范報警閥處工作壓力不大于1.6MPa，噴頭處的工作壓力不大于1.2MPa的要求。高區(qū)報警閥設(shè)于避難層，利用高差抵消部分供水壓力。通過計算，接入壓力為1.5MPa，滿足規(guī)范報警閥處工作壓力不大于1.6MPa的要求，但16至25噴頭層工作壓力超1.2MPa。由于16至25層噴淋系統(tǒng)控制噴頭數(shù)少于800個，高差小于50米，故可共用同一個報警閥供水，并在16層避難層報警閥前單獨設(shè)減壓閥減壓。由于要減壓的報警閥只有一個，所以只需設(shè)一組減壓閥。

3.管材在各分區(qū)管網(wǎng)中的應(yīng)用

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》的要求：架空管道當(dāng)系統(tǒng)工作壓力小于等于1.2MPa時，可采用熱浸鍍鋅鋼管；當(dāng)系統(tǒng)工作壓力大于1.2MPa時，應(yīng)采用熱浸鍍鋅加厚鋼管或熱浸鍍鋅無縫鋼管；當(dāng)系統(tǒng)工作壓力大于1.6MPa時，應(yīng)采用熱浸鍍鋅無縫鋼管。本工程室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的低區(qū)減壓閥后壓力為0.9MPa、噴淋系統(tǒng)的低區(qū)減壓閥后壓力為1.1MPa，整個分區(qū)內(nèi)的工作壓力均小于1.2MPa，可以采用熱浸鍍鋅鋼管。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的中區(qū)減壓閥閥后壓力為1.5MPa，-1至5層輸水管段工作壓力大于1.2MPa，采用熱浸鍍鋅加厚鋼管，其余管段（6至32層）工作壓力小于1.2MPa，采用熱浸鍍鋅鋼管。噴淋系統(tǒng)高區(qū)-1至12層輸水管工作壓力大于1.6MPa，采用熱浸鍍鋅無縫鋼管，13至16層輸水管以及避難層不減壓的報警閥后16至25層輸水管工作壓力大于1.2MPa，采用熱浸鍍鋅加厚鋼管。其余管段及每層水流指示器后的噴淋管段工作壓力均小于1.2MPa，采用熱浸鍍鋅鋼管。為進(jìn)一步減少熱浸鍍鋅無縫鋼管的用量，可根據(jù)本工程超高層只有一棟，且其它高層住宅無需設(shè)噴淋和使用高區(qū)室內(nèi)消火栓管網(wǎng)的特點，把消防泵房及消防水池設(shè)于超高層附近，縮短高區(qū)輸水管網(wǎng)的長度。

4.結(jié)語

綜上所述，根據(jù)工程實際情況合理選擇消防給水系統(tǒng)，優(yōu)化消防給水分區(qū)，合理使用各種管材是可以讓超高層消防給水系統(tǒng)滿足規(guī)范要求、既安全可靠又經(jīng)濟適用。

參考文獻(xiàn)：

[1]《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974-2014.

[2]《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》圖示15S909.

[3]郝振錦.淺談高層建筑消防設(shè)計.中國房地產(chǎn)業(yè).2015.7