關(guān)于民用建筑消防給排水設(shè)計(jì)的分析

黃錦良

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化建設(shè)不斷加快，促進(jìn)了建筑行業(yè)的快速發(fā)展。消防給排水設(shè)計(jì)是建筑工程的重要環(huán)節(jié)，是保障民用建筑安全的重要措施，在建筑功能日益完善的今天，建筑消防設(shè)計(jì)的重要性越來越受到人們的關(guān)注。本文結(jié)合個(gè)人工作實(shí)踐對民用建筑消防給排水設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，以增強(qiáng)民用建筑的消防安全。

【關(guān)鍵詞】建筑；消防給排水；設(shè)計(jì)

1民用建筑的火災(zāi)特點(diǎn)分析

1.1火源點(diǎn)多，火勢蔓延快

現(xiàn)代建筑一般電氣化、自動(dòng)化程度較高，內(nèi)部裝潢，安裝中央空調(diào)，有種類繁多的用電器設(shè)備等，用電量大且電氣火災(zāi)幾率大幅增加，易因電流過載、電器短路等引發(fā)火災(zāi)。天然氣泄漏、未熄滅的煙蒂、雷擊等都可能是高層建筑發(fā)生火災(zāi)的火源。高層建筑中垂直的樓梯間、電梯井、管道井、中央空調(diào)風(fēng)管等會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)力的煙囪效應(yīng)，加速火勢的蔓延，特別像辦公樓、圖書館等那些有大量可燃物的超高層建筑物。研究統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，超高層建筑中火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣沿樓梯間等的垂直擴(kuò)散速度遠(yuǎn)超水平方向的擴(kuò)散速度，可達(dá)每秒3—4m。一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢會(huì)迅速擴(kuò)散蔓延，易形成難以控制的立體式火災(zāi)。

1.2人員安全疏散難度大

高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，普通客、貨梯因缺少防煙火功能或由于停電而無法使用。而一般不超過50m的消防云梯和數(shù)量較少的登高消防車對于高層建筑人員疏散作用有限，難以滿足實(shí)際救援需要。所以，高層建筑通常采用樓梯進(jìn)行安全疏散。另外，高層建筑通常具有樓層較多，可以容納數(shù)千人甚至上萬人，人員十分密集。由于疏散手段有限，將樓上人員疏散至地面，避難層等安全地帶需要耗費(fèi)較長的時(shí)間，甚至在疏散時(shí)出現(xiàn)擁擠踩踏的現(xiàn)象，但火勢蔓延速度要比疏散的快得多。

1.3撲救難度大

現(xiàn)有消防云梯車通常能達(dá)到50m左右，如果一類高層、超高層建筑上部樓層發(fā)生火災(zāi)，消防員將難以從建筑外部進(jìn)行滅火。而超高層建筑發(fā)生的火災(zāi)會(huì)迅速向上層蔓延形成立體式火災(zāi)，極大的增大火災(zāi)撲救的難度。高層建筑的滅火需要消耗大量的水，且需保證有足夠水壓。目前傳統(tǒng)供水方式難以達(dá)到撲救建筑上層火災(zāi)的要求，需要采取專門的消防設(shè)計(jì)及供水措施，這就導(dǎo)致超高層建筑的供水難度更高。此外，火勢蔓延迅速和強(qiáng)熱輻射等因素也會(huì)影響超高層建筑火災(zāi)的撲救工作。

2民用建筑消防給排水優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1消防的分區(qū)給水設(shè)計(jì)

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50794-2014規(guī)定，對于100m以下的高層建筑通常采用并聯(lián)分區(qū)。主要有2種方式：一種水泵直接按高區(qū)和低區(qū)配置，另一種只設(shè)置高壓泵，低區(qū)采用減壓閥減壓后供水。第一種方式高、低區(qū)互不干擾，安全性較高，但是水泵增多，造價(jià)增加，管理維護(hù)增加。第二種方式造價(jià)低，操作簡單，管理上也比較方便，可以說它是可以保證經(jīng)濟(jì)，又安全可靠的。通常為確保可靠性，減壓閥設(shè)2組，每組一用一備。其他還有用減壓水箱分區(qū)的，因增加系統(tǒng)復(fù)雜性，對建筑結(jié)構(gòu)影響較大，相對采用這種設(shè)計(jì)的很少。

對于超過150m超高層建筑一般它們均采用串聯(lián)的給水系統(tǒng)。而在我國當(dāng)前樓層高400m以上的，采用的消防給水形式都是串聯(lián)給水設(shè)計(jì)。因它降低了各分區(qū)豎向立管的工作高度，分區(qū)的消防水泵的壓力相近且較低，同時(shí)管件的壓力也大大減少了，相對并聯(lián)分區(qū)給水增加了消防系統(tǒng)的安全可靠性。利用消防轉(zhuǎn)輸水箱作為低區(qū)消防系統(tǒng)的高位消防水箱，很容易滿足低區(qū)最不利消火栓及自噴的最低靜壓要求，這個(gè)對消防系統(tǒng)撲滅初期火災(zāi)是很有利的。但是，它的水泵設(shè)置分散，高低區(qū)消防需聯(lián)動(dòng)并經(jīng)轉(zhuǎn)輸水箱過渡，增加了系統(tǒng)復(fù)雜性，因此維護(hù)和管理復(fù)雜一些，造價(jià)也相對較高。

2.2高壓制和臨時(shí)高壓制

根據(jù)系統(tǒng)是否能夠始終保持滿足水滅火設(shè)施所需的工作壓力和流量，分為高壓和臨高壓供水系統(tǒng)。其中，高壓制的消防系統(tǒng)在遇到火災(zāi)時(shí)，是不用水泵進(jìn)行給水的，它的工作狀態(tài)是處于重力狀態(tài)下，系統(tǒng)安全可靠。而臨時(shí)高壓系統(tǒng)往往是受建筑物限制的，無法設(shè)置很大的高位消防水池。火災(zāi)時(shí)，其消防水壓和流量達(dá)不到最不利點(diǎn)的滅火需要，因此需啟動(dòng)消防水泵。當(dāng)接到火警時(shí)，消防水泵啟動(dòng)使消防管網(wǎng)內(nèi)的壓力達(dá)到滿足消防要求。因消防泵啟泵一般通過各種火災(zāi)報(bào)警探測，流量開關(guān)，壓力開關(guān)等設(shè)備輸出的信號(hào)，故系統(tǒng)可靠性較高壓系統(tǒng)低。當(dāng)高位消防水箱不滿足靜壓要求時(shí)，需設(shè)穩(wěn)壓泵。穩(wěn)壓泵可設(shè)屋頂也可與主泵一同放在地下室。穩(wěn)壓設(shè)施設(shè)屋頂?shù)暮锰幨撬脫P(yáng)程低，管道承壓較小。如放地下室則水泵揚(yáng)程很高，但是因與主泵布置在一起，管理維護(hù)方便。民用建筑消防滅火立足于自救，在有條件的情況下，高壓給水系統(tǒng)具有無可比擬的優(yōu)越性，但往往只有在特殊的建筑中才能實(shí)現(xiàn)。我國目前絕大部分高層建筑均為臨高壓給水系統(tǒng)。只要系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，加強(qiáng)日常維護(hù)管理，精心施工，是可以滿足消防要求的。

2.3消防水泵房給排水設(shè)計(jì)

消防水池，水泵房和屋頂消防水箱均是儲(chǔ)水供水的重要設(shè)備，也是室內(nèi)消防用水的保證。消防水泵房建立在消防水池和增壓水泵的基礎(chǔ)上而設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)有三方面?zhèn)戎攸c(diǎn)：其一，為防止水泵吸水時(shí)產(chǎn)生汽蝕，阻礙消防用水的正常運(yùn)行，需保證水泵吸水口最低淹沒深度要求，一般通過設(shè)置集水槽或旋流防止器；其二，消防水泵性能應(yīng)滿足消防給水系統(tǒng)所需的流量和壓力的要求，其流量揚(yáng)程曲線應(yīng)為無駝峰、無拐點(diǎn)的光滑曲線，并在多臺(tái)水泵并聯(lián)時(shí)，所選水泵應(yīng)靠近高效段的左邊界；其三，每臺(tái)消防泵出水管上應(yīng)設(shè)試水管，其排水宜排至消防水池以節(jié)約水資源。泵房內(nèi)應(yīng)設(shè)集水坑，潛污泵排水能力應(yīng)能滿足試水排水要求，并按水池溢流量、泄流量與排入集水坑的其他排水量中大者選擇。

2.4自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

火災(zāi)隨時(shí)都有可能發(fā)生，而消防人員未必能第一時(shí)間趕到，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)具備的自動(dòng)探測火災(zāi)，撲滅初期火災(zāi)，控制火情的功能對消防十分有利，因此其設(shè)計(jì)顯得尤為重要。其設(shè)計(jì)主要包括危險(xiǎn)等級判定，噴頭、配水管、試水裝置、信號(hào)閥、消防增壓泵和報(bào)警閥的設(shè)計(jì)。自噴設(shè)計(jì)中較為關(guān)鍵的是：

1）配水管入口處壓力不宜超過0.40MPa，壓力過大會(huì)造成噴頭工作壓力過大，出流超出設(shè)計(jì)值，水量消耗過快，影響滅火效果。通?？刹扇》謪^(qū)供水，報(bào)警閥前設(shè)減壓閥，配水管上設(shè)置減壓孔板、節(jié)流管等措施。

2）對于面積較大的建筑群、地下車庫等，依防火分區(qū)、建筑類別等相對集中設(shè)置濕式報(bào)警閥，避免報(bào)警閥后供水管路過長而影響供水壓力和滅火效果。

3）高位消防水箱出水管一定要接到濕式報(bào)警閥前，不可直接接至配水管。

2.5消火栓的設(shè)計(jì)

室內(nèi)消火栓是最基礎(chǔ)的滅火設(shè)施，主要包括消火栓箱、消火栓、消防水帶、消防水槍、水帶接扣等。消火栓的設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的有三點(diǎn)：

一）每一層每個(gè)防火分區(qū)中必須有兩股可以噴射于室內(nèi)任何位置的水柱，特別注意的是消火栓不能跨防火分區(qū)滅火，計(jì)算保護(hù)半徑時(shí)應(yīng)考慮水龍帶的長度折損，即應(yīng)保證水龍帶可到達(dá)需保護(hù)的房間、部位等的門口，不可簡單的以28-30m畫圓來復(fù)核，因水柱不可轉(zhuǎn)彎；

二）靜壓的計(jì)算不僅僅是豎向高差帶來的，還應(yīng)考慮設(shè)計(jì)中的穩(wěn)壓泵的揚(yáng)程。當(dāng)靜壓超過100m時(shí)應(yīng)分區(qū)。分區(qū)宜均分，出口動(dòng)壓超0.50MPa可采用減壓穩(wěn)壓消火栓，但栓前壓力不應(yīng)超過1.6MPa。3）消火栓數(shù)量及其位置，應(yīng)與建筑物自身特點(diǎn)和用水量結(jié)合。基于現(xiàn)代建筑的特點(diǎn)，應(yīng)配備更多的消火栓，設(shè)置的位置宜利于識(shí)別，使用，并且最好各層設(shè)在相同的位置。

3結(jié)束語

總言之，民用建筑的消防設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，并直接關(guān)系到建筑消防安全，這就給建筑設(shè)計(jì)者提出了更高的要求，因此在以后的工作中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要根據(jù)工程的實(shí)際情況，嚴(yán)格遵循我國現(xiàn)行的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，合理選用消防系統(tǒng)，以有效提升建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平。

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