高層建筑消防給水系統(tǒng)的優(yōu)化策略

吳哲新（中國化工安徽省化工設(shè)計院，安徽　合肥　230009）

高層建筑消防給水系統(tǒng)的優(yōu)化策略

吳哲新
（中國化工安徽省化工設(shè)計院，安徽合肥230009）

摘要：本文從室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)兩個方面對高層建筑消防給水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行了論述。期望通過本文的研究能夠?qū)Ω邔咏ㄖ澜o水系統(tǒng)的合理布設(shè)有所幫助。

關(guān)鍵詞：高層建筑；消防給水系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計

1　高層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

1.1設(shè)計流程。在對高層建筑消火栓給水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的過程中，可參考以下流程：（1）根據(jù)高層建筑的特點(diǎn)和防火要求，選定消火栓、水帶和水槍的型號，隨后確定水槍充實水柱、流量及噴嘴壓力。（2）確定給水系統(tǒng)的消防用水量，并準(zhǔn)確計算出消火栓的保護(hù)半徑及消防豎管的布設(shè)間距。（3）選擇最不利點(diǎn)消火栓，并確定最不利的計算管路，同時對最不利點(diǎn)消火栓栓口處所需的水壓進(jìn)行計算。（4）確定出消防給水管網(wǎng)的管徑大小，并計算出消防水泵所需的總壓力，以此為據(jù)選擇消防水泵。（5）確定出消防水箱的設(shè)置高度及容積以及消防水泵接合器的布設(shè)數(shù)量，同時確定出消防水池的容積。

1.2優(yōu)化設(shè)計要點(diǎn)

（1）水槍充實水柱的長度。在高層建筑消火栓給水系統(tǒng)的設(shè)計中，水槍充實水柱的長度可按下式進(jìn)行計算：

在式（1）中，Sk代表水槍充實水柱的長度（單位：m）；H1和H2分別代表被保護(hù)建筑層高（單位：m）和消火栓的安裝高度（通常為1.1m）；α代表水槍的上傾角，可取45°，當(dāng)工程有特殊要求時，該角度可適當(dāng)增大，但最大不得超過60°。在計算水槍充實水柱長度時，可對照表1綜合確定。（2）消火栓優(yōu)化布置。將消火栓設(shè)置在樓梯、走道附近等明顯且易取用的地方。計算確定消火栓之間的距離，使其滿足同層的每個部位同時達(dá)到兩個消火栓的水槍充實水柱；根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，高層建筑的消火栓間距要控制在30m范圍內(nèi)，裙房的消火栓間距要控制在50m范圍內(nèi)。（3）消防水箱的優(yōu)化設(shè)置。為了保證消防水箱自動供水的可靠性，保證初期火災(zāi)撲救及時，應(yīng)將重力自流的消防水箱設(shè)置在建筑物最高部位；若消防水箱既用于消防用水，又用于其他用水，那么應(yīng)采取必要的技術(shù)措施確保消防用水不做他用；根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，消防水箱要儲存10min的消防用水量。當(dāng)室內(nèi)消防用水量不足25L/s時，在所需消防出水量大于12m3的情況下，則仍可采用12m3。當(dāng)室內(nèi)消防用水量超過25L/s時，在所需消防儲水量大于18m3的情況下，則仍可采用18m3。（4）消防水池的優(yōu)化布置。高層建筑可將地下箱式基礎(chǔ)作為儲水池，在地下室設(shè)置水池和水泵房，這樣不僅能夠充分利用地下室空間，節(jié)約地面以上用地，而且還能夠滿足消防水泵自灌的要求，便于及時啟動消防水泵；在沒有室外消防水源的情況下，應(yīng)設(shè)置消防水池，貯存火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)的室內(nèi)消防用水量?？蓪⑾浪卦O(shè)計為消防用水與生活用水合用的結(jié)構(gòu)，避免消防用水因常年不用而變質(zhì)。但是對于部分高層建筑而言，由于水池內(nèi)消防儲水量與生活用水量相差懸殊，從而難以保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)。所以，必須在充分考慮到高層建筑用水分配需求的基礎(chǔ)上，合理選擇消防用水是合用方案，或是分設(shè)方案。

2　高層建筑自動噴水滅火系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

2.1自動噴水滅火系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計流程。在對高層建筑自動噴水滅火系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的過程中，可參考如下流程：（1）在確定出場所火災(zāi)危險等級的基礎(chǔ)上，合理選擇系統(tǒng)類型。同時，確定出主要的技術(shù)參數(shù)。（2）對噴頭進(jìn)行合理選擇及優(yōu)化布置，對管網(wǎng)的水力進(jìn)行計算，校核平均噴水強(qiáng)度。（3）選擇消防水泵和減壓裝置，確定消防水箱的設(shè)置高度與容積。

2.2優(yōu)化設(shè)計要點(diǎn)

（1）設(shè)計流量。系統(tǒng)的設(shè)計流量可按照最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)噴頭同時噴水的總流量進(jìn)行確定，具體的計算公式如下：

在式（2）中，Qs代表系統(tǒng)的設(shè)計流量（單位：L/s）；qi代表最不利點(diǎn)處作用面積內(nèi)各個噴頭節(jié)點(diǎn)的流量（單位：L/ min）；n代表噴頭數(shù)量。由于各個噴頭在管網(wǎng)內(nèi)所處的位置均不相同，故此，噴頭的壓力也不相同，所以系統(tǒng)設(shè)計秒流量可按理論值的1.15-1.30倍進(jìn)行計算。

表1　不同類型高層建筑的消火栓充實水柱高度

（2）水壓。系統(tǒng)所需的水壓可按照下式進(jìn)行計算：

式（3）中，H代表系統(tǒng)所需的水壓（單位：MPa）；∑h代表管道沿程及局部水頭損失的累計值（其中濕式報警閥可取0.04MPa，雨淋閥可取0.07MPa）；P0最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力（單位：MPa）。

2.3組件的優(yōu)化配置

（1）噴頭。根據(jù)自動噴水滅火系統(tǒng)所需的噴水強(qiáng)度選擇噴頭類型；根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求以及相應(yīng)的噴水密度，計算每個噴頭的流量、最大保護(hù)面積以及布置的最大間距；配置備用噴頭，備用噴頭數(shù)量必須超過總數(shù)的1%，并且不同型號的噴頭數(shù)量至少在10只以上。（2）報警閥組。濕式系統(tǒng)、預(yù)作用系統(tǒng)的報警閥組噴頭數(shù)量不應(yīng)超過800只，干式系統(tǒng)的報警閥組噴頭數(shù)量不應(yīng)超過500只；當(dāng)配水支管上方與下方同時安裝噴頭時，要將噴頭數(shù)量較多的一側(cè)計入報警閥組控制的噴頭總數(shù)中。（3）水流指示器。將水流指示器設(shè)置在每個防火區(qū)分和樓層中。若一個濕式報警閥組只能控制一個防火分區(qū)或一個層面的噴頭，則可以不設(shè)置水流指示器。

結(jié)語

綜上所述，在高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計中，室內(nèi)消火栓和自動噴水滅火系統(tǒng)較為常用，本文就這兩個系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行論述，期望能夠?qū)Ω邔咏ㄖ罍缁鹉芰Φ奶嵘幸欢◣椭?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]張守峰.淺談建筑自動報警噴淋滅火系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].中國科技信息，2012 （10）.

中圖分類號：TU97

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

作者簡介：吳哲新（1980-），男，安徽安慶人，本科，工程師，研究方向為給水排水及環(huán)保設(shè)計。