國(guó)內(nèi)普通住宅消防自動(dòng)噴淋系統(tǒng)給水方式研究

陳 振 霞

(晉城市建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)二所，山西 晉城 048000)

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國(guó)內(nèi)普通住宅消防自動(dòng)噴淋系統(tǒng)給水方式研究

陳 振 霞

(晉城市建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)二所，山西 晉城 048000)

結(jié)合國(guó)內(nèi)普通住宅的自動(dòng)噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從市政管網(wǎng)與蓄水池兩方面，計(jì)算了兩種供水方式的用水量，研究了不同供水方式對(duì)噴淋系統(tǒng)的適應(yīng)性，為低層、多層和高層住宅的噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了借鑒。

普通住宅，自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，供水方式，市政管網(wǎng)，蓄水池

為抑制普通住宅內(nèi)火災(zāi)的蔓延，國(guó)內(nèi)通常在建筑內(nèi)設(shè)置消火栓系統(tǒng)。但是，建筑內(nèi)消火栓往往與起火點(diǎn)存在一定距離，不能在起火初期進(jìn)行有效撲滅，使火勢(shì)逐步擴(kuò)大。另外，普通居民受到的消防培訓(xùn)較少，火災(zāi)發(fā)生時(shí)也未必能有效使用消火栓。因此，單獨(dú)設(shè)置消火栓的普通住宅起火后往往不能被及時(shí)滅止，產(chǎn)生巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。隨著我國(guó)老齡化程度逐步加重，平日老人在家中時(shí)間最長(zhǎng)，但是老人對(duì)火災(zāi)的防控和逃生能力相對(duì)較弱，如果家中還有未成年人，那火災(zāi)一旦加劇，后果不堪設(shè)想。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)住宅建筑中開(kāi)始出現(xiàn)消防自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，該系統(tǒng)的出現(xiàn)極大的提升了火災(zāi)初期撲滅的可能性。

自動(dòng)噴淋系統(tǒng)能夠自動(dòng)感應(yīng)火災(zāi)發(fā)生并及時(shí)噴水滅火，同時(shí)自動(dòng)報(bào)警。噴淋系統(tǒng)安裝調(diào)試后不再需要人工操作，系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止全由火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況而定，具有很高的滅火效率，可以成為住宅建筑主要的消防撲救設(shè)施。

根據(jù)消防自動(dòng)噴淋系統(tǒng)供水水源的不同，自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的供水方式可以分為：市政給水管網(wǎng)供水和蓄水池供水。

1 以市政管網(wǎng)作為水源的供水方式

1.1 由市政管網(wǎng)直接供水

根據(jù)GB 50015—2003建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2009年版)(以下簡(jiǎn)稱“建水規(guī)”)對(duì)國(guó)內(nèi)普通住宅給水設(shè)計(jì)的要求，住宅內(nèi)洗臉盆、浴盆、家用洗衣機(jī)等衛(wèi)生器具的出水最低工作壓力大多在 0.05 MPa 及以上。在住宅建筑噴淋系統(tǒng)中，噴頭安裝高度一般距離洗臉盆水嘴2.0 m(噴淋系統(tǒng)噴頭安裝高度距地板3.0 m，洗臉盆水嘴安裝高度距地板1.0 m)，根據(jù)此高度差，可知消防噴頭和洗臉盆水嘴之間的靜水壓力為0.02 MPa。按設(shè)計(jì)要求，消防噴頭的最低工作壓力為0.03 MPa，則為噴淋系統(tǒng)供水的入水管在洗臉盆水嘴的壓力應(yīng)為0.02 MPa+0.03 MPa =0.05 MPa，與“建水規(guī)”的最低工作壓力要求相同。通過(guò)以上計(jì)算可知，如果能滿足普通住宅內(nèi)生活給水系統(tǒng)的最小壓力要求，則亦可滿足自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的要求。

GB 50282—98城市給水工程規(guī)劃規(guī)范規(guī)定，“城市配水管網(wǎng)的供水水壓宜滿足用戶接管點(diǎn)處服務(wù)水頭28 m的要求。”根據(jù)以上規(guī)定，普通住宅六樓的生活給水系統(tǒng)最低水壓要求為28 m服務(wù)水頭。因此，在層高低于六層的低層或者多層普通住宅中，如果市政管網(wǎng)所供給的水量、水壓能夠滿足住宅生活給水系統(tǒng)的最低工作需求，就可以利用市政給水管網(wǎng)向住宅噴淋系統(tǒng)與生活給水系統(tǒng)直接供水。在這種噴淋系統(tǒng)中可以不加裝水流指示器、報(bào)警閥組、加壓泵等輔助設(shè)備，可應(yīng)用于規(guī)模小、危險(xiǎn)性低、人員疏散迅速、外部救援方便的住宅建筑。系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)加裝火災(zāi)探測(cè)設(shè)備，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)及時(shí)探測(cè)火災(zāi)并報(bào)警。

1.2 市政管網(wǎng)通過(guò)疊壓供水設(shè)備直接供水

實(shí)際操作中，在水源水壓不足的情況下，常以市政管網(wǎng)為水源，將市政管網(wǎng)原有的壓力和疊壓設(shè)備形成壓力疊加，形成密閉、連續(xù)的接力增壓供水方式。常用的疊壓供水設(shè)備，如箱式疊壓供水設(shè)備，同時(shí)具備儲(chǔ)水功能。該設(shè)備可以貯存一定的水量，提高供水系統(tǒng)的安全可靠性。為確保水箱內(nèi)水質(zhì)清潔，供水設(shè)備內(nèi)還需設(shè)置自動(dòng)定時(shí)循環(huán)控制裝置，定時(shí)自動(dòng)循環(huán)更新水箱內(nèi)存水。在疊壓供水設(shè)備中，主要利用變頻給水技術(shù)自動(dòng)控制流量，并通過(guò)流量控制調(diào)節(jié)泵組的啟閉。

與市政給水管網(wǎng)直接供水相同，疊壓供水系統(tǒng)不設(shè)濕式報(bào)警閥、水流指示器等，可設(shè)置在規(guī)模小、危險(xiǎn)性低、人員疏散迅速、外部救援快捷的住宅建筑中。系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)安裝火災(zāi)探測(cè)設(shè)備，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)向控制水泵發(fā)出啟動(dòng)指令，向噴淋系統(tǒng)供水，同時(shí)發(fā)出報(bào)警。因?yàn)樵诘蛯雍投鄬咏ㄖ?，噴淋系統(tǒng)所需水壓和生活給水系統(tǒng)要求相等，故疊壓供水系統(tǒng)供水水壓只需滿足最不利處衛(wèi)生器具的最低工作壓力需求。

1.3 供水水量計(jì)算

以普通多層住宅建筑為例，建筑6層，每層層高 3 m，一梯三戶，每戶3人，按“建水規(guī)”規(guī)定，普通住宅最高日生活用水定額取200 L/(人·d)。對(duì)生活給水系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)各自所需水量進(jìn)行計(jì)算：1)住宅噴淋系統(tǒng)所需水量：設(shè)普通住宅建筑面積為140 m2，其中客廳的面積按戶內(nèi)面積30%計(jì)，噴水持續(xù)時(shí)間30 min，噴水強(qiáng)度 3 L/(min·m2)。噴水作用面積為 140×30%=42 m2，則噴淋系統(tǒng)水量Qzp= 3×30×42/1 000=3.78 m3。2)生活給水系統(tǒng)所需水量：住宅生活給水系統(tǒng)用水量Qd=200×3×3×6/1 000=10.8 m3。水箱貯水量按住宅生活給水系統(tǒng)用水量Qd的25%計(jì)算，則水箱貯水量為10.8 m3×25%=2.7 m3。在供水水源直接向生活給水和消防噴淋系統(tǒng)直接供水的情況下，由于1/2Qzp=1.89 m3<1/4Qd=2.7 m3，可得水箱內(nèi)的水可以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有效更新。在市政管網(wǎng)供水系統(tǒng)中，建筑儲(chǔ)水箱內(nèi)應(yīng)設(shè)置電子水位控制措施，保證噴淋系統(tǒng)水量不被動(dòng)用，提升消防用水的可靠性。常用的箱式疊壓供水系統(tǒng)中一般需設(shè)置小型水泵，使該系統(tǒng)的出水水量、水壓滿足生活給水和消防用水的要求，在市政給水管網(wǎng)條件允許的情況下可采用雙水源供水。

2 以蓄水池為水源的供水方式

由室內(nèi)消防水池直接供水。

1)設(shè)置自動(dòng)噴淋系統(tǒng)消防水池分析 。普通住宅中，利用消防水池向室內(nèi)消防噴淋系統(tǒng)供水是傳統(tǒng)設(shè)置方式。國(guó)內(nèi)相當(dāng)一部分住宅中通常設(shè)置消防水池同時(shí)向自動(dòng)噴淋系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)供水。但是，使用這種設(shè)置方法也存在管理的問(wèn)題：消防水池內(nèi)的水可能將有很長(zhǎng)一段時(shí)間不被使用，有些住宅的物業(yè)部門因節(jié)省成本不對(duì)消防水池內(nèi)存水進(jìn)行定時(shí)更換，使消防水池內(nèi)水質(zhì)逐漸惡化，細(xì)菌、藻類滋生，水的濁度提高，而水泵吸水口處未設(shè)凈水、濾水設(shè)備，使消防系統(tǒng)部分設(shè)備堵塞。在消防自動(dòng)噴淋系統(tǒng)中設(shè)置的噴嘴出水口小，對(duì)水質(zhì)中雜質(zhì)的含量控制要求高，因此水池內(nèi)水質(zhì)一旦惡化將直接影響噴淋系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)的快速反應(yīng)。設(shè)置供自動(dòng)噴淋系統(tǒng)單獨(dú)使用的蓄水池，也存在以上問(wèn)題。

因此，為避免火災(zāi)發(fā)生時(shí)，自動(dòng)噴淋系統(tǒng)使用的穩(wěn)定性，不建議該系統(tǒng)與消火栓系統(tǒng)共用消防水池或單獨(dú)設(shè)立蓄水池。

2)與生活給水系統(tǒng)合用蓄水池(水箱)分析。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我國(guó)的建筑給水設(shè)計(jì)規(guī)范都規(guī)定了消防用水可以與生產(chǎn)、生活用水合用，因此可以設(shè)置合用儲(chǔ)水池向生活給水系統(tǒng)和自動(dòng)噴淋系統(tǒng)供水，另外消火栓系統(tǒng)單設(shè)蓄水池和屋頂水箱。

如要將噴淋系統(tǒng)和生活給水系統(tǒng)的蓄水池合建，必須同時(shí)滿足2個(gè)條件：a.必須保證蓄水池內(nèi)用于噴淋裝置的存水量，即消防噴淋系統(tǒng)用水量1/2Qzp≤單設(shè)生活蓄水池時(shí)的生活給水量1/4Qd；b.合用水池內(nèi)的水可以在48 h內(nèi)完成一次更新的情況下。

由于低于27 m以下的低層或者多層建筑可以使用市政管網(wǎng)供水或疊壓供水的方式向噴淋系統(tǒng)給水，此處不再贅述?，F(xiàn)選取建筑高度在27 m～54 m的二類高層民用建筑(10層)和高度大于54 m的一類高層民用建筑(20層)的生活給水量和噴淋用水量進(jìn)行計(jì)算，考察2個(gè)系統(tǒng)合用蓄水池的可行性。建筑仍按一梯三戶計(jì)，每層層高3 m，每戶3人，最高日生活用水定額為200 L/(人·d)。

a.二類高層民用建筑用水量。根據(jù)GB 50084—2005自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，10層普通住宅的建筑火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為住宅危險(xiǎn)Ⅱ級(jí)，噴水強(qiáng)度i=4 L/(min·m2)，持續(xù)噴水時(shí)間30 min，作用面積為42 m2(住宅面積仍設(shè)為140 m2)，則噴淋系統(tǒng)水量：Qzp=4×30×42/1 000=5.04 m3。

二類高層民用建筑用水量：Qd=200×3×3×10/1 000=18 m3。

得：1/2Qzp=2.52 m3<1/4Qd=4.5 m3。

b.20層高的住宅建筑用水量計(jì)算。根據(jù)GB 50084—2005自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，一類高層民用建筑火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)為住宅危險(xiǎn)Ⅲ級(jí)，噴水持續(xù)時(shí)間60 min，噴水強(qiáng)度i=5 L/(min·m2)，作用面積按25%計(jì)為 42 m2，則噴淋系統(tǒng)水量：Qzp=5×60×42/1 000=12.6 m3。

一類高層民用建筑用水量：Qd=200×3×3×20/1 000=36.0 m3。

得：1/2Qzp=6.3 m3<1/4Qd=9.0 m3。

由上述計(jì)算結(jié)果可以看出，無(wú)論是一類還是二類高層民用住宅，單個(gè)住宅的生活用水需求總是與建筑高度正相關(guān)。但是，若民用住宅的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)相同，建筑高度的增加并未使得消防噴淋系統(tǒng)用水量增加。由上面計(jì)算可知，噴淋系統(tǒng)與生活給水系統(tǒng)合用蓄水池在1/2Qzp<1/4Qd時(shí)，貯水池內(nèi)的水可在48 h內(nèi)得到有效的更新。因此，該種給水方式可以在多層、高層住宅中實(shí)現(xiàn)向消防噴淋系統(tǒng)供水。

3 結(jié)語(yǔ)

在本文中，提供了2種可適用于國(guó)內(nèi)普通住宅消防噴淋系統(tǒng)的給水方式，這兩種給水工藝分別以市政給水管網(wǎng)和生活給水系統(tǒng)合用蓄水池向消防噴淋系統(tǒng)供水。經(jīng)過(guò)計(jì)算驗(yàn)證，以市政管網(wǎng)或疊壓供水設(shè)備作為水源的給水方式，適用于低層和多層住宅建筑。以生活給水、噴淋系統(tǒng)合用蓄水池(水箱)的給水方式，適用于多層或高層住宅建筑。本文的研究?jī)?nèi)容將給國(guó)內(nèi)的住宅建筑給排水設(shè)計(jì)提供借鑒。

[1] GB 50096—1999，住宅設(shè)計(jì)規(guī)范(2003 年版)[S].

[2] 謝紅星.高層民用建筑消防給水設(shè)施的設(shè)置[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2011(12):58-60.

[3] 中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院.建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第2版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

Study on water supply methods of automatic spray firefighting system of domestic ordinary residence

Chen Zhenxia

(JinchengBuildingDesignInstitute2ndDesignApartment,Jincheng048000,China)

Starting from automatic spray firefighting system design of common domestic ordinary residence, the paper calculates water consumption volume of two kinds of water supply method from two aspects of municipal pipeline network and reservoir, and studies the adaptability of different water supply methods for spray firefighting system, which has provided some guidance for spray firefighting system design of low-rise residence, multi-story residence and high-rise residence.

ordinary residence, automatic spray firefighting system, water supply method, municipal pipeline network, reservoir

1009-6825(2016)10-0107-02

2016-01-22

陳振霞(1981- )，女，工程師

TU998.1

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