高層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題分析

徐彬

摘 要： 現(xiàn)階段，高層建筑逐漸成為城市建筑的主體類型，雖然有效緩解了城市用地矛盾，但由于絕大多數(shù)城市消防車、云梯的極限工作高度在50m以內(nèi)，無法對(duì)高層建筑上部樓層的火勢進(jìn)行有效控制，需要運(yùn)行室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)進(jìn)行“自救”，該系統(tǒng)是保證建筑使用安全、減小經(jīng)濟(jì)損失的關(guān)鍵。因此，本文圍繞高層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)常見的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行論述分析，闡述系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，希望可以進(jìn)一步提高建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平。

關(guān)鍵詞： 高層建筑;室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng);設(shè)計(jì)問題

【中圖分類號(hào)】TU892 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.085

1 高層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題

1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)錯(cuò)誤

在室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備中，需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合工程實(shí)際情況，準(zhǔn)確確定設(shè)計(jì)參數(shù)，在設(shè)計(jì)參數(shù)基礎(chǔ)上制定設(shè)計(jì)方案;室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)常見的設(shè)計(jì)參數(shù)包括：消防設(shè)計(jì)流量、火災(zāi)延續(xù)時(shí)間、消防用水總量、所需高位消防水箱容積、消防水箱設(shè)置高度、消火栓栓口動(dòng)壓、消防水槍充實(shí)水柱、管道設(shè)計(jì)流速要求等。設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)建筑物的用途功能、面積、體積、耐火等級(jí)等因素綜合分析才能準(zhǔn)確確定室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)。

部分工程中，設(shè)計(jì)未全部掌握工程信息，沒有對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)數(shù)值的計(jì)算工作理解透徹，導(dǎo)入計(jì)算公式有誤，設(shè)計(jì)憑借自身工作經(jīng)驗(yàn)估算數(shù)值范圍，導(dǎo)致最終數(shù)值計(jì)算結(jié)果較大或較小。例如，在水壓估算值較小時(shí)，當(dāng)建筑頂部幾層出現(xiàn)火災(zāi)事故時(shí)，消防水槍充實(shí)水柱不能達(dá)到滅火要求，從而延誤滅火的最佳時(shí)期。因此，設(shè)計(jì)人員首先需要根據(jù)建筑功能、概況確定室內(nèi)消火栓各設(shè)計(jì)參數(shù)，然后選取正確的計(jì)算公式計(jì)算消防泵所需流量、揚(yáng)程。例如：消防水泵所需要的設(shè)計(jì)揚(yáng)程計(jì)算公式為P= k2（Pf + Pp+0.01H+ P。。其中k2為安全系數(shù)，可取1.20～1.40;H為消防水池最低有效水位至最不利水滅火設(shè)施的幾何高差（m），Pf為消火栓管道沿程水頭損失（Mpa），Pp為管件和閥門等局部水頭損失（MPa），P。為最不利點(diǎn)消火栓所需的設(shè)計(jì)壓力（MPa）。

1.2 設(shè)備選型及設(shè)置不合理

在部分設(shè)計(jì)中，存在設(shè)備的規(guī)格型號(hào)不當(dāng)、安裝位置不合理等問題。設(shè)計(jì)人員需根據(jù)系統(tǒng)所需的計(jì)算流量、揚(yáng)程等選擇合適的消火栓泵，配置合適的電動(dòng)機(jī)設(shè)備，不能出于控制成本角度，選擇價(jià)格較低廉的消火栓泵，使得設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)常出現(xiàn)故障問題。此外，在選擇消火栓泵房位置時(shí)，設(shè)計(jì)人員未與建筑專業(yè)協(xié)商，導(dǎo)致建筑預(yù)留的消防水泵房面積過小，消防泵機(jī)組之間或機(jī)組與周邊墻壁凈距過小，不具備消火栓泵安裝條件。同時(shí)，工程中，時(shí)常發(fā)現(xiàn)安裝單位為方便管道安裝，消火栓泵組與自噴泵組未錯(cuò)開布置，這樣導(dǎo)致吸水總管漏水需檢修時(shí)關(guān)閉兩端閥門，消防泵不能吸取消防水池中的水。

1.3 管網(wǎng)結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化

現(xiàn)階段，在部分工程中，設(shè)置的室內(nèi)消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)不合理，比如消防給水管網(wǎng)沒按消防要求布置成環(huán)狀管網(wǎng)，部分立管管徑小于DN100.消防給水管網(wǎng)是室內(nèi)消防給水系統(tǒng)的主要組成部分，采用環(huán)狀管網(wǎng)供水可靠性高，當(dāng)其中某段管道損壞時(shí)，仍能通過其他管段供應(yīng)消防用水。高層建筑室內(nèi)消火栓均需布置成環(huán)狀，只有少數(shù)二類高層住宅的室外消火栓設(shè)計(jì)流量不大于 20L/s 且室內(nèi)消火栓不超過 10 個(gè)，其火災(zāi)危險(xiǎn)性相對(duì)較低，此時(shí)消防給水管網(wǎng)可以布置成支狀，其室內(nèi)消火栓豎管管徑不小于 DN100;為安全起見，這樣的二類高層住宅如果條件允許也建議布置成環(huán)狀管網(wǎng)。

1.4 高位消防水箱容積及設(shè)置高度不能滿足要求

現(xiàn)階段，在部分高層建筑工程中，發(fā)現(xiàn)高位消防水箱安裝高度不足，或消防水箱內(nèi)無水的情況。高位消防水箱是臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)消防水池消防水泵以外的重要消防水源，其目的是增加消防供水可靠性;且是以最小的成本得到最大的消防安全效益。高層民用建筑強(qiáng)調(diào)自救，因此必須設(shè)置。消防水箱能供給建筑初期火災(zāi)時(shí)的消防用水，并保證水壓要求。水箱壓力低出不了水或達(dá)不到消防要求的充實(shí)水柱，影響滅火效率。若因建筑高度要求確實(shí)不能滿足消防水箱的高度要求時(shí)，需增加消防增壓穩(wěn)壓設(shè)置，以保證最不利點(diǎn)處水滅火設(shè)施在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)的靜水壓力應(yīng)大于 0.15MPa。同時(shí)消防設(shè)施一旦投入運(yùn)行，需加強(qiáng)消防系統(tǒng)的檢查，確保消火栓系統(tǒng)充滿水，消防水箱需每月檢查一次，檢查過程中，查看水箱是否漏水，缺水。

2 高層建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

2.1 管道布置

在給水管道布置時(shí)，需布置環(huán)狀管網(wǎng)，將引入管數(shù)量控制在2條及以上，且單根引入管可以完全滿足消防水量要求。消防給水管道管徑按經(jīng)濟(jì)流速確定，設(shè)計(jì)流速不宜大于 2.5m/s。消火栓系統(tǒng)還需根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力或消火栓栓口處靜壓情況進(jìn)行豎向分區(qū)，以保證消火栓及消防管道的承壓能力、閥門開啟和系統(tǒng)安全可靠性。

2.2 消火栓設(shè)置

目前，在火場單支水槍的滅火控制率在40%，同時(shí)出2支水槍時(shí)滅火控制率將提升至65%-70%?，F(xiàn)行消火栓規(guī)范要求，除建筑高度小于或等于54m且每單元設(shè)置一部疏散樓梯的住宅可采用 1 支消防水槍，其余高層建筑均需要在建筑各樓層中配置2支水槍2股充實(shí)水柱同時(shí)達(dá)到任何部位。如此，既可以及時(shí)撲滅火勢，而在一支水槍出現(xiàn)故障問題后，也可持續(xù)發(fā)揮控火/滅火作用、遏制火勢蔓延。

2.3 消防管道閥門設(shè)置

在室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)中，為保證系統(tǒng)可以持續(xù)、穩(wěn)定提供足量的消防用水，需要在供水管道中安裝適當(dāng)數(shù)量及規(guī)格型號(hào)的閥門裝置，將管網(wǎng)結(jié)構(gòu)劃分適當(dāng)數(shù)量的獨(dú)立段。室內(nèi)消火栓豎管應(yīng)保證檢修管道時(shí)關(guān)閉停用的豎管不超過1根，當(dāng)豎管超過4根時(shí)，可關(guān)閉不相鄰的2根;每根豎管與供水橫干管相接處設(shè)置閥門，保證管網(wǎng)檢修時(shí)，仍有必要的消防用水。

結(jié)語：現(xiàn)階段，高層建筑工程具有火勢蔓延快、撲救難度大的特征，對(duì)建筑消防滅火系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量提出較高要求。因此，設(shè)計(jì)人員需要在明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，圍繞各項(xiàng)常見設(shè)計(jì)問題，并采取有效問題處理措施，持續(xù)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系進(jìn)行優(yōu)化完善，保證室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 余傳林.室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，33（08）.

[2] 鄧文麗.室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中幾點(diǎn)值得注意的問題[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（21）.