高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計探討

【摘 要】本文結(jié)合實際工程實例，從室外消火栓系統(tǒng)設(shè)計、消防水池及屋頂消防水箱設(shè)計、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計、自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計及水噴霧系統(tǒng)設(shè)計等方面闡述了消防給水系統(tǒng)設(shè)計。并總結(jié)了消防設(shè)計中應(yīng)注意的問題。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；消火栓系統(tǒng)；消防水箱；自動噴水滅火系統(tǒng)；水噴霧系統(tǒng)

高層建筑投資規(guī)模大，建筑使用功能復(fù)雜，使得對設(shè)計的要求越來越高，特別是消防系統(tǒng)的設(shè)計，因此，我們在設(shè)計當(dāng)中既要考慮到控火及滅火的安全性，又考慮到投資的合理性。本文就高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計及消防設(shè)計中應(yīng)注意的問題與大家交流。

1 工程概述

某高層建筑功能主要分為：商業(yè)廣場及寫字樓建筑，規(guī)劃用地面積為15287m2，總建筑面積約為72411.2m2，其中地下建筑面積為22112m2，地上建筑面積為50299.2m2，建筑女兒墻高度為60.44m，地上16層，地下3層，其中地下2層和地下3層作為地下車庫及設(shè)備用房，地下1層至地上4層為商場，5層至16層為辦公等組成。

2 高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計

該建筑使用功能復(fù)雜，地下2層到地下3層、地下1層到地上4層、地上5層到16層每層的消防防火分區(qū)都各不同。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95(2005年版)、《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50084-2001(2005年版)的相關(guān)規(guī)定，該綜合樓為一類高層建筑，設(shè)置室外消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)。各系統(tǒng)消防用水量標(biāo)準(zhǔn)及一次滅火用水量見表1。

表1 消防用水量標(biāo)準(zhǔn)及一次滅火用水量

2.1 室外消火栓系統(tǒng)設(shè)計

2.1.1 由本建筑西北兩側(cè)各引入一根DN200mm市政給水管，壓力為0.25MPa，作為消防水源。

2.1.2 室外消防采用低壓制給水系統(tǒng)，由城市自來水直接供水，發(fā)生火災(zāi)時，由城市消防車從現(xiàn)場室外消火栓取水經(jīng)加壓進(jìn)行滅火或經(jīng)消防水泵接合器供室內(nèi)消防滅火用水。

2.1.3 室外消防為兩路供水，設(shè)管徑為DN200mm環(huán)狀室外消火栓管道，并設(shè)室外地下消火栓6個，滿足室外消防的要求。

2.2 消防水池及屋頂消防水箱設(shè)計

2.2.1 根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）》的相關(guān)規(guī)定，該綜合樓按同一時間發(fā)生一次火災(zāi)考慮，按自動噴水滅火系統(tǒng)與水噴霧系統(tǒng)之中用水量最大值，再加上室內(nèi)消火栓系統(tǒng)用水量計算消防水池容量。消防水池內(nèi)貯存有3h室內(nèi)消火栓滅火用水量及1h水噴霧用水量，水池有效容積為594m3，水池分兩格。消防泵房、消防水池設(shè)置在地下3層。

2.2.2 屋頂水箱間設(shè)有效容積為18m3消防水箱一座，提供消防系統(tǒng)初期用水，并設(shè)一套消火栓系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)合用的消防增壓穩(wěn)壓設(shè)備，維持消火栓系統(tǒng)及自動噴水滅火系統(tǒng)平時壓力。

2.3 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計

2.3.1 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)靜水壓力不超過1.0MPa，室內(nèi)消火栓管道在豎向不分區(qū)。地下3層、地下2層消火栓管網(wǎng)為單獨環(huán)狀管網(wǎng)；地下1層至4層水平干管與豎向立管也構(gòu)成環(huán)狀，上干管設(shè)在4層，下干管設(shè)在地下1層；5層至16層水平干管與豎向立管也構(gòu)成環(huán)狀，上干管設(shè)在16層，下干管設(shè)在5層。消防水箱出水管及消防增壓穩(wěn)壓設(shè)備出水管與16層水平干管相連。

2.3.2 本建筑物內(nèi)各層設(shè)消火栓進(jìn)行保護(hù)的場所，其布置保證室內(nèi)任何一處均有2股水柱同時到達(dá)。

2.3.3 室外設(shè)3套消防水泵接合器，供水管分別與室內(nèi)消火栓給水管網(wǎng)相連。

2.3.4 室內(nèi)消火栓水泵2臺采用恒壓切線消防水泵，一用一備。消防水泵設(shè)有平時自動巡檢功能。

2.4 自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計

2.4.1 采用濕式自動噴水滅火系統(tǒng)和預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng)，地下2層、地下3層車庫不采暖，設(shè)置預(yù)作用自動噴水滅火系統(tǒng)，其它為濕式自動噴水滅火系統(tǒng)。

2.4.2 設(shè)計參數(shù)：商場、車庫均按中危險Ⅱ級設(shè)計；辦公按中危險Ⅰ級設(shè)計；噴水強(qiáng)度：商場、車庫8L/min·m2，辦公層6L/min·m2；作用面積160m2，最不利點噴灑頭工作壓力不低于0.05MPa。

2.4.3 系統(tǒng)設(shè)計

（1）自動噴水滅火系統(tǒng)在豎向不分區(qū)。

（2）設(shè)置4組為預(yù)作用報警閥（用于地下2層、地下3層），8組為濕式報警閥，每組報警閥擔(dān)負(fù)的噴灑頭不超過800個。

（3）噴灑頭：地下車庫采用DN15mm直立式玻璃球噴灑頭，動作溫度為68℃、K=80；機(jī)械停車庫采用帶保護(hù)網(wǎng)倉庫型快速響應(yīng)噴頭，動作溫度為68℃、K=115，機(jī)械停車噴頭按停車的托板位置分層布置，且應(yīng)在噴頭的上方設(shè)置集熱板；地下1層商場部采用快速響應(yīng)噴頭，動作溫度為68℃、K=80；其余商場、辦公均采用下垂式吊頂玻璃球噴灑頭，向下安裝，動作溫度為68℃、K=80。

（4）自動噴水滅火系統(tǒng)每個防火分區(qū)或每層均設(shè)信號閥和水流指示器。

（5）自動噴水滅火系統(tǒng)在泵房內(nèi)設(shè)2臺恒壓切線消防泵，一用一備。消防水泵設(shè)有平時自動巡檢功能，并在出水管上裝有安全泄壓裝置。

（6）自動噴水滅火系統(tǒng)共設(shè)3套消防水泵接合器，供消防車從室外消火栓取水向室內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)補(bǔ)水。

（7）為了保證系統(tǒng)安全可靠，每個報警閥組的最不利噴頭處設(shè)末端試水裝置，其它防火分區(qū)和各樓層的最不利噴頭處，均設(shè)DN25mm試水閥。

2.5 水噴霧系統(tǒng)設(shè)計

2.5.1 根據(jù)《民用建筑設(shè)置鍋爐房消防設(shè)計規(guī)定》DBJ01-614-2002規(guī)定，水噴霧系統(tǒng)保護(hù)對象為直燃機(jī)和燃?xì)忮仩t。

2.5.2 在地下1層燃?xì)庵比紮C(jī)房內(nèi)設(shè)有水噴霧滅火系統(tǒng)，設(shè)計噴水強(qiáng)度：10L/min·m2，水噴霧保護(hù)面積為256m2，系統(tǒng)設(shè)計流量為45L/s，最不利噴頭處設(shè)計壓力為0.25MPa；系統(tǒng)工作壓力為0.65MPa，干管DN150mm。系統(tǒng)噴水響應(yīng)時間60s。水噴霧系統(tǒng)設(shè)置一套雨淋閥組。水噴霧噴頭采用專用水霧用開式噴頭。

3 總結(jié)消防設(shè)計中應(yīng)注意的問題

3.1 恒壓切線消防水泵及防超壓措施

恒壓切線消防泵的特性是從零流量到最大流量之間的揚程變化幅度不超過5%，且小流量或零流量時不超壓，此類水泵有供水壓力穩(wěn)定、供水可靠性高、壽命長等優(yōu)點，在恒壓切線消防泵啟動運行的情況下，系統(tǒng)管網(wǎng)壓力變化不大，系統(tǒng)比較安全，但在消防水泵因突然停電或其它原因造成開閥狀態(tài)下水泵突然停止運轉(zhuǎn)時，會發(fā)生停泵水錘。

3.2 減壓穩(wěn)壓型消火栓及減壓孔板的選用

根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）》第7.4.6.5條規(guī)定，本工程室內(nèi)消火栓系統(tǒng)靜水壓力不超過1.0MPa，室內(nèi)消火栓管道在豎向不分區(qū)。消火栓栓口出水壓力大于0.5MPa時，應(yīng)采取減壓措施，根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第8.0.5條中危險級場所中各配水管入口的壓力均不宜小于0.4MPa的規(guī)定，本工程設(shè)計中減壓措施為：室內(nèi)消火栓栓口壓力超過0.5Mpa的樓層，采用減壓穩(wěn)壓型消火栓，噴淋系統(tǒng)各配水管采用減壓孔板。減壓穩(wěn)壓消火栓不需要人工調(diào)試，安裝方便，但不能隨意設(shè)置，依據(jù)減壓穩(wěn)壓消火栓的栓前壓力、栓后壓力的特性曲線（參見04S202《室內(nèi)消火栓安裝》P35)，當(dāng)栓前壓力等于0.4MPa時，栓后壓力為0.25MPa；當(dāng)栓前壓力小于0.4MPa時，栓后壓力明顯下降。為了保證消火栓的水槍充實水柱不小于10m的要求，當(dāng)栓前壓力小于0.4MPa時，不應(yīng)設(shè)置減壓穩(wěn)壓消火栓。

3.3 機(jī)械車庫自噴水量的確定

本工程地下2層、地下3層車庫為2層機(jī)械立體汽車庫，自噴水量的計算是根據(jù)高有貨架內(nèi)置噴頭倉庫的的設(shè)計計算方法確定設(shè)計流量，分為天花板流量和車架內(nèi)置部分流量，設(shè)計流量為二者之和，天花板下的噴頭采用直立型，K=80，每個下層車位的保護(hù)噴頭采用倉庫型快速響應(yīng)噴頭，K=115，噴頭的計算數(shù)量為8個，經(jīng)計算自動噴淋的總水量為40L/s。

參考文獻(xiàn)

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