對單建式人防工程消防給排水設(shè)計的幾點思考

楊 樹

(上海民防建筑研究設(shè)計院有限公司，上海 200032)

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對單建式人防工程消防給排水設(shè)計的幾點思考

楊 樹

(上海民防建筑研究設(shè)計院有限公司，上海 200032)

介紹了單建式人防工程的定義和主要特點，闡述了消防設(shè)計對單建式人防工程消防安全的重要意義，著重對單建式人防工程的消防給排水設(shè)計常見問題進行了分析探討，為類似工程的設(shè)計提供參考。

單建式人防工程，消防給排水，設(shè)計

0 引言

單建式人防工程是指為保障戰(zhàn)時人員與物資掩蔽、人民防空指揮、醫(yī)療救護等需要而單獨修建的地下人防工程。它與結(jié)合民用建筑修建的防空地下室共同構(gòu)成了城市人防工程體系。單建式工程多位于公共場所，且建筑規(guī)模較大，非常適宜搞平戰(zhàn)結(jié)合開發(fā)利用。20世紀80年代末、90年代初以來，新建的單建式人防工程多為平戰(zhàn)結(jié)合項目，在繁榮城市經(jīng)濟、促進社會就業(yè)、改善城市交通環(huán)境、完善城市功能、提升城市綜合防護能力和承載能力等方面發(fā)揮了重要作用。

然而由于該類工程大部分結(jié)構(gòu)處于原地表以下，平時人流密集，一旦發(fā)生火災(zāi)后，熱量不易散失，溫度高，煙霧大，燃燒時間長，會對人民的生命財產(chǎn)安全造成嚴重威脅，所以工程的消防安全極其重要。消防給排水設(shè)計是整個消防設(shè)計的重要組成部分，如何依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，使單建式人防工程的消防給排水設(shè)計達到合理化和科學(xué)化，保障好工程的消防安全，是我們設(shè)計工作者共同關(guān)心的問題。下面筆者結(jié)合新版消防規(guī)范，談一下對單建式人防工程消防給排水設(shè)計的幾點思考，以供大家參考。

1 高位消防水箱的設(shè)置

單建式人防工程室內(nèi)消防給水系統(tǒng)通常采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)。根據(jù)GB 50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第6.1.9條規(guī)定：“室內(nèi)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)時，高位消防水箱的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：1.高層民用建筑、總建筑面積大于10 000 m2且層數(shù)超過2層的公共建筑和其他重要建筑，必須設(shè)置高位消防水箱；2.其他建筑應(yīng)設(shè)置高位消防水箱，但當(dāng)設(shè)置高位消防水箱確有困難，且采用安全可靠的消防給水形式時，可不設(shè)置高位消防水箱，但應(yīng)設(shè)穩(wěn)壓泵；3.當(dāng)市政供水管網(wǎng)的供水能力在滿足生產(chǎn)、生活最大小時用水量后，仍能滿足初期火災(zāi)所需的消防流量和壓力時，市政直供水可替代高位消防水箱。”對于單建式人防工程，由于受到條件限制，有時設(shè)置高位消防水箱很難，所以在實際設(shè)計中，要根據(jù)工程實際情況進行選擇。如果市政直供水水量及水壓可滿足上述條文的第3款，即可用市政直供水替代高位消防水箱，如果市政直供水不滿足要求，則根據(jù)上述條文第2款和GB 50098—2009人民防空工程設(shè)計防火規(guī)范第7.6.3條規(guī)定：“單建掘開式、坑道式、地道式人防工程當(dāng)不能設(shè)置高位消防水箱時，宜設(shè)置氣壓給水裝置。氣壓罐的調(diào)節(jié)容積：消火栓系統(tǒng)不應(yīng)小于300 L，噴淋系統(tǒng)不應(yīng)小于150 L”，應(yīng)設(shè)置穩(wěn)壓泵及氣壓罐對室內(nèi)消防給水系統(tǒng)進行穩(wěn)壓。那穩(wěn)壓泵流量和壓力、氣壓罐的調(diào)節(jié)容積該如何確定，試簡析如下：

對于穩(wěn)壓泵流量，根據(jù)GB 50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第5.3.2條規(guī)定：“穩(wěn)壓泵的設(shè)計流量應(yīng)符合下列規(guī)定：1.穩(wěn)壓泵的設(shè)計流量不應(yīng)小于消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)的正常泄漏量和系統(tǒng)自動啟動流量；2.消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)的正常泄漏量應(yīng)根據(jù)管道材質(zhì)、接口形式等確定，當(dāng)沒有管網(wǎng)泄漏量數(shù)據(jù)時，穩(wěn)壓泵的設(shè)計流量宜按消防給水設(shè)計流量的1%～3%計，且不宜小于 1 L/s；3.消防給水系統(tǒng)所采用報警閥壓力開關(guān)等自動啟動流量應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品確定。”由此得出，穩(wěn)壓泵的流量要滿足正常泄漏量和系統(tǒng)自動啟動流量的要求。但消防水泵從接到啟泵信號到水泵正常運轉(zhuǎn)存在時間間隔，筆者認為，在此時間間隔內(nèi)，穩(wěn)壓泵流量應(yīng)能滿足初期火災(zāi)滅火的需要。以噴淋系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)為例，1只流量系數(shù)K=80的噴頭在工作壓力為0.1 MPa下的流量為1.33 L/s，1只消火栓最小流量以5 L/s計，噴淋系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓泵的設(shè)計流量分別取1.33 L/s和5 L/s。這樣既滿足了規(guī)范所要求的穩(wěn)壓泵流量，又滿足初期火災(zāi)滅火的需要。

對于穩(wěn)壓泵壓力，根據(jù)GB 50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第5.3.3條規(guī)定：“穩(wěn)壓泵的設(shè)計壓力應(yīng)符合下列要求：1.穩(wěn)壓泵的設(shè)計壓力應(yīng)滿足系統(tǒng)自動啟動和管網(wǎng)充滿水的要求；2.穩(wěn)壓泵的設(shè)計壓力應(yīng)保持系統(tǒng)自動啟泵壓力設(shè)置點處的壓力在準工作狀態(tài)時大于系統(tǒng)設(shè)置自動啟泵壓力值，且增加值宜為 0.07 MPa～0.10 MPa；3.穩(wěn)壓泵的設(shè)計壓力應(yīng)保持系統(tǒng)最不利點處水滅火設(shè)施在準工作狀態(tài)時的壓力大于該處的靜水壓，且增加值不應(yīng)小于 0.15 MPa。”由此得出，穩(wěn)壓泵的設(shè)計壓力既不能過大，增加管網(wǎng)造價，也不能過低，影響系統(tǒng)充水和啟泵。

對于氣壓罐的調(diào)節(jié)容積，應(yīng)將噴淋系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)分別考慮。分析如下：

第一，對于噴淋系統(tǒng)，根據(jù)GB 50084—2001自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(2005年版)第10.3.2條規(guī)定：“不設(shè)高位消防水箱的建筑，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)氣壓供水設(shè)備。氣壓供水設(shè)備的有效容積，應(yīng)按照系統(tǒng)最不利處4只噴頭在最低工作壓力下的10 min用水量確定。”此處為簡化計算，假設(shè)最不利處4只噴頭的最低工作壓力均為0.1 MPa，噴頭流量系數(shù)為K=80，4只噴頭在最低工作壓力下10 min的用水量為q4=4×80×10=3 200 L=3.2 m3。由此得出該條件下自動噴淋系統(tǒng)氣壓罐的調(diào)節(jié)容積應(yīng)為3.2 m3。由于上述規(guī)范條款為強制性條文，為了保證消防安全，筆者建議在實際工程中，設(shè)計人員應(yīng)認真計算氣壓罐的調(diào)節(jié)容積，而不能簡單地選取150 L作為氣壓罐的設(shè)計參數(shù)。

第二，對于消火栓系統(tǒng)，由于每個工程的功能不一，面積不一，體積不一，相應(yīng)的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)用水量也不一致，同時使用的水槍數(shù)量也不一樣，但均應(yīng)保證工程內(nèi)的任何部位均有2只消防水槍的2股充實水柱同時到達。如果考慮初期火災(zāi)用水均由氣壓罐提供，那么氣壓罐的調(diào)節(jié)容積將會很大，超過一般的產(chǎn)品規(guī)格，故氣壓罐的調(diào)節(jié)容積只考慮2只消防水槍的用水量。根據(jù)GB 50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第11.0.3條規(guī)定：“消防水泵應(yīng)確保從接到啟泵信號到水泵正常運轉(zhuǎn)的自動啟動時間不應(yīng)大于2 min”，說明在不設(shè)高位消防水箱的前提下，消火栓水泵正常運轉(zhuǎn)前的消防用水量，應(yīng)由氣壓罐調(diào)節(jié)容積來承擔(dān)。所以消火栓系統(tǒng)氣壓罐的調(diào)節(jié)容積由同時使用的2只消防水槍乘以單支水槍的流量再乘以120 s求得，若單支水槍的流量以5 L/s計，氣壓罐的調(diào)節(jié)容積為1.2 m3。

第三，根據(jù)GB 50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第5.3.4條規(guī)定：“設(shè)置穩(wěn)壓泵的臨時高壓消防給水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置防止穩(wěn)壓泵頻繁啟停的技術(shù)措施，當(dāng)采用氣壓水罐時，其調(diào)節(jié)容積應(yīng)根據(jù)穩(wěn)壓泵啟泵次數(shù)不大于15次/h計算確定，但有效儲水容積不宜小于150 L。”噴淋系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)所計算出的氣壓罐調(diào)節(jié)容積，均應(yīng)按此條規(guī)范進行復(fù)核。

另外，除了氣壓罐的調(diào)節(jié)容積外，每個系統(tǒng)氣壓罐的最低工作壓力應(yīng)滿足該系統(tǒng)最不利設(shè)備的最低工作壓力及靜水壓力要求。

2 滅火器的配置

滅火器作為初期火災(zāi)有效的滅火工具，在單建式人防工程消防安全中，扮演著重要的角色。設(shè)計人員在滅火器的設(shè)計中，往往只計算滅火器的數(shù)量，容易忽略滅火器的最大保護距離。而滅火器保護距離的遠近，顯然是滅火器能否控制火情的重要因素。距離關(guān)系到人們能否及時取用滅火器，進而是否能夠迅速撲滅初期小火，或者是否會使火勢失控成災(zāi)等一系列問題。故設(shè)計人員在設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)GB 50140—2005建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范第5.2.1條～5.2.4條之規(guī)定，仔細復(fù)核滅火器的最大保護距離是否滿足要求。

3 管道穿防火墻處的防火處理

單建式人防工程由于既要滿足平時使用的要求，又能在戰(zhàn)時轉(zhuǎn)換為人防工程，故必然會有許多管線穿越防火墻。設(shè)計人員在設(shè)計過程中，往往只按照人防要求，在管道穿越人防圍護結(jié)構(gòu)處預(yù)埋了剛性防水套管，沒有關(guān)注到管道穿越防火墻處的防火處理。根據(jù)GB 50016—2014建筑設(shè)計防火規(guī)范第6.1.6條規(guī)定及條文解釋，當(dāng)管道必須穿越防火墻時，應(yīng)采用彈性較好的不燃材料或防火封堵材料將墻與管道之間的空隙緊密填實；對于采用塑料等遇高溫或火焰易收縮變形或燒蝕的材質(zhì)的管道，要采取措施使該類管道在受火后能被封閉，如設(shè)置熱膨脹型阻火圈或者設(shè)置在具有耐火性能的管道井內(nèi)等，以防止火勢和煙氣穿過防火分隔體。

4 消防排水

根據(jù)GB 50098—2009人民防空工程設(shè)計防火規(guī)范第7.8.1條規(guī)定：“設(shè)置有消防給水的人防工程，必須設(shè)置消防排水設(shè)施” 。在設(shè)計過程中設(shè)計人員也會設(shè)置排水設(shè)施，但容易忽略掉消防排水量的復(fù)核。根據(jù)第7.8.1條的條文解釋，一般消防排水量可按消防設(shè)計流量的80%計算，故在設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)按防火分區(qū)逐個復(fù)核排水泵的流量是否滿足消防排水量的要求，而消防設(shè)計流量應(yīng)以人防工程室內(nèi)各消防系統(tǒng)設(shè)計流量之和確定。同時，工程內(nèi)集水井的設(shè)置也應(yīng)符合GB 50015—2003建筑給排水設(shè)計規(guī)范(2009年版)的相關(guān)規(guī)定。

5 結(jié)語

單建式人防工程的消防給排水設(shè)計應(yīng)與時俱進，在不斷發(fā)現(xiàn)問題的同時，尋求更為科學(xué)合理的解決辦法，為工程的消防安全提供可靠保證。

[1]GB 50016—2014，建筑設(shè)計防火規(guī)范.

[2]GB 50015—2003，建筑給排水設(shè)計規(guī)范.

[3]GB 50098—2009，人民防空工程設(shè)計防火規(guī)范.

[4]GB 50974—2014，消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范.

[5]GB 50140—2005，建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范.

[6]GB 50084—2001，自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(2005年版).

Consideration on fire-fighting water-supply and drainage design in single-building type civil defense projects

Yang Shu

(ShanghaiCivilAirDefenseArchitecturalResearchandDesignInstitute,Shanghai200032,China)

The paper introduces the definition and major features of the single-building type civil defense project, illustrates the essential meaning of the fire-fighting design for the safety of the type of buildings, and explores common problems in the fire-fighting water-supply and drainage design in the project, so as to provide reference for the design of similar projects.

single-building type civil defense project, fire-fighting water-supply and drainage, design

1009-6825(2015)18-0129-02

2015-04-17

楊 樹(1988- )，男，助理工程師

TU998.1

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