建筑消防给水系统之浅析

廖永雄

摘要:消防给水系统是建筑给排水系统中的一个重要组成部分。本文概述了建筑消防给水系统给水的方式选择,以及建筑消防给水系统存在的一些问题。

关键词:建筑 消防给水 方式 问题

一、建筑消防给水系统给水的方式选择

决定消防给水系统给水方式的因素是消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统的给水方式与消火栓给水系统基本相同,在此就不赘述。下面就简单叙述下消火栓给水系统的给水方式与选择。

高层建筑由于高度大,室外给水管网水压不能满足高压部分消防给水系统的水压要求,因此必须加压。加压供水的方式有水泵——高位水箱、变频调速水泵或气压罐给水。就临时高压给水系统而言,由于变频调速水泵和气压罐都不能满足火灾初期的消防贮水及其它诸多因素,因而通常采用水泵——高位水箱给水方式。

(一)不分区给水方式

当建筑高度不超过70m时,一般有一层地下层,可采用不分区的给水方式。即消火栓给水系统为一个分区,设置屋面水箱和一组消防水泵,消防水泵的扬程一般50～100mH[2]O。当栓口出水压力大于50mH[2]O 时,应设减压孔板或减压稳压消火栓。在室外设消防水泵接合器,体现“自救为主,外救为辅”。

(二)分区给水方式

1.当建筑高度超过70m,小于130m 时,一般有1- 2 层地下层,可采用两个竖向分区的分区给水。以下两种给水方式比较适合。

(1)减压给水方式。即设立屋面水箱和一组消防水泵,水泵的扬程一般100～170mH[2]O。此种给水方式水泵机组少,占地面积小,系统简单,节约造价。减压阀占地面积小,有利于设计和施工。尤其是高低两区交界的两层失火时,只需要启动一台水泵。不足之处是电耗较大,但是消防水泵不经常运转,还是比较经济的。另一个问题是,对通过减压阀的水流的水质要求较高。生活给水系统由于采用给水塑料管,水质较好,对减压阀减压给水很有利。消防给水管道一般采用镀锌钢管,往往因长时间不运行而受到锈蚀,产生铁锈等。一旦使用容易堵塞减压阀前的过滤器或减压阀,对灭火产生严重影响。考虑到这点,首先从设计上应优先采用耐腐蚀的管材、管件和阀门等,如热浸锌钢管和管件或衬塑钢管和管件及铜阀门或不锈钢阀门等。其次加强日常管理工作,保证较好的水质。由于减压阀具有上述的优势,因而在消防给水系统中得到广泛的应用。

(2)并联给水方式。即高区和低区分别设高位水箱和一组消防水泵。两个分区各自独立给水,对水质的要求没有减压阀高,安全性好;比减压给水方式耗电少:水泵集中设置在地下层,管理方便。为此低区多设一个分区水箱和一组水泵,增加了水箱和水泵的占地面积,与减压给水方式相比,造价有所增加。当高低两区交界的两层中任一层失火时,两组水泵都要启动,对供电系统的容量要求增大。如果采用多级双出口水泵,则可以减少一组水泵。因此根据实际情况,并联给水方式也是首选方案之一。

以上两种给水方式在室内外都应设消防水泵接合器,消防时可以得到消防车的帮助。

2.当建筑高度超过130m,小于200m 时,为避免水泵扬程过高,压水管太长,高区供水应采用串联给水方式。这时高区(高度130m 到200m)供水从下一个分区(高度130m 以下)的高位水箱中抽水,压水管进入高区环网,高区水泵扬程100mH[2]O 左右。这种情况出现三个竖向分区。由此各分区高位水箱和水泵占用建筑面积较大,在楼层设备层中要解决好振动和噪音问题。由于上面分区供水受下面分区给水的影响,安全性较差。因为设备分散带来管理的不便。这就要求提高设计质量,加强日常管理。由于下一个分区高位水箱(中间水箱)是最高分区的水源,其供水有两种方法:

(1)在火灾延续时间内最高分区的消防水量全部存贮于下一个分区的高位水箱内,安全性好。但增加了水箱的容积,同时增加了结构的荷重,此法在实际应用中有一定困难。

(2)在地下层设置水泵作为转输泵,从贮水池内抽水向上转输流量。发生火灾时,先开转输泵,再开最高分区的消防水泵,对水泵的控制要求较高。虽然安全性要差一些,但减少了结构的荷重,系统简单。转输水泵的压水管可以接至最高区水泵的吸水管上,转输流量进入中间水箱在火灾初期消防流量未达到全流量时,可能会出现从水箱中溢流一部分水量,一般情况下不采用。但是当中间水箱设置的高度能够以重力流保证本分区的消防水压时,转输流量可进入中间水箱。高位水箱的重力流给水安全性更好,系统更简单。

3.当建筑高度超过200m,小于250m 时,有4 个竖向分区出现, I、II 分区可以采用并联给水方式,III、IV 分区可以采用减压给水方式。给水系统总体是串联给水方式。

4.当建筑高度超过250m 时,可以根据实际情况选择合理的给水方式,给水系统总体是串联给水方式。并且应按《高规》规定,采取特殊的防火措施,由消防主管部门组织专题研究、论证。

二、建筑消防给水系统存在的一些问题

(一)大空间的消防给水

在消火栓给水系统中,常规的消火栓水枪在地面操作时,其充实水柱已无法达到大空间的上部着火部位。若增加栓口处的水压力,势必使水枪的反作用力加大,消防人员无法操作。在这种情况下如大型展览馆、室内体育馆等,有采用消防水炮装置的,但具体的设计要求不够明确。

在自动喷水灭火系统中,设置喷头的高度太大不利于喷头的启动,也造成喷头的落水无足够的作用力穿透火焰上部。目前,国内规范明确室内净空高度超过的大空间建筑物,在其顶板或吊顶下可不设喷头。而今,世界上喷头技术的发展较快,出现了很多特殊场合使用的喷头。问题是如何将其应用。

大空间的场所如建筑的中庭设置消防给水防止火灾的蔓延也是值得重视的问题。在建筑回廊外侧采用水幕给水系统效果故然很佳,但用水量过大,实际工程应用困难。现采用了防火卷帘与喷淋加密保护。但是,作为喷淋加密方式使用的是闭式喷头,效果到底如何很难确定。在加密喷头的作用、喷头布置间距、水量计算、给水延续时间等问题上,至今存在着不同的意见。

(二)水力报警阀的设置

建筑物规模出现了建筑高度的不断上升和单层面积的增大这对于自动喷水灭火系统中水力报警阀的设置位置提出了问题。它主要表现在报警阀是集中还是分散设置、报警阀控制的喷头数量、阀体的工作压力等问题。

针对水力报警阀的功能及系统发生的变化,现提出了将报警阀移至楼层上,以减少过路的水平管和立管数量,降低阀体的工作压力,有利于节省投资。还推出了,将报警阀设计二组成并联方式,一用一备,不受喷头数量的限制,保证整个消防给水系统的可靠性。

三、结语

选择合理的给水方式是高层建筑消防给水系统的关键,它直接影响到消防给水系统的有效使用和工程造价。消防给水系统中存在的这些主要问题,在借鉴国外资料、吸收新技术的同时,应根据我国的国情经济能力,总结成功的经验,投入力量深化解决出现的问题。这样我国的消防给水技术水平必会提高到新的高度。

(作者单位:广东省第五建筑工程有限公司)