摘要:由于我国经济建设的飞速发展,高层及超高层建筑日渐增多。选择合理的设计方案是超高层建筑消给水系统设计的关键它直接影响到给水系统的有效使用和工程造价。正确的给水设计将确保建筑物内人们的正常使用。正确的消防设计将确保建筑物内人们的生命和财产安全。本文主要针对这一问题进行阐述。
关键词:高层建筑、给排水、消防水设计、消火栓设计、消防水泵设计
中图分类号:[TU208.3]           文献标识码:A      文章编号:
1、工程概述
星河传说住宅五区1号楼、2号楼及地下室消防工程位于东莞市星河传说。该工程项目规划总建设用地13713.83平方米;1号楼建筑面积24214.56平方米,2号楼建筑面积21317.18平方米,地下室建筑面积10628.7平方米,总建筑面积约57400平方米。消防工程方面包括消火栓系统、自动喷水灭火系统、火灾自动报警及气体灭火系统、防排烟系统、防火门、防火卷帘系统等。
2、高层建筑消防给排水工程的特点
2.1高层建筑给水系统进行竖向分区,压力值的确定是进行合理竖向分区的关键所在。要实行分区供水,首先应确定多少层为一个区,从水力学的观点来看,也就是要确定各区最低层卫生器具允许承受多大的静水压力值,这个最大允许静水压力值即为分区给水压力值。影响分区给水压力值的因素主要有:建筑物性质及卫生设备完善程度;卫生器具及阀件的允许工作压力值;供水设备及管道阀件的价格和当地电价等。对于住宅及宾馆类高层建筑,由于卫生器具及用水设备数量较多,用水量较大,用户对供水安全及隔音防震的要求较高,其分区给水压力值一般不宜太高。对于办公楼等非居住建筑,由于其卫生器具和用水设备数量较少,用水量较小,其分区给水压力值允许较高一些,我国《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)规定,分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa,特殊情况下不宜大于0.55MPa。
2.2高层建筑中可能引发火灾的因素多,并且火势蔓延迅速,而且灭火困难。因此,高层建筑中的消防系统对安全可靠性的要求要高于低层建筑。鉴于目前消防设备情况,扑救高层建筑中突发火灾能力差,因此高层建筑要立足于消防自救。
3、消防水量的确定与消防水池设计问题
3.1区分消防水源与生活水源,分开建立储水池
由于物质生活水平的不断提高,人们对日常生活饮用水水质的要求也越来越高,由于消防的储水量远大于日常生活用水量,会由于消防储水量过多致生活用水在池内停留时间过长,造成水质腐化,这样通过区分水源,一方面可以保证生活饮用水的水质,另一方面可以延长消防水池的换水周期,避免水的浪费。
3.2建立公用消防储水池
由于高层建筑消防水池容积大,占地大,但建筑商又不得不节约投资,因此高层建筑群之间应共用消防水池。消防水池的容量应按消防用水量最大的一幢高层建筑计算。因此,在高层建筑规划建设时应加强规划功能,有关市政,自来水,消防等就应进行现场实地勘察与合理地规划控制,对邻近高层建筑或高层建筑群共用消防水池,并对共用水池进行合理地管理。比如,同一街区上的几十幢高层,超高层建筑,如果在旧城改造时早作规划,在街区内规划出一个或两个大型喷泉(当然这类喷泉在水量,水质及火灾时的取水均应能满足消防用水的要求),既节省了投资,又保证消防水源,同时在城市中增添了一道亮丽的生活景观。
3.3消防水量确定与消防储水池的设计问题
高层建筑投资规模大,建筑使用功能复杂,使得对设计的要求越来越高,这就要求我们在设计当中既要考虑到控火及灭火的安全性,又要考虑到投资的合理性。
3.3.1消防水池容积的确定关系着灭火的安全性。
据查有关规定,对水池的容积设计要求如下:当室外给水管网能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求;当室外给水管网不能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容积应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。
3.3.2设计人员在消防水池储水量的设计上应进一步明确的一点是,高层建筑内部最大可能同时动作的消防灭火系统并不一定是大楼内所有的灭火系统全部动作。退一步说,因为系统功能不同,即使全部动作也还是有一个时间差的问题。
所以设计在计算消防用水量时,应结合概率进行科学的测算评估。而目前许多消防水池储水量的设计基本上是高层建筑内所配置的灭火系统的用水量之和,这明显是不科学的。
另外,设计还应充分考虑火灾时消防水池正常补水的几种可能,如正常的市政供水管网的补水,屋顶高位水箱,游泳池甚至空调冷凝水,循环冷却水池内的水(在能保证不被动用的前提下)均可在利用之列。可以根据灭火时间,消防水泵的数量,以及灭火延续时间可以计算总用水量,从而可以计算出消防水池的容积。例如,某一类高层建筑,按防火规范的要求设计,计算一下消防水池的容积:
室外消火栓系统:30L/s×3h=324m3;
室内消火栓系统:40L/s×3h=432m3;
自动喷水灭火系统:30L/s×1h=108m3;
则该建筑的消防水池的容积为864m3。
3.4火灾延续时间与消防补水量计算
火灾延续时间,不仅应该从多方面考虑,更重要的是应从实际建筑物内部结构材料,火灾荷载及火灾扑救的难易程度,建筑内部消防设施的完备及先进自动化程度,加上使用人员的素质,物业管理水平等进行综合权衡考虑。例如在科研楼内,如果只是一些非燃的物品,那么建筑内燃烧物数量不多,火灾的机率不大,即使火灾,也不可能发生大面积蔓延,这种情况下应该可以将火灾延续时间减少。补水量可以根据市政供水部门提供的资料以及上边的火灾延续时间进行计算,在缺乏资料时,可按消防水池进水管直径,在室外低压给水管道的水压为0.10MPa,水流速度为1.0mPs时的流量加上火灾延续时间综合计算.为减少消防水池的容积,自来水公司应允许采用较大的引入管,计算消防水池容积时可扣除火灾时的补充量.同时可考虑设置旁通管,平时旁通阀门不开,火灾时打开,允许降低临近建筑物的水压,增加消防水池的补水量,集中保障着火建筑物的消防用水。
4、消火栓的设计分析
就目前来说,我国高层建筑室内消火栓的设置应满足有关的建筑设计防火规范的要求。实际上也就是说建筑室内消火栓的位置应明显,其间距应通过计算确定,但不能大于有关的建筑设计防火规范的要求。设计中应注意按建筑物类别正确确定室内消火栓的用水量。室内消火栓的口径应按每支水枪流量来确定,水枪流量小于3L/s时,应采用SN50消火栓。水枪流量大于3L/s时应采用SN65消火栓。设有消防给水的建筑物,其各层均应设置室内消火栓。消防电梯前室应设室内消火栓。低层建筑屋顶应设试验消火栓,高层建筑屋顶应设试验消火栓和压力显示装置。室内的消防箱暗设在墙内,这样比较好看,消防立管设在入户平台或住户卫生间内。此处墙体一般与厅相连,现在的住户采用木装修的很多,消防箱暗设在墙内,日常使用中消火栓漏水造成木装修发霉的甚多,不好解决。
5、消防水泵设计分析
规范对是否设消防水池已经有了明确规定,但对是否设消防水泵却没有明确的规定,下面对消防水泵的设置问题做些探讨。一般的,消防水泵的设置包括自动喷淋泵,室外消火栓泵,室内消火栓泵等。对于喷淋系统,用水由市政给水管道供给,且流量和压力能满足消防要求,可不设自动喷淋泵,也无需设高位消防水箱。若只能满足流量要求,不能满足压力要求,此时应设喷淋增压泵。当系统用水是由消防水池或天然水源供给时,应设喷淋泵,但若是采用高位消防水池,又能满足常压给水系统要求,可不设喷淋泵。对于室外消火栓来说,若市政给水管能满足消防要求,此时不设室外消火栓泵。当系统用水由消防水池或天然水源供给,消防水池的保护半径为150m,若建筑物在消防水池的保护半径范围内,可不设消防泵,只需在消防水池上设消防取水的取水口,但消防水池的取水口的设置不能满足消防车的吸水深度要求时,还是应设室外消火栓泵。若建筑物不在消防水池的保护半径的范围内,此时应设室外消火栓泵。如果室外给水管能满足消防供水的水量及水压要求,可不设室内消火栓泵,水压不够时设增压泵。当系统用水由消防水池或天然水源供给,从现行规范来看,采用临时高压给水系统的建筑物均应设置消防泵。
6、结束语
从上述的分析我们可以知道,安全可靠是最重要的,但要在保证安全的同时达到经济合理,尽量节省投资,使得维修管理方便,我们还要在设计当中认真考虑细心比较,这样才能把工程做得更完善。