高層建築因(yīn)現有消防裝備的限(xiàn)製,其防火設計應立足(zú)於自救,且應以室內消(xiāo)防設施為主。水,作(zuò)為主要的滅火劑已被廣(guǎng)泛采用(yòng),尤其是自動噴水滅火係統因其滅火效率高、二次水災害小而被廣大設計(jì)人員所青睞(lài)。
為了達到迅速(sù)滅火的目的,有關規範(fàn)對室內消(xiāo)防供水(shuǐ)係統的水量和水壓(yā)均做了明確規定。在城市供水中,由(yóu)於大(dà)部分城市(shì)管網為枝狀,且生活、消防采用合流製,發生火災時,市政管網的壓力和事故點出水口的(de)水量難以(yǐ)滿足高層建築設計的壓力和流量,另一方麵,即(jí)使市政管網能滿足其用水量的要求,一般情況下也不允許水泵直接從管網中抽取,以免供水管道中出現(xiàn)負壓,影響周圍其他用戶,因此,高層建築通常設計消防水池,或利用水井、天然水源(yuán)等,通過水泵及其他加壓設備供(gòng)水。規範規定(dìng),設有穩壓泵、氣壓罐、變頻調速水泵的供水設備均為臨時高壓供水係統,而(ér)臨(lín)時(shí)高壓係統應設置消防水箱,以保證*不利點室內消火栓和自動噴水滅火係統撲救初期火災所需的水量和(hé)水壓,達(dá)到迅速撲救初期火災的目的。
1.消防水箱的容積計算
對於需設消防水箱的係(xì)統,其貯水量首先應滿(mǎn)足消防10min(分鍾)室內用水量。為便於維護、管理,設計時習慣做法是將生活、消防合用水箱。對於(yú)合用水箱,其有效容積應滿足:V=Vt+Vs+Vf+Vx,其中Vt(m^3)為(wéi)生活用水量,Vs(m^3)為生活(huó)調節水量,Vf(m^3)為高峰負荷儲備(bèi)水量,Vx(m^3)為消(xiāo)防用水量,其中Vx=q600/1000,q為(wéi)室(shì)內消火(huǒ)栓或自動噴水(shuǐ)滅火係統設計用水量(升/秒)。若室內消火栓與自動(dòng)噴水係統水箱單獨設置時,其容(róng)量應滿足各自要求。當室內消火栓與自動噴水係統共用一個消(xiāo)防水箱時,根據《自動噴水滅火係統設計(jì)規範(GBJ84—85)》的規範說明,其消防用水量可不小於18立(lì)方米。因為在同一建築物內,火災(zāi)發生時,一(yī)般(bān)是在室內消火(huǒ)栓(shuān)投(tóu)入使用之前,自動噴水係統開(kāi)始啟動(dòng)噴頭滅火(huǒ),若每隻噴頭按流量1.331/s計算,可供23個噴頭10min消防用水量,或2支水槍15個噴頭10min用水量(liàng),符合(hé)撲救初期火災的要求。對於采用分區供水的係統,若采用並聯方式,則每區水箱消防水量容積應(yīng)按上式計算;對於(yú)采用串聯(lián)方式供水(shuǐ)係統,此時的水箱,除(chú)保證(zhèng)低(dī)區消防(fáng)10min用水量外,主要還(hái)應起上一區水池的作用,其消防儲水量應滿足該區火災延續時間內用水量即Q=(q1t1+q2t2)-q3t3,(q1、q2、q3為室內消火栓、自動噴水係統設計流量及水箱(xiāng)補水流量,t1、t2、t3為(wéi)規範規定的火(huǒ)災(zāi)延續時間及補水時間(jiān)),同時,還應滿足該區生活用(yòng)水需要。為了確保消防用水量不被挪作它用,水箱出(chū)水管要(yào)采取一定的技術措施,一般(bān)情況下,生活、消防出水管應單獨(dú)設(shè)置,並在生活用水出(chū)水管上采取破壞虹吸法和控(kòng)製(zhì)水位法。如圖所示。對於高(gāo)度超過50m的(de)建築,室內消防供水係統每(měi)區宜設兩個水箱,並用連通管連接。兼(jiān)作水池(chí)的水箱應(yīng)分成網格,以便清洗和檢修時不停水。
2.消防水箱管道布置
按(àn)規範要求,消防水(shuǐ)箱應設進水(shuǐ)管、出水管(guǎn)、溢流信號管、通(tōng)氣管等,為了保證水質不被汙(wū)染並定期排放水中的沉澱物和雜質,消防水箱還應設放空管。對於出水管(guǎn)的管徑(jìng),應根據設計流量和(hé)流速來確定,即d(m)=(4q/3.14v)^(1/2)(q:m^3/s v:m/s)。對消火栓(shuān)係統而言(yán),水箱出(chū)水管(guǎn)經增壓(指水(shuǐ)箱高度不能滿(mǎn)足水力計算要求的)後,可以直接(jiē)與(yǔ)消火栓管網連接,而對自(zì)動噴水滅火係統,必須經濕式報警閥後,才能與噴淋立管相接,而絕不能不經(jīng)濕(shī)式報警閥直接與管網相連,因為(wéi)報警閥上的水力警鈴是靠水的衝動來報警的,若不經(jīng)報警閥,發生火災時(shí),壓力水進不了報警通道,致使壓力開關、水力警鈴不動作,更不會快速發出電信號啟動噴淋泵,從而使管網內的水源得不到充分保證。為避免消防水泵開啟後水經供水(shuǐ)管網進入消防水箱,消防水箱的出水管上還須(xū)加逆止閥,以阻止水進入消防水箱並保證消防水泵開啟時維持管網壓力。
3.加壓措(cuò)施
按規範要求,高位消防水箱的設置高度應滿(mǎn)足係統(tǒng)中*不利點所需的水(shuǐ)壓要求,*不利(lì)點(diǎn)消火栓靜(jìng)水壓(yā)力不小於7m水柱(超過100m時(shí)靜水壓力不低於15m水柱),*不利點處噴頭(tóu)工作壓力均不應小於5m水柱(zhù),若加上沿程和局部水(shuǐ)頭損(sǔn)失,則消防水箱水位*低點與*不(bú)利點的幾何高度至少不低於20m左右,這不僅影響了建築物的美觀,而且對建築(zhù)物的結構設計和施工也造成了一定的困難,因此,設在高層建築頂部的消防水箱一般是滿足不了*不利點消火栓或自動噴水設備水壓要求,須設(shè)增壓設施。常用的設備有氣(qì)壓罐或穩壓泵。設計時,如果單獨在水箱的出水管上設加壓泵,則由於(yú)管網內沒有(yǒu)可(kě)供調節水(shuǐ)量,一旦管網出現滲漏現象,則管網內的(de)壓力會迅(xùn)速下降,使加(jiā)壓泵啟閉頻繁,影響其使用壽命。對於單獨使用(yòng)氣壓(yā)供水的設計,在實際工程中也有很多(duō)。在我(wǒ)市已投入使用的工程中,設計人員常采用水泵與氣壓罐串聯的(de)方式加壓(yā),經過實踐證明,效果很好,如圖所示。正常情況下(xià),由一個小型氣壓罐維持管網壓力,其蓄水量主要起補漏作用,水泵為小流量、低揚程。泵(bèng)啟動後,屋頂水箱中的水經(jīng)吸水管、水泵送(sòng)入消防管網,同時,一部分水量進入增壓罐,由罐(guàn)上的壓力表控製水泵啟閉。由於係統中有了(le)調節(jiē)水(shuǐ)量,可以避免泵頻繁啟動(dòng)。其設備構造較為簡單,占地麵積小,且在無電的情況下,也能出水滅火。