高層建築因現有消防裝備的限製,其防火設(shè)計應立足於(yú)自救,且應以室內消防設施為主。水,作為主要(yào)的滅火劑已被廣泛采用,尤其是(shì)自動(dòng)噴水滅火係統因其滅火效率高、二(èr)次水災害小而被廣大設計人員所青睞。
為了達到迅速滅火的目的,有關規範對(duì)室內(nèi)消防供水係統的(de)水量和水壓均做了明確規定。在(zài)城市供水中(zhōng),由於大部(bù)分城市管網為枝狀,且生活(huó)、消防采用合流製,發生火災時,市政管(guǎn)網的壓力和事故點出水口的水量難以滿足高層建築(zhù)設計的壓力和流量(liàng),另一方(fāng)麵,即使市政管網能滿(mǎn)足(zú)其用水量的要求,一般情況下也不允許水泵(bèng)直(zhí)接從管網(wǎng)中抽取,以免供水(shuǐ)管(guǎn)道中出現負(fù)壓,影響周圍其(qí)他用戶,因此(cǐ),高層建築(zhù)通常設計消防水池,或利用水井、天然水源等(děng),通過水泵及其(qí)他加壓設備供水。規範規定,設(shè)有穩(wěn)壓泵、氣壓罐、變頻(pín)調速水泵的供水設備(bèi)均為臨時高壓供水係統,而臨時高壓(yā)係統應設置消防水箱,以保證*不利(lì)點室(shì)內消火栓和自動噴水滅火係統撲救初期(qī)火災所需的水量和水壓,達到迅速撲救初期火災的目(mù)的。
1.消防水箱的容積計算
對於需設消防水(shuǐ)箱的係統,其貯水量首先應滿足消防10min(分鍾)室內用水量。為便於維護、管理,設計時習(xí)慣做法是將生(shēng)活、消防合(hé)用水箱。對於合用(yòng)水箱,其有效容積應滿足:V=Vt+Vs+Vf+Vx,其中Vt(m^3)為生活用水量,Vs(m^3)為生活(huó)調節水量,Vf(m^3)為高峰負荷儲備水量,Vx(m^3)為消防用水量,其中Vx=q600/1000,q為室內消火栓或自動噴水滅火係統(tǒng)設計用水量(升/秒)。若室內消火栓與自動噴水係統水箱單(dān)獨設置時,其容量應滿足各自要求。當室內消火栓與自動噴(pēn)水係統共(gòng)用(yòng)一個消防水箱時(shí),根據《自動噴水(shuǐ)滅火係統設計規(guī)範(GBJ84—85)》的規範說明,其消防用水量可不小於18立方米。因為(wéi)在同一建築物內,火災發生時,一般(bān)是在室(shì)內消火栓投入(rù)使用之前(qián),自動噴(pēn)水係統開始(shǐ)啟動噴頭滅火,若每隻噴頭按流量1.331/s計算,可供23個噴(pēn)頭10min消防(fáng)用水量,或2支水槍(qiāng)15個噴頭10min用水量,符(fú)合撲救(jiù)初期火(huǒ)災(zāi)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(shuǐ)箱消防水量容積應按(àn)上式計算;對於采用串聯(lián)方式供水係統,此時的水箱,除保證低區消防10min用水(shuǐ)量外(wài),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(qū)火災延續時間內用水(shuǐ)量即Q=(q1t1+q2t2)-q3t3,(q1、q2、q3為室內消火栓(shuān)、自動噴水係統設計流量及(jí)水箱補水流量(liàng),t1、t2、t3為規範(fàn)規定的火災延續(xù)時間及補水時間(jiān)),同時,還應滿足該區生活用水需要。為了(le)確保消防用水量不被挪作它用,水箱出水管要采取一(yī)定的技(jì)術措(cuò)施,一般情況下,生活、消防出水(shuǐ)管應單獨設置,並在生活用水出水管上采取破壞虹吸(xī)法(fǎ)和控製水位法。如圖所示。對於高度超過50m的(de)建築,室內消防供水係統每區宜設兩個水箱,並用連通管連接。兼作水(shuǐ)池的水箱應分成網(wǎng)格,以便清洗和檢修時不停(tíng)水。
2.消防水箱管道布置
按(àn)規範要(yào)求,消防水(shuǐ)箱應設(shè)進水管、出水管、溢流信號管、通氣管等,為了保證水質不被汙染(rǎn)並定期排放水中的沉澱物和雜質,消(xiāo)防水箱還應設放空管。對於出水管的(de)管徑,應根據設計(jì)流量和流速來(lái)確定,即d(m)=(4q/3.14v)^(1/2)(q:m^3/s v:m/s)。對消火栓係統而言,水箱出水管經增壓(指水箱高(gāo)度不能滿足水力計算要求的)後,可以直接(jiē)與消火栓管網連接,而對自動噴水滅火係統,必須經濕(shī)式報警閥後,才能與噴淋立(lì)管相接,而絕不能不經濕式報警閥直接與管網相連,因為報警(jǐng)閥上的水力警鈴是靠水的衝動(dòng)來報警的,若不經報警(jǐng)閥,發生火災時(shí),壓力水(shuǐ)進不了報警通道,致使壓力開關、水力警鈴不動(dòng)作,更不會快速(sù)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管(guǎn)網進入消防水箱,消防水箱的出水管上還須加逆止閥,以阻止水(shuǐ)進入消防水箱並保證消防水泵開(kāi)啟時維持管(guǎn)網(wǎng)壓力。
3.加壓措施
按規範要求,高位消防水箱的設置高(gāo)度應滿(mǎn)足係統中*不利點所需的水壓要求,*不利點消火栓靜水壓力不小於7m水柱(超過100m時靜水壓力不低於15m水柱),*不利點處噴頭工作壓力均不應小於5m水柱,若加上沿程和局(jú)部水頭損失,則消防水箱(xiāng)水位*低點與*不利點的幾何高度至少不低於(yú)20m左(zuǒ)右,這不僅影響(xiǎng)了建築物的(de)美觀,而且對建築物(wù)的結構設計和施工(gōng)也造成了一定的(de)困難,因此,設在高層(céng)建築頂部的消防水箱一般是滿足不了*不利點消火(huǒ)栓或自動噴水設備水壓要求,須設增壓設施。常用的設備有氣壓(yā)罐或(huò)穩壓泵。設(shè)計時,如果單獨在水箱(xiāng)的出(chū)水管上設(shè)加壓泵,則由於管網內沒有可供調節水量,一(yī)旦管網出現滲(shèn)漏現象,則(zé)管網內的壓力會迅速下降,使加壓泵啟閉頻繁,影響其使用壽命。對於單獨使用氣壓供水的設計,在實際工程中也(yě)有很多。在我市(shì)已投入使用的工程中,設計人員常采用水泵與氣壓罐串聯(lián)的(de)方式加壓,經過實踐證明,效果很好(hǎo),如圖所示。正常情況下,由一個小型氣壓罐維持(chí)管網(wǎng)壓力(lì),其蓄水量主要起補漏作用,水泵為小流量、低揚程。泵啟動後,屋頂水箱中的水經吸水管(guǎn)、水(shuǐ)泵送入(rù)消防管網,同時,一部分水量進入增壓罐,由罐上(shàng)的(de)壓力表控製(zhì)水泵啟閉。由於係統中有了調節水量(liàng),可以(yǐ)避(bì)免泵頻繁啟動。其設備構造較為簡(jiǎn)單,占地麵積小,且在無電的情(qíng)況下,也能出水滅火。