高層建築因現有消防裝備的限製,其防火設計應立足於自救,且應以室內消防設施為主(zhǔ)。水,作(zuò)為主要的滅火(huǒ)劑已被廣泛采用(yòng),尤其是(shì)自動噴水滅火係統因其滅火(huǒ)效率高、二(èr)次(cì)水災害小而被廣大設計人員所青睞。
為了(le)達到迅速滅火(huǒ)的目的,有關規範(fàn)對室內消防供水係統的水(shuǐ)量和水壓均做了明確規定。在城市供水(shuǐ)中(zhōng),由於大部(bù)分城市管網(wǎng)為枝狀,且生活(huó)、消防采用合流製,發生火災時,市政管網(wǎng)的壓力和事(shì)故點出水口的水量難以滿足高層建築設計的壓力和流量,另一方(fāng)麵,即使市政管網能滿足(zú)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負(fù)壓,影響周圍其他用戶,因此,高層建(jiàn)築通常設計消防水池,或利用水井、天然水源等(děng),通過水泵及(jí)其他加壓設備供水。規範規(guī)定,設有穩壓泵、氣壓(yā)罐(guàn)、變頻調速水泵(bèng)的供水(shuǐ)設備均為臨時高壓供水係統,而臨時高壓(yā)係統應設置消(xiāo)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(shuǐ)量和水壓,達到迅速撲救(jiù)初期火災的目的。
1.消防(fáng)水箱的容積計算(suàn)
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(lǐ),設計時習慣做法是將生活、消防合用水箱。對於合用水箱(xiāng),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設計用水量(升/秒)。若室內消火(huǒ)栓與(yǔ)自動噴水係統水箱單獨設置時,其容量應(yīng)滿足各自要求(qiú)。當室內消火栓(shuān)與自動噴水係統(tǒng)共用一個消防水箱(xiāng)時,根(gēn)據《自動噴水滅火係統設計規範(GBJ84—85)》的規範說明(míng),其消防用(yòng)水量可不小於18立方米。因(yīn)為在同(tóng)一建築物內,火(huǒ)災發生時,一般是在室內消火栓投(tóu)入使用之前,自動噴水係統開(kāi)始啟動(dòng)噴頭(tóu)滅火,若每隻噴頭按流量(liàng)1.331/s計算,可供(gòng)23個(gè)噴頭10min消防(fáng)用水(shuǐ)量,或2支水槍15個噴頭10min用水量,符合撲救初期火災的要求。對於采用分區供水的係統,若采(cǎi)用(yòng)並聯(lián)方式,則每區水箱消防水量容(róng)積應按上式計算;對於(yú)采用串聯方式(shì)供水係統,此時的水箱,除保證低區消防10min用(yòng)水量外,主要還應起上一(yī)區水池的作(zuò)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(pēn)水係統設計(jì)流量及水箱補水流(liú)量,t1、t2、t3為規範規定(dìng)的火災延續時(shí)間及補水時間),同時,還(hái)應滿足該區生活(huó)用水需要。為了確保消防(fáng)用水量不被挪作它用,水箱出水(shuǐ)管要采取(qǔ)一定的技術措施,一般情況下,生(shēng)活、消防出水管應單獨設置,並在生活用水出水管上采取(qǔ)破壞虹吸法和控製水位法。如圖(tú)所示。對於高度超過50m的建築,室(shì)內消防供水係統每區宜設兩個水箱,並用連通管(guǎn)連(lián)接。兼作水池的水箱應分成網格,以便清洗和檢修時不停水(shuǐ)。
2.消防水箱(xiāng)管道布置
按規範要求,消(xiāo)防水箱應設進水管、出水管、溢流信號管、通氣管等,為了保證(zhèng)水(shuǐ)質(zhì)不被汙染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。對於出水管的管徑,應根據設計流量和流速(sù)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,水箱出水管經增(zēng)壓(yā)(指水(shuǐ)箱高度不能滿足水力計算要求的)後,可以直接與消火栓管網連接(jiē),而對自動噴(pēn)水滅火係統,必須經濕式報警(jǐng)閥後,才(cái)能與噴淋立管相接,而絕不能不經濕式報警閥直(zhí)接與管網相連,因為報警閥上的(de)水(shuǐ)力警鈴是靠水的衝動來報警的,若不經報警閥,發生火災時,壓力水進不了報(bào)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(xìn)號啟動噴淋泵,從而使管網內的水源(yuán)得不到充分保證。為避免消防水泵開(kāi)啟後水經供水管網進(jìn)入(rù)消防水箱,消防水箱的出水管(guǎn)上還須加逆止閥,以阻止水進入消防水(shuǐ)箱並保證(zhèng)消防水(shuǐ)泵開啟時維持管網(wǎng)壓力。
3.加壓(yā)措施
按(àn)規範(fàn)要求(qiú),高(gāo)位消(xiāo)防水箱的設(shè)置高度應(yīng)滿足係統中*不利點所需的水壓要(yào)求(qiú),*不利點消火(huǒ)栓靜水壓力不小於7m水柱(超過(guò)100m時靜水壓(yā)力不低於15m水柱),*不利點處噴頭工作壓力均(jun1)不應小於5m水柱,若加上沿程和局部水頭損(sǔn)失,則消(xiāo)防水(shuǐ)箱水位*低(dī)點與*不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(měi)觀,而且對建築物的結(jié)構設計和施工(gōng)也造成了一定(dìng)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(huǒ)栓或自動噴水設備(bèi)水壓要求,須設增壓設(shè)施。常用的設備有氣壓罐或穩壓泵。設計時,如果單獨(dú)在水箱的出水管(guǎn)上設加壓泵,則由於管網內沒有可供調節水量,一旦管網出現滲漏現象(xiàng),則(zé)管網內的(de)壓力會迅速下降(jiàng),使加壓泵(bèng)啟閉頻繁,影響其使用壽命。對於單獨使用氣壓供水(shuǐ)的設計,在實際工程中也有很多。在我市已投入使用的工程中,設計人員常采用(yòng)水泵與氣壓罐串(chuàn)聯的方式加(jiā)壓,經過實踐證明,效果(guǒ)很好,如圖所示。正常情況下,由一個(gè)小型氣(qì)壓罐維持管網壓力,其蓄水量(liàng)主要起補漏作用,水泵為小(xiǎo)流量、低揚程。泵啟動後,屋頂水箱中的(de)水經吸水管、水泵送入消防管網,同時,一部分水量進入增壓罐,由(yóu)罐上的壓力表控(kòng)製水泵啟閉。由於係統中有了調節水量,可(kě)以避免泵頻繁啟動。其設備構造較(jiào)為簡單,占(zhàn)地麵積小,且在無電的情況下,也能出水滅火。