高(gāo)层建筑(zhù)因现有消(xiāo)防装备的限制,其防火设计应立足于自救,且应(yīng)以室内消防设施为主。水,作(zuò)为主要的灭火剂已(yǐ)被广泛采用,尤其是自动喷水灭火系统因其(qí)灭火效率高、二次水灾害小而被广(guǎng)大设计人员所青睐。
为了(le)达到迅速灭(miè)火的目的,有关规(guī)范对室内消防供水系统的水量和水压均做了明确规定。在城市供水中,由于(yú)大部分城市管网为(wéi)枝状,且生(shēng)活、消防(fáng)采用合流制,发生火灾时,市政管网的压力和事故点出水口的水量难以满足高层(céng)建(jiàn)筑设计的压力(lì)和流量,另一(yī)方面,即使市(shì)政管网能(néng)满足其用水量的要求,一般情况下也不允许水泵直接从管网中抽取,以免供水管道中出现负压,影(yǐng)响(xiǎng)周围其他用户,因此,高层建筑通常设(shè)计消防水池,或利用水井、天然水源等,通过水泵及其他加(jiā)压设备供水。规(guī)范规定,设有稳压泵、气(qì)压罐、变频调(diào)速(sù)水泵的供水设备均为临时高压(yā)供水系统,而临时高压(yā)系统应设置消防水箱,以保(bǎo)证*不利点(diǎn)室内消(xiāo)火栓和自动喷(pēn)水灭火系统扑救初期火灾所需的水量和水压,达到迅速扑救初期火灾的目的。
1.消防水箱的容积计算
对于需设(shè)消防水箱的系统,其贮水量首先应满足消防10min(分钟)室内用水量。为便于维护、管理,设计时习惯做法是将生活、消防合用(yòng)水箱。对于合用水箱,其有效容积应满足:V=Vt+Vs+Vf+Vx,其中Vt(m^3)为生活用水量,Vs(m^3)为生活调节水(shuǐ)量,Vf(m^3)为高峰负荷储备水量,Vx(m^3)为消防(fáng)用(yòng)水量,其中(zhōng)Vx=q600/1000,q为室内消火栓或自动喷水灭火系统设(shè)计(jì)用水量(升/秒)。若室内消火栓与自动(dòng)喷水系(xì)统水(shuǐ)箱单独设置时,其容量应满足(zú)各自(zì)要(yào)求。当(dāng)室内消火(huǒ)栓与自动喷水系统共用一(yī)个消防水箱(xiāng)时,根据《自动喷水(shuǐ)灭火系(xì)统设计规范(GBJ84—85)》的规(guī)范说明,其消防用(yòng)水量可不小于(yú)18立方米。因为在同一(yī)建筑物(wù)内,火灾发生时,一般是在室内消火栓投(tóu)入使用之前,自(zì)动喷水系统(tǒng)开始启动喷头灭火,若每只喷(pēn)头按流量1.331/s计算,可供23个喷头10min消防用水量,或2支水枪15个喷头10min用(yòng)水量,符合扑救初期火灾的要求。对于采用分区供水的系统,若采用并联方式,则每区水箱消(xiāo)防(fáng)水量容积应按上式计算;对于采用串联方式(shì)供水系统,此时的水箱,除保证低区消防(fáng)10min用水量外,主要还应起上一区水池的作用(yòng),其消防储(chǔ)水量应满足该区火灾延续时间内用水量(liàng)即Q=(q1t1+q2t2)-q3t3,(q1、q2、q3为室内消火栓、自动喷水系统设计流量及水箱(xiāng)补水流量,t1、t2、t3为规范规定的(de)火灾延续时间及(jí)补水时间),同(tóng)时,还应满足该(gāi)区生活用水需要。为了(le)确保消防用水量不被挪作它用,水箱出水管要采取一定的技术措施,一般情况下,生活、消防出水管应单独(dú)设置(zhì),并(bìng)在生活用水出水(shuǐ)管上采取破坏虹吸(xī)法和控制水位法(fǎ)。如图所示。对于高度超(chāo)过50m的建筑,室内消防供水系统(tǒng)每区宜设两个水箱,并用连通管连接。兼作(zuò)水(shuǐ)池的水箱应分成(chéng)网格(gé),以便清洗和检修时不停水。
2.消(xiāo)防水箱管道(dào)布置
按规范要求,消防水箱应设进水(shuǐ)管、出水管、溢流信号管(guǎn)、通气管等,为了保证水质不被污染并定期(qī)排(pái)放水中的沉淀物和杂质,消防水箱还应设放空管。对于出水管的管径,应根据设计流量和流速来确定,即d(m)=(4q/3.14v)^(1/2)(q:m^3/s v:m/s)。对消火栓(shuān)系统而言,水箱出水管经增压(指水(shuǐ)箱高度不能满足水力(lì)计(jì)算要求的)后,可以直接与消火栓管网(wǎng)连接,而(ér)对自动喷水灭火系统,必须经(jīng)湿式报警(jǐng)阀后,才能与喷淋立管相接,而绝不(bú)能不经湿式(shì)报警阀直接与管网相连,因为报警阀上的水力(lì)警(jǐng)铃(líng)是靠水的冲动来报警的,若不经报警阀,发(fā)生火灾时(shí),压力水进不了报警通道,致使压力开关、水力警铃不动(dòng)作,更(gèng)不会快速发出电信(xìn)号启动喷淋泵,从而使管网(wǎng)内的水源得不到充分保证。为避(bì)免消防水泵开启(qǐ)后水经供水管网进(jìn)入消防水箱,消防水箱的出水管上还须加(jiā)逆止阀,以阻止水进入消防水箱并保证消防水(shuǐ)泵开启时维持管网压力(lì)。
3.加压措施
按规范要求,高(gāo)位消防水箱的设(shè)置高度应满足系统中*不利点所需的水压要求,*不利点消火栓静水压力不小于7m水柱(超过100m时静水压(yā)力不低(dī)于15m水柱),*不利点处喷头工作压力均不应小于5m水柱,若加上沿(yán)程和局部水头损失,则消防水箱水位*低点与*不利点的几何高度至少不低于20m左右,这不仅影响了建筑物的美观,而且对建筑物的(de)结构设计和施工也造成了一定(dìng)的困难,因此,设在高层建筑顶部的消防水箱一般是满足不了*不(bú)利点消火栓或(huò)自动喷水设备水压要求,须设增压设施。常用(yòng)的设备有气(qì)压罐或稳压泵。设计时,如果单独在水(shuǐ)箱(xiāng)的出水管上设加(jiā)压泵,则由于管网内没有可供调节水量,一旦管网出现渗漏现(xiàn)象,则(zé)管网内的压力会迅速下降,使加压泵启闭频繁,影响其使用寿命。对于单独使用气压供水的设计,在实际工程中(zhōng)也有很多。在我市已投入使用的工程中,设计人员常采用水泵与气压(yā)罐串联的方式加压,经过实践(jiàn)证明,效(xiào)果很好,如图所示。正常情(qíng)况下,由一(yī)个小型气压罐维持管网压力,其蓄水量主要起补漏(lòu)作(zuò)用,水泵为小流量、低扬程。泵启动后,屋(wū)顶水(shuǐ)箱中的(de)水经吸水管、水泵(bèng)送入消防管网,同时,一(yī)部分水量进入增压罐(guàn),由罐上的压力表控制水泵启(qǐ)闭。由于系统中有了调节水量,可以避(bì)免泵频繁启动。其设备构(gòu)造较为简单,占地面积小,且在无电的情况下,也能出水灭(miè)火。

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