论文部分内容阅读
【摘 要】本文结合实际工程实例，从室外消火栓系统设计、消防水池及屋顶消防水箱设计、室内消火栓系统设计、自动喷水灭火系统设计及水喷雾系统设计等方面阐述了消防给水系统设计。并总结了消防设计中应注意的问题。
【关键词】高层建筑；消火栓系统；消防水箱；自动喷水灭火系统；水喷雾系统
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,特别是消防系统的设计,因此,我们在设计当中既要考虑到控火及灭火的安全性,又考虑到投资的合理性。本文就高层建筑消防给水系统设计及消防设计中应注意的问题与大家交流。
1 工程概述
某高层建筑功能主要分为：商业广场及写字楼建筑，规划用地面积为15287m2，总建筑面积约为72411.2m2，其中地下建筑面积为22112m2，地上建筑面积为50299.2m2，建筑女儿墙高度为60.44m，地上16层，地下3层，其中地下2层和地下3层作为地下车库及设备用房，地下1层至地上4层为商场，5层至16层为办公等组成。
2 高层建筑消防给水系统设计
该建筑使用功能复杂，地下2层到地下3层、地下1层到地上4层、地上5层到16层每层的消防防火分区都各不同。根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)、《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001(2005年版)的相关规定，该综合楼为一类高层建筑，设置室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾系统。各系统消防用水量标准及一次灭火用水量见表1。
表1 消防用水量标准及一次灭火用水量
2.1 室外消火栓系统设计
2.1.1 由本建筑西北两侧各引入一根DN200mm市政给水管，压力为0.25MPa，作为消防水源。
2.1.2 室外消防采用低压制给水系统，由城市自来水直接供水，发生火灾时，由城市消防车从现场室外消火栓取水经加压进行灭火或经消防水泵接合器供室内消防灭火用水。
2.1.3 室外消防为两路供水，设管径为DN200mm环状室外消火栓管道，并设室外地下消火栓6个，满足室外消防的要求。
2.2 消防水池及屋顶消防水箱设计
2.2.1 根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）》的相关规定，该综合楼按同一时间发生一次火灾考虑，按自动喷水灭火系统与水喷雾系统之中用水量最大值，再加上室内消火栓系统用水量计算消防水池容量。消防水池内贮存有3h室内消火栓灭火用水量及1h水喷雾用水量，水池有效容积为594m3，水池分两格。消防泵房、消防水池设置在地下3层。
2.2.2 屋顶水箱间设有效容积为18m3消防水箱一座，提供消防系统初期用水，并设一套消火栓系统和自动喷水灭火系统合用的消防增压稳压设备，维持消火栓系统及自动喷水灭火系统平时压力。
2.3 室内消火栓系统设计
2.3.1 室内消火栓系统静水压力不超过1.0MPa，室内消火栓管道在竖向不分区。地下3层、地下2层消火栓管网为单独环状管网；地下1层至4层水平干管与竖向立管也构成环状，上干管设在4层，下干管设在地下1层；5层至16层水平干管与竖向立管也构成环状，上干管设在16层，下干管设在5层。消防水箱出水管及消防增压稳压设备出水管与16层水平干管相连。
2.3.2 本建筑物内各层设消火栓进行保护的场所，其布置保证室内任何一处均有2股水柱同时到达。
2.3.3 室外设3套消防水泵接合器，供水管分别与室内消火栓给水管网相连。
2.3.4 室内消火栓水泵2台采用恒压切线消防水泵，一用一备。消防水泵设有平时自动巡检功能。
2.4 自动喷水灭火系统设计
2.4.1 采用湿式自动喷水灭火系统和预作用自动喷水灭火系统，地下2层、地下3层车库不采暖，设置预作用自动喷水灭火系统，其它为湿式自动喷水灭火系统。
2.4.2 设计参数：商场、车库均按中危险Ⅱ级设计；办公按中危险Ⅰ级设计；喷水强度：商场、车库8L/min·m2，办公层6L/min·m2；作用面积160m2，最不利点喷洒头工作压力不低于0.05MPa。
2.4.3 系统设计
（1）自动喷水灭火系统在竖向不分区。
（2）设置4组为预作用报警阀（用于地下2层、地下3层），8组为湿式报警阀，每组报警阀担负的喷洒头不超过800个。
（3）喷洒头：地下车库采用DN15mm直立式玻璃球喷洒头，动作温度为68℃、K=80；机械停车库采用带保护网仓库型快速响应喷头，动作温度为68℃、K=115，机械停车喷头按停车的托板位置分层布置，且应在喷头的上方设置集热板；地下1层商场部采用快速响应喷头，动作温度为68℃、K=80；其余商场、办公均采用下垂式吊顶玻璃球喷洒头，向下安装，动作温度为68℃、K=80。
（4）自动喷水灭火系统每个防火分区或每层均设信号阀和水流指示器。
（5）自动喷水灭火系统在泵房内设2台恒压切线消防泵,一用一备。消防水泵设有平时自动巡检功能，并在出水管上装有安全泄压装置。
（6）自动喷水灭火系统共设3套消防水泵接合器，供消防车从室外消火栓取水向室内自动喷水灭火系统补水。
（7）为了保证系统安全可靠，每个报警阀组的最不利喷头处设末端试水装置，其它防火分区和各楼层的最不利喷头处，均设DN25mm试水阀。
2.5 水喷雾系统设计
2.5.1 根据《民用建筑设置锅炉房消防设计规定》DBJ01-614-2002规定，水喷雾系统保护对象为直燃机和燃气锅炉。
2.5.2 在地下1层燃气直燃机房内设有水喷雾灭火系统，设计喷水强度：10L/min·m2,水喷雾保护面积为256m2,系统设计流量为45L/s，最不利喷头处设计压力为0.25MPa；系统工作压力为0.65MPa，干管DN150mm。系统喷水响应时间60s。水喷雾系统设置一套雨淋阀组。水喷雾喷头采用专用水雾用开式喷头。
3 总结消防设计中应注意的问题
3.1 恒压切线消防水泵及防超压措施
恒压切线消防泵的特性是从零流量到最大流量之间的扬程变化幅度不超过5%，且小流量或零流量时不超压，此类水泵有供水压力稳定、供水可靠性高、寿命长等优点，在恒压切线消防泵启动运行的情况下，系统管网压力变化不大，系统比较安全，但在消防水泵因突然停电或其它原因造成开阀状态下水泵突然停止运转时，会发生停泵水锤。
3.2 减压稳压型消火栓及减压孔板的选用
根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）》第7.4.6.5条规定，本工程室内消火栓系统静水压力不超过1.0MPa，室内消火栓管道在竖向不分区。消火栓栓口出水压力大于0.5MPa时，应采取减压措施，根据《自动喷水灭火系统设计规范》第8.0.5条中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜小于0.4MPa的规定，本工程设计中减压措施为：室内消火栓栓口压力超过0.5Mpa的楼层，采用减压稳压型消火栓，喷淋系统各配水管采用减压孔板。减压稳压消火栓不需要人工调试，安装方便，但不能随意设置，依据减压稳压消火栓的栓前压力、栓后压力的特性曲线（参见04S202《室内消火栓安装》P35)，当栓前压力等于0.4MPa时，栓后压力为0.25MPa；当栓前压力小于0.4MPa时，栓后压力明显下降。为了保证消火栓的水枪充实水柱不小于10m的要求，当栓前压力小于0.4MPa时，不应设置减压稳压消火栓。
3.3 机械车库自喷水量的确定
本工程地下2层、地下3层车库为2层机械立体汽车库，自喷水量的计算是根据高有货架内置喷头仓库的的设计计算方法确定设计流量，分为天花板流量和车架内置部分流量，设计流量为二者之和，天花板下的喷头采用直立型，K=80，每个下层车位的保护喷头采用仓库型快速响应喷头，K=115，喷头的计算数量为8个，经计算自动喷淋的总水量为40L/s。
参考文献
[1]韩秀玲，高层建筑消防给水系统探讨[J]煤，2010.03
[2]雷辉 陈丕辉 邓学军，某高层住宅小区消防给水系统设计简介[J]黑龙江科技信息，2010.18
【关键词】高层建筑；消火栓系统；消防水箱；自动喷水灭火系统；水喷雾系统
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,特别是消防系统的设计,因此,我们在设计当中既要考虑到控火及灭火的安全性,又考虑到投资的合理性。本文就高层建筑消防给水系统设计及消防设计中应注意的问题与大家交流。
1 工程概述
某高层建筑功能主要分为：商业广场及写字楼建筑，规划用地面积为15287m2，总建筑面积约为72411.2m2，其中地下建筑面积为22112m2，地上建筑面积为50299.2m2，建筑女儿墙高度为60.44m，地上16层，地下3层，其中地下2层和地下3层作为地下车库及设备用房，地下1层至地上4层为商场，5层至16层为办公等组成。
2 高层建筑消防给水系统设计
该建筑使用功能复杂，地下2层到地下3层、地下1层到地上4层、地上5层到16层每层的消防防火分区都各不同。根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005年版)、《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001(2005年版)的相关规定，该综合楼为一类高层建筑，设置室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾系统。各系统消防用水量标准及一次灭火用水量见表1。
表1 消防用水量标准及一次灭火用水量
2.1 室外消火栓系统设计
2.1.1 由本建筑西北两侧各引入一根DN200mm市政给水管，压力为0.25MPa，作为消防水源。
2.1.2 室外消防采用低压制给水系统，由城市自来水直接供水，发生火灾时，由城市消防车从现场室外消火栓取水经加压进行灭火或经消防水泵接合器供室内消防灭火用水。
2.1.3 室外消防为两路供水，设管径为DN200mm环状室外消火栓管道，并设室外地下消火栓6个，满足室外消防的要求。
2.2 消防水池及屋顶消防水箱设计
2.2.1 根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）》的相关规定，该综合楼按同一时间发生一次火灾考虑，按自动喷水灭火系统与水喷雾系统之中用水量最大值，再加上室内消火栓系统用水量计算消防水池容量。消防水池内贮存有3h室内消火栓灭火用水量及1h水喷雾用水量，水池有效容积为594m3，水池分两格。消防泵房、消防水池设置在地下3层。
2.2.2 屋顶水箱间设有效容积为18m3消防水箱一座，提供消防系统初期用水，并设一套消火栓系统和自动喷水灭火系统合用的消防增压稳压设备，维持消火栓系统及自动喷水灭火系统平时压力。
2.3 室内消火栓系统设计
2.3.1 室内消火栓系统静水压力不超过1.0MPa，室内消火栓管道在竖向不分区。地下3层、地下2层消火栓管网为单独环状管网；地下1层至4层水平干管与竖向立管也构成环状，上干管设在4层，下干管设在地下1层；5层至16层水平干管与竖向立管也构成环状，上干管设在16层，下干管设在5层。消防水箱出水管及消防增压稳压设备出水管与16层水平干管相连。
2.3.2 本建筑物内各层设消火栓进行保护的场所，其布置保证室内任何一处均有2股水柱同时到达。
2.3.3 室外设3套消防水泵接合器，供水管分别与室内消火栓给水管网相连。
2.3.4 室内消火栓水泵2台采用恒压切线消防水泵，一用一备。消防水泵设有平时自动巡检功能。
2.4 自动喷水灭火系统设计
2.4.1 采用湿式自动喷水灭火系统和预作用自动喷水灭火系统，地下2层、地下3层车库不采暖，设置预作用自动喷水灭火系统，其它为湿式自动喷水灭火系统。
2.4.2 设计参数：商场、车库均按中危险Ⅱ级设计；办公按中危险Ⅰ级设计；喷水强度：商场、车库8L/min·m2，办公层6L/min·m2；作用面积160m2，最不利点喷洒头工作压力不低于0.05MPa。
2.4.3 系统设计
（1）自动喷水灭火系统在竖向不分区。
（2）设置4组为预作用报警阀（用于地下2层、地下3层），8组为湿式报警阀，每组报警阀担负的喷洒头不超过800个。
（3）喷洒头：地下车库采用DN15mm直立式玻璃球喷洒头，动作温度为68℃、K=80；机械停车库采用带保护网仓库型快速响应喷头，动作温度为68℃、K=115，机械停车喷头按停车的托板位置分层布置，且应在喷头的上方设置集热板；地下1层商场部采用快速响应喷头，动作温度为68℃、K=80；其余商场、办公均采用下垂式吊顶玻璃球喷洒头，向下安装，动作温度为68℃、K=80。
（4）自动喷水灭火系统每个防火分区或每层均设信号阀和水流指示器。
（5）自动喷水灭火系统在泵房内设2台恒压切线消防泵,一用一备。消防水泵设有平时自动巡检功能，并在出水管上装有安全泄压装置。
（6）自动喷水灭火系统共设3套消防水泵接合器，供消防车从室外消火栓取水向室内自动喷水灭火系统补水。
（7）为了保证系统安全可靠，每个报警阀组的最不利喷头处设末端试水装置，其它防火分区和各楼层的最不利喷头处，均设DN25mm试水阀。
2.5 水喷雾系统设计
2.5.1 根据《民用建筑设置锅炉房消防设计规定》DBJ01-614-2002规定，水喷雾系统保护对象为直燃机和燃气锅炉。
2.5.2 在地下1层燃气直燃机房内设有水喷雾灭火系统，设计喷水强度：10L/min·m2,水喷雾保护面积为256m2,系统设计流量为45L/s，最不利喷头处设计压力为0.25MPa；系统工作压力为0.65MPa，干管DN150mm。系统喷水响应时间60s。水喷雾系统设置一套雨淋阀组。水喷雾喷头采用专用水雾用开式喷头。
3 总结消防设计中应注意的问题
3.1 恒压切线消防水泵及防超压措施
恒压切线消防泵的特性是从零流量到最大流量之间的扬程变化幅度不超过5%，且小流量或零流量时不超压，此类水泵有供水压力稳定、供水可靠性高、寿命长等优点，在恒压切线消防泵启动运行的情况下，系统管网压力变化不大，系统比较安全，但在消防水泵因突然停电或其它原因造成开阀状态下水泵突然停止运转时，会发生停泵水锤。
3.2 减压稳压型消火栓及减压孔板的选用
根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）》第7.4.6.5条规定，本工程室内消火栓系统静水压力不超过1.0MPa，室内消火栓管道在竖向不分区。消火栓栓口出水压力大于0.5MPa时，应采取减压措施，根据《自动喷水灭火系统设计规范》第8.0.5条中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜小于0.4MPa的规定，本工程设计中减压措施为：室内消火栓栓口压力超过0.5Mpa的楼层，采用减压稳压型消火栓，喷淋系统各配水管采用减压孔板。减压稳压消火栓不需要人工调试，安装方便，但不能随意设置，依据减压稳压消火栓的栓前压力、栓后压力的特性曲线（参见04S202《室内消火栓安装》P35)，当栓前压力等于0.4MPa时，栓后压力为0.25MPa；当栓前压力小于0.4MPa时，栓后压力明显下降。为了保证消火栓的水枪充实水柱不小于10m的要求，当栓前压力小于0.4MPa时，不应设置减压稳压消火栓。
3.3 机械车库自喷水量的确定
本工程地下2层、地下3层车库为2层机械立体汽车库，自喷水量的计算是根据高有货架内置喷头仓库的的设计计算方法确定设计流量，分为天花板流量和车架内置部分流量，设计流量为二者之和，天花板下的喷头采用直立型，K=80，每个下层车位的保护喷头采用仓库型快速响应喷头，K=115，喷头的计算数量为8个，经计算自动喷淋的总水量为40L/s。
参考文献
[1]韩秀玲，高层建筑消防给水系统探讨[J]煤，2010.03
[2]雷辉 陈丕辉 邓学军，某高层住宅小区消防给水系统设计简介[J]黑龙江科技信息，2010.18