论我国民用建筑的消防给水系统

2010-08-15沈卫东

山西建筑 2010年25期

沈卫东

随着社会与经济的发展,我国已经建立了以自动喷水灭火系统为主的消防结构体系,自喷系统在火灾初期,从探测到喷头动作储水灭火,有着发现早、速度快、自动化程度高的优势,但在火灾后期,特别在火灾1 h后,未能扑灭火灾的情况下,由于建筑内部受到破坏,自喷系统将自行失去灭火功能,该方法被关闭,要保证消火栓系统继续工作。消火栓系统仍是不可取代的主要消防手段,我国相关制度也规定高层建筑必须设室内、室外消火栓给水系统。其中建筑内部消火栓系统设计目的是满足室内消火栓消防用水量和水压,保证系统的安全运行。我国《高层民用建筑设计防火规范》规定室内消防给水应采用高压或临时高压给水系统。本文在此具体探讨了当前普遍应用的消火栓系统给水方式。

1 多层建筑消火栓系统的给水方式

多层建筑是指6层塔式或通廊式住宅、超过5层的民用建筑、超过4层的厂房和库房等多层建筑等。这种建筑的单元式住宅单元每间有分隔墙分隔开,火灾不易蔓延,允许成枝状管网布置,同时允许采用一条进水管。生产、生活和消防合并的给水管道的进水管,应保证生产、生活用水量达到最大时,仍能满足消防用水量;若为消防专用的进水管,应仍能保证100%的消防用水量。其给水方式可以分为以下几类。

1.1 无水箱的给水方式

一般用在建筑物不高、室外给水管网的压力和流量完全能满足室内最不利点消火栓的设计水压和流量时。该方法简单,工程投资省,安装维护简单,充分利用室外给水管网水压,节省能源。

1.2 有水箱的给水方式

有水箱的给水方式常用在市政管网水压变化较大的居住区,当生活、生产用水量较少时,室外管网压力较大,能够向高位水箱补充水量;而当生产、生活用水较大时,室外管网压力不能保证最不利点消火栓的压力和流量。该方法充分利用室外管网压力,节省能源,但是需要设高位水箱,增加结构荷载,占用建筑面积,换来系统运行的可靠性。

1.3 有水泵的给水方式

在室外管网压力不能满足消防水压,又难以设置或不允许设置高位水箱的情况下,可以单设水泵从消防水池吸水加压。如果允许在室外管网抽水,则可以根据外网压力减小泵的扬程,节省设备投资。

1.4 有水泵和水箱的室内消火栓给水方式

用在室外管网压力不能满足室内消火栓给水系统的水量和水压要求。此系统相比前两种形式设备复杂,投资较多。该方法有两种形式。水泵直接从室外管网吸水,充分利用外网压力,节省投资;水泵从消防水池吸水,水池、水箱均储存一定量的消防用水,供水压力稳定,但能耗大,占用建筑面积大。

1.5 有气压的给水方式

室外给水管网压力经常不足,不宜设高位水箱的建筑,水泵从室外给水管网或水池吸水加压,利用气压水罐储存和调节流量以及控制水泵运行。该方法供水可靠,水质较好,不需设高位水箱,但水压波动较大,水泵平均效率低,启动频繁,能源消耗量大。

2 高层建筑消火栓系统的给水方式

在高层建筑中,建筑高度不超过50 m的工业与民用建筑物,一旦着火,消防队使用消防车从室外消火栓取水,通过水泵结合器往室内管网送水,可协助室内扑灭火灾。室外供水环网能满足消防水量的要求、供水主管部门允许直抽的情况下,系统直接从室外供水环网抽水,可充分利用外网的压力,消防水泵的扬程较低,系统简单,不设消防水池,节省占地面积,维护管理方便。设计时,以室外供水环网最低进水压力为设计参数,以室外供水环网的最高供水压力进行校核。当室外供水环网无法满足消防的水量要求,或者供水的主管部门不允许直抽时,需设计消防水池储存消防用水量。当高位水箱的高度无法满足最不利消火栓的水压要求时,在高位消防水箱的储水罐上设增压泵或气压罐。

3 我国建筑消防给水系统的发展

我们知道,在消防给水中,稳定是首要条件。稳高压给水系统就是能够保证消防初期的水压,水量也能得到不同程度的满足,其特点在于拥有稳压装置。稳压装置有稳压泵、气压设备、重力水箱,不论何种稳压装置,都必须满足灭火设施所需用的消防用水水压要求。非火灾时,系统靠稳压装置的运行补偿因管网渗漏而造成的压降。火灾时,前两者启动消防泵满足系统的水量和水压;后者启动消防泵给水系统补充水量。它与高压给水系统的不同是需要设置消防水泵,与临时高压给水系统的不同是因设稳压装置能保证火灾初期的压力和若干流量。但是由于稳高压给水系统的特点,并且随着社会的发展和工业水平的不断进步,这种系统将越来越被广泛的使用,成为给水的主要方式之一。

3.1 有稳压泵的稳高压给水方式

有稳压泵的稳高压给水方式是指在非火灾时期的消防用水水压靠稳压泵运行来保证。稳压泵的扬程应满足最不利点处灭火设施水压要求,稳压泵的流量应大于管网漏失水量。消防主泵为柴油泵或有柴油发电机供电的电动泵,以保证在停电时运行正常,另一台电动消防泵为备用泵,并可根据火场要求作为柴油消防主泵的补充泵,在设计中应尽量选用流量—扬程曲线平缓的消防水泵,以利于备用泵与主泵并联运行。消防泵的流量和扬程应满足室外消防用水、室内消火栓用水以及喷淋系统消防用水及其他消防用水的同时使用。稳压泵设置,在设计中尽量选用流量—扬程曲线陡落的稳压泵。扬程可根据消防系统的要求确定,可略低于消防泵扬程,但最小扬程不得低于最不利点设备所需的静压力要求。稳压泵应有可靠的电源,即双电源或双回路的供电,并能自动切换。为防止超压及造成破坏,消防泵出口管上应设置泄压装置,防止消防泵在无泄放运转时过热以及在灭火初期用水量少消防泵开启后管网压力猛增;可根据供水压力设置减压孔板、减压阀等减压措施;室外管网宜采用耐高压管材。

3.2 有气压水罐的稳高压给水方式

在本系统中,气压水罐的压力由配套设置的水泵来提供。气压水罐的最低工作压力应满足最不利处灭火设施水压,气压水罐的供水量应大于管网漏失水量。气压给水设备可用在有水箱的消防系统用于增压稳压,从功能上也可以用来替代消防水箱。此系统由于气压水罐压力稳定,气室部分的容积部分可减小;由微机控制,不仅压力稳定,在消防水泵试验和检查时,以及消防水泵在火灾初期时出水量小于设计的消防用水量时,都可防止消防系统的超压;除消防系统装设自动报警设备外,气压消防设备本身也具备报警功能;此系统附属设备较多,适用于下置式,以便于管理。