高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1消防給水系統(tǒng)的分類與分區(qū)

項(xiàng)目采用超限高層建筑中廣泛采用的中間水箱轉(zhuǎn)輸?shù)乃么?lián)臨時(shí)高壓供水系統(tǒng)，分1、2二個(gè)區(qū)。1區(qū)分低區(qū)和高區(qū)，1區(qū)供地下室至26層，其中低區(qū)供地下室至15層，高區(qū)供16~26層，低區(qū)和高區(qū)采用減壓閥進(jìn)行減壓分區(qū)。1區(qū)消防水泵和2區(qū)轉(zhuǎn)輸水泵設(shè)于地下室一層水泵房?jī)?nèi)，從消防水池吸水。2區(qū)供27~49層，2區(qū)消防水泵和中間轉(zhuǎn)輸水箱設(shè)于31層泵房?jī)?nèi)，轉(zhuǎn)輸水箱同時(shí)起著2區(qū)消防水泵的吸水池和1區(qū)消防給水屋頂水箱的作用,其儲(chǔ)水有效容積按15~30min消防設(shè)計(jì)水量經(jīng)計(jì)算確定,并不宜小于60m3。2區(qū)高位水箱設(shè)于48層，水箱有效容積為18m3。

2消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1室外消火栓給水系統(tǒng)

根據(jù)規(guī)范，室外消防用水設(shè)計(jì)秒流量為30L/s。分別從蔡嶺路和縱二路市政管網(wǎng)各引一條DN200供水管，在室外成環(huán)狀供水管網(wǎng)。在室外環(huán)狀消防水管網(wǎng)上設(shè)7個(gè)室外消火栓，每個(gè)消火栓設(shè)計(jì)水量為15L/s，滿足室外消防的需要。

2.2室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)

2.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)規(guī)范，室內(nèi)每層均設(shè)消火栓保護(hù)。消火栓設(shè)置間距保證相鄰二個(gè)消火栓的水槍充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)室內(nèi)任何部位。當(dāng)建筑高度超過100m的高層建筑，水槍的充實(shí)水柱不小于13m。建筑高度大于50m的一類公共建筑的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒流量為40L/s，消火栓栓口處的出水壓力大于0.5MPa時(shí)，應(yīng)采取減壓措施，減壓后壓力不小于0.35MPa。當(dāng)消火栓口的靜水壓力大于1.00MPa時(shí),應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)。本工程建筑高度為219.55m，故給水分區(qū)分1區(qū)（低區(qū)、高區(qū)）和2區(qū)二個(gè)區(qū)。

2.2.2水泵的選型消火栓給水系統(tǒng)的水泵有1區(qū)加壓泵、2區(qū)加壓泵和2區(qū)轉(zhuǎn)輸泵。其中1區(qū)消火栓加壓泵與2區(qū)消火栓轉(zhuǎn)輸泵設(shè)于地下一層消防水泵房?jī)?nèi)，從消防水池內(nèi)吸水，2區(qū)消火栓加壓泵設(shè)于31層（避難層）泵房?jī)?nèi)，從轉(zhuǎn)輸水箱內(nèi)吸水，水泵的型號(hào)及參數(shù)如下：1區(qū)加壓泵：XBD40-170-HY(Q＝40L/s，H＝170m，N＝110kW)，一用一備；2區(qū)加壓泵：XBD40-120-HY(Q＝40L/s，H＝20m，N＝90kW)，一用一備；2區(qū)轉(zhuǎn)輸泵：XBD40-160-HY(Q＝40L/s，H＝160m，N＝110kW)，一用一備。1區(qū)和2區(qū)分別設(shè)置3套DN150消火栓水泵接合器，水泵接合器設(shè)于室外地面。當(dāng)1區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，1區(qū)加壓泵開始工作，為1區(qū)消火栓提供消防用水，同時(shí)消防車也可通過1區(qū)水泵接合器直接供水至1區(qū)消火栓系統(tǒng)。當(dāng)2區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，轉(zhuǎn)輸泵及2區(qū)消火栓加壓泵同時(shí)工作，轉(zhuǎn)輸泵的作用是滿足2區(qū)消防時(shí)消火栓用水量的補(bǔ)給，消防車通過2區(qū)水泵接合器直接供水至31層轉(zhuǎn)輸水箱，補(bǔ)充2區(qū)消火栓用水。同時(shí)為確保2區(qū)最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力不低于0.15MPa，在48層泵房?jī)?nèi)設(shè)置額定工作壓力為0.15MPa、氣壓罐的調(diào)節(jié)水容量為300L的消火栓系統(tǒng)增壓設(shè)施。

2.2.3系統(tǒng)的減壓1區(qū)低區(qū)和高區(qū)之間采用減壓閥進(jìn)行分區(qū)，減壓閥設(shè)于15層頂板下，采用兩個(gè)可調(diào)式減壓閥串聯(lián)的形式，閥后壓力為0.35MPa。消防立管分別在低區(qū)和高區(qū)單獨(dú)成環(huán)。同時(shí)根據(jù)規(guī)范，當(dāng)消火栓栓口處的出水壓力大于0.5MPa時(shí)，應(yīng)采取減壓措施，所以本工程的1～10、16～24、27～44層消火栓采用減壓穩(wěn)壓消火栓，消火栓栓口壓力為0.35MPa。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)原理圖。

2.3濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

2.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)規(guī)范，本項(xiàng)目自動(dòng)噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒流量為50L/s，地下室部分按中危險(xiǎn)（Ⅱ）級(jí)設(shè)計(jì)，噴水強(qiáng)度8L/min•m，作用面積160m2。地上部分按中危險(xiǎn)（Ⅰ）級(jí)設(shè)計(jì)，噴水強(qiáng)度6L/min•m，作用面積160m2。規(guī)范中關(guān)于自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采取分區(qū)給水的要求是報(bào)警閥處的工作壓力大于1.60MPa或噴頭處的工作壓力大于1.20MPa，大于消火栓給水系統(tǒng)分區(qū)要求的消火栓靜水壓力的1.00MPa，故本項(xiàng)目自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采用與消火栓給水系統(tǒng)相同的給水分區(qū)。

2.3.2水泵的選型噴淋給水系統(tǒng)的水泵有1區(qū)加壓泵、2區(qū)加壓泵和2區(qū)轉(zhuǎn)輸泵。其中1區(qū)淋加壓泵與2區(qū)噴淋轉(zhuǎn)輸泵設(shè)于地下一層消防水泵房?jī)?nèi)，從消防水池內(nèi)吸水。2區(qū)噴淋加壓泵設(shè)于31層（避難層）泵房?jī)?nèi)，從轉(zhuǎn)輸水箱內(nèi)吸水。水泵的型號(hào)及參數(shù)如下：1區(qū)加壓泵：XBD50-180-HY(Q=50L/s，H=180m，N=160kW)，一用一備；2區(qū)加壓泵：XBD50-140-HY(Q=50L/s，H=140m，N=132kW)，一用一備；2區(qū)轉(zhuǎn)輸泵：XBD50-160-HY(Q=50L/s，H=160m，N=160kW)，一用一備。1區(qū)和2區(qū)分別設(shè)置4套DN150噴淋水泵接合器，水泵接合器設(shè)于室外地面。當(dāng)1區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，1區(qū)加壓泵開始工作，為1區(qū)噴淋系統(tǒng)提供消防用水，同時(shí)消防車也可通過1區(qū)水泵接合器直接供水至1區(qū)噴淋系統(tǒng)。當(dāng)2區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，轉(zhuǎn)輸泵與2區(qū)噴淋加壓泵同時(shí)工作，轉(zhuǎn)輸泵的作用是滿足2區(qū)消防時(shí)噴淋用水量的補(bǔ)給，消防車通過2區(qū)水泵接合器直接供水至31層轉(zhuǎn)輸水箱，補(bǔ)充2區(qū)噴淋用水。同時(shí)為確保2區(qū)火災(zāi)初期最不利點(diǎn)噴頭的供水壓力不低于0.1MPa，在48層泵房?jī)?nèi)設(shè)置噴淋氣壓罐增壓設(shè)施，氣壓罐的總有效調(diào)節(jié)水容量為150L。3.3.3濕式報(bào)警閥及減壓閥、減壓孔板的設(shè)置根據(jù)規(guī)范，每個(gè)濕式報(bào)警閥控制的噴頭數(shù)不超過800個(gè)。本工程共設(shè)17個(gè)濕式報(bào)警閥，1區(qū)低區(qū)設(shè)9個(gè)濕式報(bào)警閥，其中地下室6個(gè)，上部1~15層3個(gè)，報(bào)警閥設(shè)于地下一層消防泵房?jī)?nèi)。1區(qū)高區(qū)的3個(gè)濕式報(bào)警閥設(shè)于15層(避難層)的報(bào)警閥間內(nèi)，從1區(qū)專用噴淋泵后引二根DN200的噴淋管進(jìn)行供水。2區(qū)于31層（避難層）泵房?jī)?nèi)設(shè)置5個(gè)濕式報(bào)警閥。根據(jù)每個(gè)報(bào)警閥所控制的樓層的高度不同在報(bào)警閥前設(shè)置不同減壓效果的減壓閥或減壓孔板，同時(shí)根據(jù)規(guī)范，各防火分區(qū)水流指示器前壓力大于0.4MPa時(shí)用減壓孔板進(jìn)行減壓。

2.4消防水池、水箱

消防水池設(shè)于地下一層消防泵房?jī)?nèi)。消防水池貯水量計(jì)算如下：室內(nèi)消火栓40L/s，火災(zāi)歷時(shí)3h，一次滅火用水量432m3；自動(dòng)噴淋50L/s，火災(zāi)歷時(shí)1h，一次滅火用水量180m3；合計(jì)消防水池貯水量612m3。根據(jù)規(guī)范，當(dāng)采用消防水泵轉(zhuǎn)輸水箱串聯(lián)時(shí)，轉(zhuǎn)輸水箱的有效儲(chǔ)水容積不應(yīng)小于60m3，一類公共建筑高位消防水箱的消防儲(chǔ)水量不應(yīng)小于18m3；所以消防水池、轉(zhuǎn)輸水箱及高位消防水箱有效儲(chǔ)水容積分別為612m3、60m3、18m3．

3結(jié)語

采用中間水箱轉(zhuǎn)輸?shù)乃么?lián)臨時(shí)高壓供水系統(tǒng)，將消防水池及水泵房設(shè)于地下室，上部建筑僅設(shè)置轉(zhuǎn)輸水箱及2區(qū)加壓水泵，不僅能夠有效地利用建筑空間，減少結(jié)構(gòu)荷載，同時(shí)串聯(lián)供水還能夠減少管道的數(shù)量、降低對(duì)管道壓力的要求，減少管道的維修，在一定程度上降低了整個(gè)工程的造價(jià)。雖然與常高壓供水系統(tǒng)相比需要在著火初期采取手動(dòng)或自動(dòng)的方式啟動(dòng)加壓設(shè)備，但對(duì)于一個(gè)管理完善、且平時(shí)安全巡檢嚴(yán)格且加壓設(shè)備設(shè)有一用一備的水泵的超限高層建筑綜合體來說，是能夠做到安全可靠的。

作者：吳慧 單位：上海建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司廈門分院