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高层居住建筑消火栓系统设计安全性

摘要:随着时代的发展,社会的进步,高层建筑出现高度越建越高、体量越建越大、使用功能越发复杂等特点。大部分高层建筑高度都超过了消防车的扑救范围,一旦发生火灾,还是要依靠建筑内部设置的消防设施自救为主。因此,室内消火栓给水系统在高层建筑防火中地位尤为重要,其设计是否合理,直接关系到灭火救援及人员能否及时进行安全疏散。文章针对高层建筑室内消火栓系统、消火栓系统安全问题对高层居住建筑室内消火栓设置提出几点建议。仅供参考。

关键词:高层建筑;室内消火栓设计;安全性

1高层建筑室内消火栓系统

1.1室内消火栓给水系统是高层建筑最基本的灭火设施

室内消火栓系统由室内消火栓、消防给水管网以及加压给水设施等组成。消防水泵控制柜准工作状态时处于自动启泵状态,当发生火灾时,屋顶水箱出水管上的流量开关、消防水泵出水干管上的压力开关、报警阀上的压力开关这三者任意一个响应就可以自动启动消防水泵;也可将泵房水泵调成手动状态,由消防控制室控制屏或控制盘连接的专用线路手动启动水泵,并向消防中心报警。消防水泵控制柜还应具备机械应急启动功能,发生火灾时值班人员直接去泵房内手动启泵;消防中心也可以直接启动消防水泵。消防水泵启动灭火后应手动停泵。高位水箱的有效容积应满足初期火灾消防用水量的要求。

1.2高层建筑室内消火栓供水方式

高层建筑室内消火栓系统采用临时高压系统,临时高压消防给水系统有以下几种供水方式。

1.2.1不分区供水消火栓栓口静压小于等于1.0MPa时,消火栓给水系统只设一个区即可,由屋顶消防水箱、消防水池、水泵房联合供水。该方式是高层建筑消防给水系统中最简单、最基本、也是最常见的一种。其优点是设备少,系统简单,便于施工。《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974—2014)规定高层建筑栓口动压不应小于0.35MPa,当栓口动压大于0.50MPa时,需减压。

1.2.2分区供水消防给水系统最高压力大于2.40MPa或消火栓栓口处的静压大于1.0MPa时,消防给水系统应分区供水:工程应用中分区供水最常见有三种形式:消防水泵并行或串联、减压阀减压、减压水箱减压。系统工作压力大于2.40MPa时,只可以采用消防水泵串联或减压水箱减压这两种形式。(1)消防水泵并行供水图示如图1。(2)消防水泵串联供水图示如图2。消防水泵与转输水箱串联时,转输水箱可作为屋顶高位消防水箱用,转输水箱的有效储水容积不得小于60m³;转输水箱的溢流排水管需要回流接至消防水池,且应保证消防水泵启动之后转输水泵才启动。当直接串联消防水泵时,消防水泵启动的顺序应从低区到高区依次进行,且水泵出水管上应设置减压型倒流防止器。(3)减压阀减压分区供水图示如图3。采用减压阀减压分区供水时,一般每个供水分区设置两组减压阀组,每个减压阀组中都设有备用减压阀,减压阀应设置在单向流供水管段上,当减压阀输出压力超过1.2MPa时,宜采用先导式减压阀。(4)采用减压水箱减压分区供水时,减压水箱的有效容积不得小于18m³,且宜分为两格,减压水箱的进水管和出水管都应设两条,且每条进、出水管均应能够满足消防给水系统所需消防用水量的流量和压力要求。

1.2.3高位消防水池供水方式高位消防水池进水管应至少为两条,规范允许可采用一路消防供水的建筑除外。对高位消防水池的最低有效水位要提出要求,应使消防系统中最不利点的水灭火设施所需的压力得到满足,其有效储水容积应满足火灾延续时间内系统所需消防用水总量。当高层建筑采用高位消防水池供水的高压消防给水系统时,高位消防水池可能会存在有效容积达不到全部室内消防系统所需用水量的情况,此时,只要其有效容积达到室内消防用水总量的50%及以上,也是符合要求的,前提是发生火灾时能可靠补水。当高位消防水池总有效容积大于200m³时,宜设独立使用的两格,且两格有效容积相等;当建筑高度大于100m时,应设独立使用的两座。每格或每座水池均应有独立的水泵出水管。当高位消防水池无法满足上部部分楼层消防设施所需的压力和流量要求时,这部分上部楼层应采用临时高压消防给水系统,该系统高位消防水箱的有效容积应遵循《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974—2014)第5.2.1条的规定。

2消火栓系统安全问题

2.1消火栓灭火系统

2.1.1室外消火栓系统当生产、生活用水量达到最大时,若市政给水管网引入管不能满足室外消防用水的水量和水压要求,则室外消防给水系统由水泵加压供水。室外消防供水系统,最不利点室外消火栓压力不小于0.1MPa。室外消火栓应沿路边设置,间距不超过120m,距路边不应大于2.0m,且不宜小于0.5m,距建筑外墙不宜小于5.0m。

2.1.2室内消火栓系统(1)消火栓系统分区:消火栓系统的分区原则上应保证消火栓栓口的静水压力不大于1.0MPa,且栓口动压不小于0.35MPa。各分区室内消火栓给水系统供水方式见前文高层建筑室内消火栓供水方式。(2)《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974—2014)规定高层建筑应设置消防水泵接合器,且消火栓系统高、低区应分别设消防水泵接合器。水泵接合器距室外消火栓或者消防水池的距离不宜小于15m,且不宜大于40m。(3)需要设置室内消火栓的建筑,其单体内每一层均应设置室内消火栓(包括设备层),以下情况除外:①建筑高度小于等于24m且体积小于等于5000m³的多层仓库;②建筑高度小于等于54m且每单元设置一部疏散楼梯的住宅;③《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974—2014)中规定的可采用1支水枪的建筑。室内消火栓栓口动压不应大于0.50MPa,但当大于0.70MPa时应设置减压装置。高层建筑、厂房、库房和室内净空高度超过8m的民用建筑等场所,消火栓栓口动压不应小于0.35MPa,其他场所,栓口动压不应小于0.25MPa。

2.2灭火救援问题

高层建筑火灾的扑救主要依靠消防车上的伸缩式云梯,也叫作消防云梯,它自带灭火设施,升降台可以灵活转动角度以便更加准确地实施灭火,是一种快速有效地高层建筑灭火救援设备,但是它的最大有效高度仅达到101m,当灭火对象为超高层建筑时,消防人员的高空灭火作业难度和危险性均会增加。当超高层建筑超过消防云梯的极限高度时,消防设施很难从外部直接扑救100m以上的火灾部位。此外,传统的灭火救援设施受到严峻挑战,这是由于超高层建筑高度偏高,消防人员配备的防护设施及消防救援人员的体能有限,连消防救援人员的自身安全也有可能无法保障,消防救援变得越来越难。

2.3竖向防火分隔有效性

高层建筑均设有各种竖向井道,如:强弱电井、管道井、排烟井等,当发生火灾时,这些竖井将会为火势提供快速蔓延的通道。因此,竖向管道井应采取一些措施来降低这种危险性,具体措施如下:(1)所有竖井井壁均应采用耐火极限不低于1.00h的不燃烧体,竖井门应为甲级防火门,每层楼板处采用不燃烧体或不燃防火封堵材料进行严密封堵,且封堵材料的耐火极限不得低于楼板本身的耐火极限。(2)强电井的电缆桥架部位增设感温火灾探测器,并接入电气火灾报警系统。

2.4消防系统可靠性

为了提高高层建筑消防系统的可靠性,光有完善的室内消火栓给水系统支持是远远不够的,同时还应设置自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、防排烟系统等消防设施,发生火灾时,所有的消防设施协同运作才能确保系统本身能够可靠地为人员疏散赢得黄金时间。

3对高层居住建筑内消火栓设置的几点建议

本着两股水柱同时到达的理论进行设计,可采用的技术措施如下:(1)设置可靠的室内消火栓给水系统,确保室内消火栓给水系统的可靠性:消防水泵吸水管不少于两条,消防管网采用环状管网。(2)合理设置室内消火栓以便于消防人员进入火场后及时找到并使用到消火栓。消防电梯前室应设置消防专用消火栓,其他消火栓应设置在易于取用的位置,且不得影响疏散宽度,消火栓箱应保证开启后不影响疏散。

4结束语

通过上述分析,在居住建筑中设置能满足两股水柱同时到达被保护范围内任何部位的消火栓困难并不大,但是要确保发生火灾时几乎不发生重大人员伤亡,这对灭火救援提出了更高的要求,也是今后我们要努力攻克的难题。

参考文献:

[1]GB50016-2014.建筑设计防火规范[S].

[2]GB50974-2014.消防给水及消火栓系统技术规范[S].

作者:吴媛媛 单位:南通职业大学

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