摘要：闡述多層建筑室外消防給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流速，應(yīng)結(jié)合市政水壓情況，以流速不大于2.5m/s進(jìn)行設(shè)計(jì)，及闡述自動(dòng)噴水滅火臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)，兩位消防水箱的設(shè)置高度應(yīng)以最不利點(diǎn)噴頭工作壓力不小于0.10MPa來計(jì)算。
關(guān)鍵詞：多層建筑 設(shè)計(jì)流速 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 水箱設(shè)置高度
l、多層建筑室外消防給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流速的確定。
對于底層帶商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的多層住宅，多層綜合樓，普通辦公樓或廠房，庫房等工程，在市政給水管道能夠滿足室外消防用水量的情況下，同時(shí)按多層建筑立足于“外救”的原則，設(shè)計(jì)一般采用設(shè)置屋頂前10分鐘消防水箱，及底層設(shè)置室外水泵接合器的消防供水方式，消防管網(wǎng)內(nèi)平時(shí)水壓較低，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由消防車通過水泵接合器向室內(nèi)消防系統(tǒng)加壓送水，以達(dá)到消防滅火的目的，根據(jù)我國現(xiàn)行(建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范)GBJ16—87(以下簡稱(建規(guī)))第8.l.3條“室外消防給水可采用高壓或臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)或低壓給水系統(tǒng)，……如采用低壓給水系統(tǒng)，管道的壓力應(yīng)保證滅火時(shí)最不利點(diǎn)消火栓的水壓不小于10m水柱(從地面算起)。”并注明消火栓給水管道設(shè)計(jì)流速不宜超過2.5m/s，而廈門消防部門規(guī)定室外消防給水管道流速不能大于1.2m/s，筆者對此規(guī)定有不同的看法。消防部門的依據(jù)是市政部門所提供的市政管道流速為1.2m/s，故在選擇室外消防給水管的流速也不大于l.2m/s，但筆者認(rèn)為管道流速應(yīng)與市政管道壓力有關(guān)，只要市政給水管道壓力足夠大，室外消防管道流速又滿足規(guī)范不宜大于2.5m/s的要求，既能滿足消防流量的設(shè)計(jì)要求。
筆者最近設(shè)計(jì)了一個(gè)廠區(qū)內(nèi)，一幢建筑面積3500m2的六層綜合樓和一幢建筑面積3400m2的丙類五層廠房，綜合樓室內(nèi)消防流量為15l／s，室外消防流量為20l／s，廠房室內(nèi)消防流量為10l／s，室外消防流量為25l／s，室個(gè)外消防流量均為35l/s，按同一時(shí)間內(nèi)一 次火災(zāi)次數(shù)設(shè)計(jì)，室外消防給水管與市政給水管形成室外環(huán)狀管網(wǎng)，并設(shè)有兩個(gè)接口，在設(shè)計(jì)中室外消防給水管若按流速不大于1.2m/s計(jì)算時(shí)，應(yīng)選擇d200的供水管，按流速不大于2.5m.s計(jì)算時(shí)，選擇d150的供水管即可，本工程室外消防管從市政引入點(diǎn)到滅火時(shí)最不利點(diǎn)室外消火栓，管長共50米，設(shè)計(jì)選用d150的鑄鐵管，管道流速V＝2.01m/s，市政引入點(diǎn)至最不利點(diǎn)室外消火栓管道沿程損失為：
Σh＝Q2×A×L
式中：Q—管道流量(m3／s) 本工程Q＝0.035m3／s
A—鑄鐵管比阻; d150時(shí) A＝41.85
L——管道長度(m) L=50m
故：Σh＝0.0352×41.85×50=2.56m
管道總損失：H1＝1.2Σh＝1.2× 2.56＝3.07m
按“建規(guī)”第8.1.3條室外消防管最不利點(diǎn)消火栓的壓力不小于10米水柱，所以本工程需要市政所提供的水壓計(jì)算如下：
H＝10十H1＝10十3.07＝13.07米水柱＝0.131MPa(這里市政給水引入點(diǎn)的黃海標(biāo)高與最不利點(diǎn)消火栓黃海標(biāo)高相同)。
而市政所提供的該地段市政水壓不小于0.30MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足室外消防管所需要的市政水壓，所以本工程室外消防管網(wǎng)流速可按規(guī)范規(guī)定的不大于2.5m/s的速度計(jì)算，否則按消防部門所規(guī)定的不大于1.12m/s流速進(jìn)行計(jì)算，本工程應(yīng)選用d200的室外給水管，這樣勢必放大與市政接口的水表口徑，即選用兩個(gè)L×S150的水表，根據(jù)廈門自來水供水章程規(guī)定，給水增容費(fèi)是以水表口徑來收費(fèi)的，而按規(guī)范所要求的不大于2.5m/s流速計(jì)算，選用兩個(gè)L×S100的水表即可。這樣選用l×S150比選用L×Sl00的水表增容費(fèi)多12.8萬元，還要加上管道，配件所增加的費(fèi)用，即給開發(fā)商造成了不必要的浪費(fèi)。
筆者認(rèn)為室外消防管道流速不必拘于消防部門所規(guī)定的不大于1.2m/s，而應(yīng)結(jié)合市政水壓情況，按規(guī)范所要求的流速不大于2.5m/s進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣我們在設(shè)計(jì)中既能滿足規(guī)范要求，又能達(dá)到科學(xué)，節(jié)省投資的目的。
我國現(xiàn)行規(guī)范《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045—95)(以下簡稱《高規(guī)》)第7.4.7.2條對高位消防水箱的設(shè)置高度有以下規(guī)定即“高位消防水箱的設(shè)置高度應(yīng)保證最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力，當(dāng)建筑高度不超過100m時(shí)，高層建筑最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力不應(yīng)低于0.07MPa，當(dāng)建筑高度超過100m時(shí)，高層建筑最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力不應(yīng)低于0.15MPa，當(dāng)高位消防水箱不能滿足上述靜壓要求時(shí)應(yīng)設(shè)增壓設(shè)施”，通常設(shè)計(jì)中消火栓系統(tǒng)與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)共用一個(gè)高位消防水箱，即由此選定的消水箱的高度能否滿足自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的要求?根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ84—85)(以下簡稱《自噴》)第2.0.2條中規(guī)定“濕式噴水滅火系統(tǒng)噴頭工作壓力9.8×l04帕斯卡，最不利點(diǎn)噴頭最低工作壓力均不小于4.9x104帕斯卡(0.5公斤／厘米2)”的規(guī)定，高位水箱最低水位與最不利點(diǎn)噴頭的幾何高差計(jì)算如下：
H≥H1十H2十H3
式中：H1——最不利噴頭工作壓力(mH2O)
H2——自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的管道沿程水頭損失(∑h)和局部水損失的總和(mH2O)
H3——報(bào)警閥的壓力損失(mH2O)
其中：H1按《自噴》第2.0.2條取5mH2O
H2＝1.2∑h
∑h=∑ALQ2?。ㄊ街蠶=K×P０.5=1.33×0.50.5=0.94 l/s，流量Q=0.94 l/s,亦符合(高規(guī))第7.4.8條，對自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)不應(yīng)大于l l／s的規(guī)定)。
根據(jù)工程實(shí)例，當(dāng)管道設(shè)計(jì)流量為0.94L/s時(shí)，主要管道沿程損失為管徑DN25的給水管，當(dāng)管＞DN50以后的給水管管道損失可勿略不計(jì)，筆者是以較不利的噴頭布置，計(jì)算得：
∑h＝2.0米 H2＝1.2∑h＝2.4米
H3＝0.00869Q2d＝0.01米(報(bào)警閥公稱直徑為DN150)
故 H＝H1十H2十H3=5十2.4十0.1＝7.41米
即高位消防水箱設(shè)置高度要滿足最不利點(diǎn)噴頭靜壓7.41米(0.074MPa)以上，若最不利層自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的最小管徑選為DN32的給水管時(shí)，計(jì)算H≥6.0米，即高位消防水箱滿足最不利點(diǎn)噴頭靜壓6.0米(0.06MPa)以上，比(高規(guī))第7.4.7.2條消火栓水箱的設(shè)置高度還需提高1.0米左右(以最不處層層高計(jì)算)，這樣即不用增設(shè)增壓設(shè)置。
圖7-1
筆者以上計(jì)算對于中危級高層建筑設(shè)計(jì)具有較廣泛的普遍性。但在實(shí)際工程驗(yàn)收中，當(dāng)最不利點(diǎn)未端試水裝置打開時(shí)，系統(tǒng)濕式報(bào)警閥存在遲遲不能動(dòng)作，噴淋主泵亦不能及時(shí)啟動(dòng)的現(xiàn)象，若多開幾個(gè)噴頭或打開次不利層的末端試水裝置，報(bào)警閥馬上動(dòng)作，啟動(dòng)主泵(這里采用的報(bào)警閥為合格產(chǎn)品)。分析各種原因筆者認(rèn)為與報(bào)警閥的結(jié)構(gòu)有關(guān)(見報(bào)警閥剖面圖1)，報(bào)警閥為防止因系統(tǒng)管網(wǎng)滲漏和水源壓力波動(dòng)或水錘現(xiàn)象至使報(bào)警閥的閥瓣時(shí)有開啟而造成誤報(bào)警，采取了在報(bào)警閥外加一單向旁通管路，當(dāng)水源端壓力波動(dòng)上升，或系統(tǒng)端因管網(wǎng)泄漏(不大于15升／分，即0.25L/S)而使壓力下降時(shí)，則連通報(bào)警閥上下腔的單向閥開啟，平衡上下腔壓力，穩(wěn)定閥瓣，從而避免誤報(bào)警，這里報(bào)管閥只規(guī)定了系統(tǒng)側(cè)以≤15L/分的流量放水時(shí)，不發(fā)生報(bào)警信號，而沒有規(guī)定多少流量通過時(shí)，應(yīng)發(fā)生報(bào)警信號，所以當(dāng)最不利點(diǎn)噴頭動(dòng)作時(shí)，屋頂水箱通過報(bào)警閥的回流管及時(shí)給整個(gè)管網(wǎng)補(bǔ)壓，補(bǔ)水，使得閥瓣前后壓力穩(wěn)定，壓力開關(guān)不能及時(shí)動(dòng)作，延誤報(bào)警，不能及時(shí)啟動(dòng)主泵，這種現(xiàn)象表明當(dāng)系統(tǒng)側(cè)以0.96L／S的流量放水時(shí)，報(bào)警閥未能及時(shí)發(fā)生報(bào)警信號。筆者認(rèn)為國家對消防器材廣生產(chǎn)報(bào)警閥的檢測標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《自噴》第2.0.2條最不利點(diǎn)處噴頭最低工作壓力值的規(guī)定，若由此引起報(bào)警閥靈敏度增加，容易產(chǎn)生誤報(bào)警，那么《自噴》對自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)當(dāng)采用臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)時(shí)，最不利點(diǎn)噴頭最低工作壓力值應(yīng)進(jìn)行修正。
因存在上述情況，筆者建議在臨時(shí)高壓自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)高位水箱設(shè)置高度時(shí)應(yīng)采用最不利點(diǎn)工作壓力0.10MPa進(jìn)行計(jì)算。若水箱達(dá)不到設(shè)計(jì)高度，應(yīng)增設(shè)增壓設(shè)施。
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