关于高层建筑给水消防设计误区的思考

在消防给水设计中, 由于我国现行规范有些内容阐述不是很明确, 各个设计人员对规范的理解又存在差异, 导致给排水消防设计出现许多问题。本文就笔者所接触到的工程谈谈相应的设计体会。

1 水泵接合器是否应区分设置

《高层民用建筑设计防火规范》 (GB50045—95, 2005年修改, 以下简称《高规》) 7.4.5.2条规定:消防给水为竖向分区供水时, 在消防车供水压力范围内的分区, 应分别设置水泵接合器。按规范通常在每个消防车供水压力范围内的消防分区都设置水泵接合器, 但也有许多设计者只在高区设置了水泵接合器, 笔者认为也是可行的。

我们不能简单的只根据规范的字面意思而判定为违反规范, 在低区再增加一套水泵接合器, 固然是好, 但如果在建筑用地红线内, 设置水泵接合器的位置很有限, 完全可以不在低区设置水泵接合器。需要注意的是, 在实际设计中, 许多设计者喜欢将所有的水泵接合器集合起来, 设在一处, 这是很不合理的, 应分开设置, 水泵接合器之间的距离一般不宜小于15m, 以便于消防车在现场展开灭火工作。

2 室内消火栓最小间距的确定

《高规》7.4.6.3条规定:消火栓的间距应由计算确定。该条规范规定了高层建筑内消火栓的最大间距为30m, 而没有规定最小距离, 两个消火栓的距离太近, 肯定不利于消防队员的灭火, 只有18层及18层以下的单元式住宅、塔式住宅在不得已的情况下, 才允许使用双阀双出口消火栓, 在设计中要尽可能考虑两个消火栓不要挤到一块, 这样当其中一个消火栓受到火灾威胁时, 可以取用另外一个消火栓, 但是如何把握最小距离这个度, 同行们看法不一, 审图时也不好把握, 笔者认为可以参照建筑专业的疏散距离不小于5 m的概念, 即两个消火栓间距不小于5 m, 否则可视为不合理。

3 消防增压泵的设计

为保证《高规》或《喷规》要求的最高层消火栓或喷头的静压力值, 在高位水箱的水位差不够的情况下, 设计中我们一般在高位水箱处设置消防增压泵。首先, 增压泵的流量要满足1股水柱或1个喷头的水量;其次, 增压泵的扬程不宜过大。由于高位水箱消防水位与顶层消火栓或喷头已有一定的位差, 《喷规》要求的静压力值减去这个水位差就是增压泵的最小扬程, 所以增压泵的扬程一般只需要几米足以满足要求。

如果增压泵扬程选得过大, 将导致下层管网承压过高, 消火栓出口压力或是各层自喷配水干管入口处压力增大, 均需采取减压措施, 使消防系统复杂化。但是仅靠增压泵来满足消防静压要求也不合适, 因为增压泵的运行由压力传感信号控制向消防系统不断打水以维持压力, 水泵需要常年频繁启停, 机件容易损坏。故在条件允许的情况下, 与建筑方协商适当抬高水箱位置, 利用高位水箱稳压最为稳妥;建筑条件实在不允许时, 设计时, 可选择带气压水罐的增压设施。

4 消防水池是否需设取水口

《高规》7.3.4条规定:供消防车取水的消防水池应设取水口或取水井。规范没有规定什么类型的消防水池才供消防车取水, 使许多设计者把握不准。广州市规定:当市政给水管网能满足室外消防水量与水压要求时, 室内消防水池可不设取水口。结合多年的实际工作基于, 作者认为, 应该分以下三种情况考虑。

(1) 如果消防水池在消防车的吸水高度 (6 m) 内, 不管消防水池是否储存了室外消防用水量, 都应设置取水口。因为设置水泵接合器的目的之一就是以备消防泵无法启动时使用。如果消防泵出现故障, 消防储备水因无取水口而无法取出, 必将造成严重的后果。况且, 设消防取水口工程造价增加不多, 同时, 完善了消防设施。

(2) 如果消防水池不在消防车的吸水高度 (6 m) 内, 如设在地下3层的消防水池, 而水池又没有储存室外消防用水量, 则无需设置消防取水口。

(3) 如果水池不在消防车的吸水高度 (6 m) 内而水池又储存了室外消防用水量, 则应设置专用消防取水加压泵, 从消防水池内直接取水, 向室外专用消防管网供水, 取水口可做成室外消火栓的形式, 要求取水加压泵1用1备, 双电源供电, 流量按设计建筑的室外消防用水量计, 扬程应至少满足室外消火栓栓口处10m H2O的压力, 笔者设计的“广州国际酒店”采取了这种形式。

5 消防水池的设计

在日常设计中, 经常将消防水池设计为生活、消防用水合用水池, 这样做的目的之一就是为了避免消防用水常年不用而变质, 特别是在生活、消防用水量接近时, 水池内的水不断循环更新, 以保障其水质。但对于高层建筑来说, 特别是一些功能复杂的一类高层和超高层建筑, 由于其消防水系统存在多种形式 (消火栓、自动喷淋、水幕系统等) , 且系统用水量大, 此时水池内生活用水远小于消防储水量, 即使采取一些诸如进出水管对置、设置导流墙的措施, 仍无法保障水质。因此, 在工程设计中, 设计人员应尽可能考虑将这一部分水有效地利用起来。设想如采取一些建筑及路面清洁、园林灌溉、水景布置等非生活用水取自消防水池, 从而在避免消防水池内为“死水”的情况下, 将生活、消防水池分设应是理想做法。总之, 生活、消防用水是合用还是分设还要综合考虑建筑物的用水量分配等多种因素, 从中选择最佳方案。

《高规》第7.4.7.1条规定:高位消防水箱的消防储水量, 一类公共建筑不应小于l8m3。现行规范并没有明确消防水箱中消防储水量为一个l8m3还是两个l8m3, 在实际设计中, 也理解为10 mi n消防用水量。因此, 当建筑物内应设消火栓系统和自动喷水灭火系统时, 高位消防水箱的储水量常为36m3的情况。在此, 应做以下分析:初起火灾时, 如有人在场, 就能够及时发现而使用灭火器或消火栓灭火从而快速扑灭初起火灾, 自动喷水灭火系统一般不会动作。

同时, 在初起火灾的5 m i n~1 0 m i n内 (消防队到场前) 也一般只有2股~3股水柱灭火, 而不是6股~8股水柱同时灭火。如果初起火灾发生时无人在场, 那么自动喷水灭火系统将动作, 并且只要有一只喷头动作, 系统压力开关将在60s内动作发出电信号并反馈到控制中心, 联动喷淋泵启动。再者, 如果自动喷水灭火系统没能控制住初起火灾而形成火灾蔓延, 当消防队到场, 就会直接启动消防泵供水, 此时高位消防水箱中仍有相当的储水量。从初起火灾发生至消防队到场前的时间段内 (约5 m i n~10min) 。

消防泵如果没有启动, 当高位消防水箱的储水量下降到消防储水量时, 生活泵就会启动并连续补水, 且基本上只供消防用水 (因水位可能在消防储水量下, 生活出水管无水可出) , 也就是说1 0 mi n内消防用水量的供应不止是l 8 m 3。此外, 建筑物内如还设有雨淋、水幕等其他水系统, 高位消防水箱的设计就会面临使用面积、技术处理等多种问题, 甚至难以实现。因此, 无论一类或是超高层建筑, 其设置不小于l 8 m3的高位消防水箱是符合实际需要的。