超限高层建筑消防给水设计探讨
摘要:超限高层建筑的消防应立足自救,消防给水系统设计乃重中之重,本文对超限高层建筑的供水方式进行简要介绍,指出系统设计中易被忽视的超压问题,并对消防水泵接合器系统设计,压缩空气泡沫专用管系统设计提出一些见解看法。
一、 前言
现代超限高层建筑的不断涌现是社会需求推动的,随着社会经济的发展和科学技术的进步,人类发展超限高层建筑成为可能时,超限高层建筑的出现也成为一种精神需求。《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)(以下简称《高规》)第1.0.5条规定,“当高层建筑的建筑高度超过250米时,建筑设计采取的特殊防火措施应提交国家消防专管部门组织专题研究、论证”,因此,我们习惯上把建筑高度超过250米的建筑称为超限高层建筑。
目前,我国建筑高度超过250米的民用建筑数量还不多,在防火措施方面缺乏实践经验,尽管高规制定时总结了国内高层建筑设计防火经验和借鉴了国外的先进经验,对高层建筑防火应采取的措施做出了相应的规定,但是,由于缺乏经验,高规制定时,未涵盖250米以上建筑,对于建筑高度超过250米的民用建筑,需要对消防给水、安全疏散和消防的装备水平进行专题研究,提出适当的防火措施。
二、 超限高层建筑火灾特点
1、 建筑功能复杂,火灾隐患相对多
超限高层建筑一般为当地的标志性建筑,多设计为酒店、办公、商业、餐饮等多种功能的大型城市综合体,品质定位高,自动化程度高,机电系统复杂,火灾隐患相对较多。
2、 火势蔓延迅速,火情控制难度大
超限高层建筑室外风速高,室内电梯井、管道井较多,一旦发生火灾,在烟囱效应及外部风力的作用下,火势蔓延非常迅速。此外,为了减轻结构自重,便于建筑上的空间布局和室内装饰效果的美观,不少超限高层建筑大量使用了可燃、易燃的建筑装饰材料和涂料,燃烧猛烈,不利于火情控制。
3、 人员疏散困难,易造成重大灾难
由于超限高层建筑高度高,火灾时,人员要安全撤离建筑物,需要较长的时间,加上火灾时人员极度恐慌,秩序混乱,造成疏散困难,容易导致群死群伤的灾难事故。
4、 防烟排烟困难,消防扑救难度大
超限高层建筑防烟排烟均采用机械措施,一旦设计存在不足或室内空间分割造成烟气流组织发生变化,将很难及时消除火灾中产生的大量有毒烟气,势必影响消防人员快速抵达着火位置,不利于火灾扑救。此外,由于消防装备水平较低,国内消防云梯大多只能登高至50米左右(个别一线城市可达100米左右),而超限高层建筑比较高,发生火灾后,无法从外部获得有效支援,只能依靠大楼自身的灭火设施,火灾扑救难度非常大。
三、 超限高层建筑消防给水设计
1、 消防水源
《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009版)第3.2.8A条规定“当小区的生活贮水量大于消防贮水量时,小区的生活用水贮水池与消防用水贮水池可合并设置,合并贮水池有效容积的贮水设计更新周期不得大于48小时”。对于超限高层建筑而言,室内消火栓、喷淋及其他自动水灭火措施同时启用的一次消防用水量约在600立方左右,小于生活用水量,可在控制48小时更新周期的前提下,生活、消防合用水池。然而,许多城市的供水、卫生防疫部门要求两者必须分开,从而对物业管理提出更高要求。但实际工作中,存在物业管理不到位的现象,消防用水发臭甚至水池(箱)没水,通过上海市多年的工程实践可知,生活消防合用水箱在技术上是可行的。对于具体的项目,可以与当地的消防、供水、卫生防疫主管部门沟通,尽量做到合用水池(箱)。
2、 消防给水设计
对于超限高层建筑,由于受消防泵给水扬程、管道的承压能力和经济性的要求,最常用的消防给水设计主要有串联供水系统和重力供水系统两种类型。依据《高规》、上海市《民用建筑水灭火系统设计规程》和《全国民用建筑工程设计技术措施》/给排水有关内容,上述两种供水系统主要有如下要求:
2.1 串联供水系统
消防给水管网竖向分区时,每个区由消防水泵或串联消防水泵分级向上供水,串联消防水泵设置在设备层或避难层。串联分区供水又可分为直接串联和转输串联两种。
(1) 当采用水泵直接串联时,应注意管网供水压力因接力水泵在小流量高扬程时出现
的最大扬程叠加,管道系统的管配件耐压能力应满足此要求;上下级消防泵连锁启动的时间间隔不应大于20秒,且应先启动下部消防泵;
(2) 消防水泵可从消防水池(箱)或消防管网直接吸水,消防水泵一般从下到上依次
顺序启动,也可先启动上部消防泵;
(3) 当采用水泵转输串联时,中间转输水箱同时起着上区输水泵的吸水池和本区消防
给水屋顶水箱的作用,其储水有效容积按15~30分钟消防设计水量计算确定,并不小于60立方(10min消火栓和喷淋的用水量与18m3消防水箱的水量的合计值)。
(4) 采用中间水箱转输的串联消防给水系统,其消防转输泵应独立设置,且不应小于
两台;室内消火栓给水系统和自动喷淋水灭火系统的消防转输水泵应分别设置,备用泵可兼用;消防转输水泵的供电应符合消防泵的供电要求;
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