高层建筑火灾消防供水探析

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:钱忠宝
[导读] 摘要:建筑消防灭火随着时间的推移和建筑高度的不断增加,迎来了新一轮的技术挑战,原因在于现代建筑中高层建筑的资金投入量提高,且功能结构复杂,以及使用人数的不断增加。
        安徽兴安电气设备股份有限公司  天津市河东区  300200
        摘要:建筑消防灭火随着时间的推移和建筑高度的不断增加,迎来了新一轮的技术挑战,原因在于现代建筑中高层建筑的资金投入量提高,且功能结构复杂,以及使用人数的不断增加。在新一轮的建筑消防灭火中,消防供水是其中一条重要的保障分支,因此,在这方面的重视程度也在不断提高,成为公众眼中快速进行消防灭火的重要途径。若建筑出现火情,又没有良好的消防给水方式的保证,造成的后果将不堪设想,本文将着重针对高层建筑的消防灭火给水方式进行介绍,并详细分析。
        关键词:高层建筑;消防给水;方式分析
        随着在快速经济发展带动下的现代都市化的快速崛起和发展,城市中的建筑也逐渐趋向于高层化发展,放眼城市中高层建筑比比皆是,也象征着建筑科技和建筑艺术等领域的快速发展,同时融入了创新意味更加浓厚的建筑要求。而在另一方面也给建筑消防灭火带来了不小的压力与挑战,建筑消防灭火要在高投入、多功能、使用率高的情况下保证消防供水,因此,成为社会关注的普遍性问题之一。
        1高层建筑消防的给水方式
        1.1串联加压给水方式
        此种消防给水方式的特点便是将相关消防给水设施设置与建筑的地下室空间,类似于消防水池及传输泵等大型设施架设与地下空间。此种做法可以保障消防给水的水量充足,在没有火情出现的情况下,消防水池和传输泵可以及时进行水量存储,最低保障一次消防灭火用水量。通常情况下的消防用水要求是可以满足15至30分钟左右的消防灭火时长,而且消防水池的有效存储容积必须高于60立方米。在进行消防给水时需要将建筑进行合理化分区,一是重力驱动的低区供水区,二是加压驱动的高区供水区。一般建筑屋顶也会设置消防水箱,这部分水箱的主要功能是为初期消防用水提供保障,且保障区域主要为高区供水区。下面通过一个消防栓系统的例子简述串联加压给水方式,若低区发生火情,着火楼层的消防栓系统将启动进行灭火工作,此时,整个消防系统的中间层采用重力供水,而地下室设置的消防水池通过传输泵向中间层传输水箱进行加压式供水;若高区发生火情,着火楼层的消防栓系统亦启动灭火工作,此时将使用顶部楼层水箱进行火情初期供水,此时,整个消防系统的中间层采用加压式供水,而地下室设置的消防水池通过传输泵向中间层传输水箱进行加压式供水。
        1.2消防水泵并联分区给水方式
        此种消防给水方式的特点便是独立性,各分区相互独立互为补充,设置独立的高位消防水箱和消防泵,每个消防水箱的容量均不能低于18立方米的消防用水,在无火情的平时或是火势较小的火情初期高位水箱保持工作状态,并且维持消防管网的给水压力,当出现较为严重的火情时,各分区的消防主水泵进入工作状态。由于各分区趋于独立,在进行消防水泵设置时,需对各个分区额外设置加压泵,以保证供水压力,且根据相应的消防规范需在各个分区设置相应的备用水泵、生活给水泵、自动灭火系统加压泵,以保证日常生活中的各处供水需求。由于此种方式的水泵数量较多,因此所使用的占地面积更大。并联分区给水方式一般采用两级并联的方式,这种方式存在的优点和缺点都更为显而易见,优点在于提供了更高的供水可靠性、降低了各分区之间的给水干扰性、在后期维护管理上也更为便捷且拥有更为简单的中控系统;缺点在于需要的消防设备数量和种类多,使用面积更大,在加压负荷上提出了更高的要求,前期投入资金也较多。综合并联分区给水方式的优缺点来说,基于可靠性原因,还是有很多高层建筑和超高层建筑将其纳入开发考虑中去的。
        1.3一次加压减压(减压阀)给水方式
        此种消防给水方式的特点便是在串联加压给水方式的特点下,设置更高的消防主泵供水压力,此压力需要满足独栋建筑整栋的建筑供水需要。此种模式下的消防给水分区更为复杂,一是最高给水区不设置减压阀,二是在其他各个分区设置不同阈值的减压阀进行消防减压供水,三是利用屋顶的消防水箱维持消防管网压力及火情初期的给水要求,并增设消防增压稳压设施,四是室外进行合理的消防水泵接合器,而且需在消防车供水压力范围内。由此看来虽然此种消防给水设施设置方式稍显复杂,但是经济性是在几种方式中最高的,原因在于减少了中间层的消防水箱和消防水泵,极大的降低了消防设施的占地面积,以最少的水泵数量、最低的用电负荷、最低成本的造价提高了消防系统的经济性。

不仅如此,除去了中间层的消防给水设施为业主提供了更为舒适的居住环境,减少了中间层消防设备的噪声和振动产生了噪音影响,但是此种给水方式也存在一定的缺点,缺点主要来源于此消防系统的可靠性,减压阀在经年累月的工作中容易出现失效的情况,且由于是地下水箱负责整栋建筑的给水,对于消防管路系统和各部分阀门的质量要求和压力要求也更高,在前期进行设备购置之时需要进行较大的资金投入。在消防分区低区的减压阀通过串联的方式满足低区更大的减压值的要求,因此,也会影响主水泵的扬程,因此,适用范围较低,一般只适用150米或低于150米的超高层建筑,或是减少中间避难层设置的超高层建筑。
        1.4高位水箱重力给水方式
        此种消防给水方式的特点便是在建筑屋顶架设超大型的消防水池和消防泵体系,此种给水方式要求消防水池的容量要足够大,足够充足,一般情况下的容量要求在500立方米以上,以便满足一次大型的消防火情。高位水箱重力给水方式并不完全依靠重力给水,在建筑最高层也需要设置消防供水加压泵,其他楼层的供水要求低于最高层,采用基础的重力供水方式。此种消防给水方式的分区较其他稍多,除了高区和低区的划分,还需要根据建筑高度划分出次高区,次高区由屋顶水箱直接进行供水,而低区需要进行重力供水的减压操作,以保障正常的供水压力。在建筑消防供水的硬件设施能够满足的压力值下,若建筑高度超过250米,则仍旧需要设置中间层传输水箱和传输泵,通过中间层降低顶层水箱的供水压力,有些超高楼层建筑为确保严重火情消防供水系统仍能保持正常给水状态,还会设置地下消防水池和消防泵,与串联加压给水方式的工作原理有类似之处。
        1.5设置临时水带供水
        此种消防给水方式的特点便是机动灵活性较高,是消防部队的主要给水方式,不过此种方式的应用过程中对于供水压力的质量要求较高,且水带的材质和直径都会影响此种供水方式的供水效能,因此为了降低供水过程中的途中损失,在进行水带选择的时候需要尽可能选用大直径水带,除此之外,水带之间的连接问题也不容小觑。现阶段采用的连接方式多为铁丝捆扎的手工连接方式,在连接过程中无法进行及时的水压测试,会出现由于水带自重、水压过大、水带弯曲等原因的水带脱口情况。为了解决此种问题,可以选择加长水带连接部位或增加防退槽数量的方式,以此提高连接的牢固程度,还可以选择质量更高的水带,在众多的水带型号中,选择应用更为广泛的20型水带或是更不容易破裂的25型水带。在实际的供水过程中,应将消防水泵的压力调节至水带压力承受范围内的最大值,以保证在消防灭火时足够的供水压力和供水量。
        2注意事项
        在建筑消防相关规定的指导之下,绝大部分的高层公共建筑和高级住宅区都应安装有自动喷水灭火系统,而一般的高层居住建筑不增设。据数据统计,自动喷水灭火系统可以在火情发现的初期进行及时的消防灭火,灭火系统的火情控制情况还是比较有保障的,可以高达百分之九十。一旦出现自动喷水灭火系统非正常工作的情况,在进行火场灭火时指挥效力便显得尤为重要,而此时正确的消防给水方式也占据了重要的地位。
        每个分区的消防系统的作用周期因地而异,需要格外注意的一点是各个分区的消防给水之间的配合度,只有高配合度才能达到高效率的防火救火效应。各个环节的消防水箱和消防泵之间的接合,室内消防栓系统的启动响应时间等每一个消防环节都不能出现一点失误。
        结语:
        高层建筑的火灾扑救难度是相对较高的,然而建筑的高层化又是不可避免的趋势,因此,高层建筑的消防供水问题就不容小觑,建筑工程中的消防体系研究需要不断进行加强和深入,这样才能为高层建筑的消防问题提供必要的保障,需要结合火灾扑救经验设置相对成熟和完备的消防供水体系,选择合理的消防供水方式,如此高层建筑的安全才能得以保障。
        参考文献:
        [1]王伟.高层民用建筑应急干式消防给水系统设计[J].消防科学与技术,2012,31(5):517-519.
        [2]李慎海.超高层建筑消防给水技术探讨[J].消防科学与技术,2014,33(5):537-539.
        [3]石祥,徐国荣,杨新华.超高层建筑消防供水装备及工艺[J].消防科学与技术,2015,34(11):1486-1488.
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