杭州國際機(jī)場(chǎng)大廈消防給水設(shè)計(jì)研究論文
摘要：超高層建筑高度高，功能復(fù)雜，消防滅火立足于自救。消防給水設(shè)計(jì)是超高層建筑設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，供水方式的選擇又是其中的關(guān)鍵。結(jié)合杭州國際機(jī)場(chǎng)大廈消防設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)技術(shù)的可靠性，選擇安全，可靠的供水方式。
關(guān)鍵詞：超高層建筑消防給水設(shè)計(jì)供水方式杭州國際機(jī)場(chǎng)大廈位于慶春廣場(chǎng)東側(cè)，慶春東路與新塘路交叉口。工程用地面積約一萬平方米，總建筑面積約7.2萬平方米，地下2層，主樓為36層，建筑主要屋面高度為143.70米，其中五層和二十一層為避難層。裙房為四層，建筑高度為21.6米，一至四層為票務(wù)中心、餐飲和娛樂等綜合用房。主樓五至十九層為辦公，二十二層至三十五層為商務(wù)辦公，三十六層為西餐廳。
1、消防用水量
本工程為高度大于100m的一類綜合樓，按一類超高層建筑進(jìn)行消防設(shè)計(jì)。
2、室外消防
本工程所在區(qū)域有完善的城市基礎(chǔ)設(shè)施，有可靠的城市消防保證體系，供水可靠，水質(zhì)良好。水源為城市自來水管網(wǎng)。從西側(cè)市政道路和東側(cè)新塘路市政供水干管各引一條DN200毫米的自來水管，在本大樓沿周邊道路設(shè)DN200毫米的生活、消防合用的'給水環(huán)管，在環(huán)管上設(shè)置地上式室外消火栓5只。
3、消火栓系統(tǒng)
3.1消火栓給水系統(tǒng)。消火栓系統(tǒng)分高、中、低三區(qū)，低區(qū)為地下二層～四層；中區(qū)為五層～二十層；高區(qū)為二十一層～到三十六層，每個(gè)分區(qū)均成環(huán)狀管網(wǎng)供水。在地下二層設(shè)有消防水池和生活、消防合用泵房。消防水池分兩格，通過消防水泵吸水總管連通，儲(chǔ)存有540m3消防用水量。在地下二層消防泵房?jī)?nèi)設(shè)置高、中區(qū)各兩臺(tái)，均為一用一備。低區(qū)消火栓系統(tǒng)由中區(qū)給水泵出水環(huán)管用消防專用減壓閥減壓至0.45MPa供給；中區(qū)由中區(qū)消火栓給水泵直接供給。
為保證高區(qū)消防給水安全，降低消防管道承壓，在二十一層避難層設(shè)中間轉(zhuǎn)輸消防水箱66m3（兼作中、低區(qū)消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓水箱）。為保證中區(qū)最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力不低于0.15MPa，在二十一層避難層設(shè)有中、低區(qū)增壓穩(wěn)壓設(shè)備。高區(qū)消火栓系統(tǒng)由地下二層高區(qū)消火栓給水泵供水至中間轉(zhuǎn)輸水箱，再由中間轉(zhuǎn)輸泵串聯(lián)供水，在屋頂設(shè)18m3消防水箱一座，并設(shè)有高區(qū)增壓穩(wěn)壓設(shè)備。
3.2消火栓布置
大樓各層均設(shè)有室內(nèi)消火栓（帶滅火器箱組合式消防柜），其布置保證同層任何部位均有兩股充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)，每股充實(shí)水柱不小于13米。每根消防立管流量按不小于15L/S計(jì)。各消火栓箱內(nèi)設(shè)有啟泵按鈕及自救式消防卷盤，每只消火栓箱內(nèi)配備DN65單口消火栓，25m襯膠水龍帶，19水槍，小口徑消防水喉及軟管。為保證消火栓栓口壓力不大于0.50MPa，在5F～11，21～29F采用減壓穩(wěn)壓式消火栓。在室外分高區(qū)和中低區(qū)共設(shè)置6套水泵接合器。
4、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)
4.1自噴系統(tǒng)噴水強(qiáng)度
本工程自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)為濕式系統(tǒng)。地下兩層停車庫按中危險(xiǎn)級(jí)II級(jí)設(shè)計(jì)，噴水強(qiáng)度為8L/min.m2，作用面積160m2；地上部分均按中危險(xiǎn)級(jí)I級(jí)設(shè)計(jì)，噴水強(qiáng)度為6L/min.m2，作用面積160m2，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為1小時(shí)。
4.2自噴給水系統(tǒng)
自噴系統(tǒng)分高低兩區(qū)，低區(qū)為地下二層～十三層；高區(qū)為十四層～三十六層。自噴系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)共用消防水池，中間轉(zhuǎn)輸水箱及屋頂消防水箱。在地下二層泵房?jī)?nèi)分別設(shè)高區(qū)和低區(qū)自噴泵各兩臺(tái)，均為一用一備。在地下二層水泵房?jī)?nèi)設(shè)濕式報(bào)警閥五套，由低區(qū)自噴給水泵出水環(huán)管分組減壓供水。在二十一層避難層設(shè)有中間消防轉(zhuǎn)輸水箱和自噴轉(zhuǎn)輸泵，并設(shè)有濕式報(bào)警閥3套，由高區(qū)自噴轉(zhuǎn)輸泵出水環(huán)管分組減壓供水。在屋頂設(shè)有高區(qū)自噴增壓、穩(wěn)壓設(shè)備一套，滿足三十六層最不利點(diǎn)噴頭工作壓力不小于0.05Mpa.分高低區(qū)在室外共設(shè)置4套自噴系統(tǒng)水泵接合器。高區(qū)自噴系統(tǒng)中，在二十一層避難層水泵房?jī)?nèi)設(shè)自噴水泵接合器接力泵兩臺(tái)，兩用。
4.3噴頭布置
本大樓辦公、走道、會(huì)議室、避難層等公共場(chǎng)所及地下車庫、自行車庫，除建筑面積小于5M2的衛(wèi)生間及不宜用水撲救的部位外，均設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。每層每個(gè)防火分區(qū)的供水干管上均設(shè)有信號(hào)閥和水流指示器，并在管道末端設(shè)有放水閥。噴頭采用玻璃球閉式噴頭，噴頭動(dòng)作溫度，廚房為93℃，其余為68℃。
有關(guān)問題的探討
供水方式選擇，超高層建筑消防主要是以自救為主，系統(tǒng)運(yùn)行需安全，可靠穩(wěn)定。供水方式的選擇是超高層消防水系統(tǒng)的關(guān)鍵，有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。
串聯(lián)供水方式，在地下室設(shè)消防水池和消防高、低區(qū)給水泵，并在中間避難層設(shè)中間轉(zhuǎn)輸水箱和轉(zhuǎn)輸泵。串聯(lián)供水方式是通過在地下消防水池，消防泵和中間轉(zhuǎn)輸水箱，轉(zhuǎn)輸泵聯(lián)合向高區(qū)供水，保證了高區(qū)消防的安全，可靠。在地下消防泵有故障時(shí)，還可由消防車通過水泵接合器向中間轉(zhuǎn)輸水箱供水，再由轉(zhuǎn)輸泵向高區(qū)供水。串聯(lián)方式占用避難層面積，水泵臺(tái)數(shù)較多，控制復(fù)雜。并聯(lián)供水方式，在地下室設(shè)消防水池和消防高、低給水泵，直接分區(qū)供水，系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單，不占用避難層建筑面積，但高區(qū)消防水泵及出水管長(zhǎng)期承受高壓，管道配件及閥門容易損壞，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，安全，可靠性較差。本工程采用串聯(lián)供水方式。防超壓措施《高規(guī)》規(guī)定：“臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)的每個(gè)消火栓箱應(yīng)設(shè)置直接啟動(dòng)消防水泵的按鈕，并應(yīng)設(shè)有保護(hù)按鈕的設(shè)施”，以便迅速遠(yuǎn)距離啟動(dòng)消防泵（設(shè)計(jì)中采用破玻按鈕）。
火災(zāi)發(fā)生時(shí)，在擊碎破玻按鈕后尚未動(dòng)用水槍滅火這段時(shí)間，消防管網(wǎng)壓力劇增，將產(chǎn)生嚴(yán)重超壓現(xiàn)象，有可能引起管網(wǎng)爆裂，整個(gè)消火栓系統(tǒng)就會(huì)癱瘓，后果不堪設(shè)想。本設(shè)計(jì)采用了破玻按鈕+壓力監(jiān)控啟動(dòng)水泵，在消防系統(tǒng)設(shè)置壓力監(jiān)控裝置，并與消防穩(wěn)壓設(shè)施結(jié)合在一起，當(dāng)系統(tǒng)壓力下降到某一設(shè)定值時(shí)，壓力開關(guān)動(dòng)作，該信號(hào)與破玻按鈕都動(dòng)作時(shí)，消防泵啟動(dòng)。本設(shè)計(jì)中采用了新型專用消防水泵（恒壓切線泵），該水泵Q-H曲線幾乎為水平線，可以很好的解決小流量時(shí)超壓?jiǎn)栴}。在水泵出水管上的止回閥后設(shè)置泄壓閥，實(shí)踐證明泄壓閥反應(yīng)靈敏，準(zhǔn)確、可靠，可以有效防止因超壓而造成的損害。泄壓閥的口徑直接影響水泵的工況點(diǎn)及其實(shí)際揚(yáng)程和流量，因此，一般情況泄壓閥的口徑比水泵出口水管小一級(jí)。
在地下二層消防水泵出水管上設(shè)有水錘消除器。避難層消防，超高層建筑須設(shè)避難層，設(shè)備專業(yè)也利用該層作設(shè)備間。本工程二十一層為避難層，設(shè)有空調(diào)機(jī)房，生活、消防泵房和轉(zhuǎn)輸水箱。本層為發(fā)生火災(zāi)時(shí)人員避難場(chǎng)所，并設(shè)有較多的設(shè)備。無論該層有無可燃物，不容置疑，均應(yīng)設(shè)置消火栓和消防卷盤及自動(dòng)噴頭�？紤]避難層四周向室外敞開，冬季溫度較低，管道容易凍結(jié)，故本層噴頭采用易熔合金噴頭，并所有的管道采用保溫措施。中間轉(zhuǎn)輸水箱，當(dāng)采用水泵直接串聯(lián)供水時(shí)，中間轉(zhuǎn)輸水箱同時(shí)起著上區(qū)輸水泵的吸水池和本區(qū)消防給水屋頂水箱的作用。按規(guī)范要求，其儲(chǔ)水的有效容積按15～30min消防設(shè)計(jì)水量確定。因轉(zhuǎn)輸水箱都利用避難層設(shè)置，一般還設(shè)有生活轉(zhuǎn)輸水箱，考慮結(jié)構(gòu)承受能力，對(duì)建筑物的影響，按最低要求60m3儲(chǔ)水量設(shè)置。避難層水泵隔震措施，轉(zhuǎn)輸水泵設(shè)于避難層中，應(yīng)做好隔震措施，減少對(duì)下層辦公場(chǎng)所的影響。避難層水泵采用雙層隔震措施，水泵采用彈簧隔震器槽鋼基礎(chǔ)，再在其下設(shè)橡膠隔震墊鋼筋混凝土基座，以減小震動(dòng)噪音。
結(jié)束語
超高層建筑消防系統(tǒng)內(nèi)容復(fù)雜，涉及的方面較多。設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)技術(shù)的可靠性，實(shí)際的可操作性，經(jīng)濟(jì)的合理性綜合考慮，只有技術(shù)可靠、實(shí)際操作方便，才能確保安全。以上是筆者在杭州國際機(jī)場(chǎng)大廈工程中給排水消防系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)體會(huì)，提出來和同行們交流，共同探討，有不妥之處敬請(qǐng)批評(píng)指正。
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