高層建筑消防給水系統(tǒng)設計探析
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摘要：高層建筑消防給水系統(tǒng)的設計始終在高層建筑工程項目中占據(jù)著尤為重要的地位，高層建筑設施帶有極強的特殊性，所以高層建筑設施中的給水工程項目尤為復雜，其和普通建筑給水工程差異性較為明顯。本文主要就高層建筑消防給水系統(tǒng)設計及可靠性進行深入的分析。探究高層建筑消防給水的特點，找出開展高層建筑消防積水系統(tǒng)設計工作的要點，并對其給水系統(tǒng)的可靠性進行研究，以此來為我國日后高層建筑消防給水系統(tǒng)的構建奠定一個堅實的基礎，提升其系統(tǒng)設計的真實可靠性。
關鍵詞：高層建筑；消防給水系統(tǒng)；設計要點；可靠性
1高層建筑消防給水
1.1可靠性設計要求
消防給水系統(tǒng)的組成方式較為復雜，而其可靠性則取決于各單元之間的功能關系，通過高層建筑各單元之間的可靠性提升，才能從根本上提高整個系統(tǒng)的可靠性。該系統(tǒng)設計需要嚴格按照我國在高層建筑中提出的相關規(guī)范要求，可靠性的設計需要滿足高層建筑消防給水的設計指標。該系統(tǒng)中的可靠性不僅僅是系統(tǒng)運行的可靠性，同時也關系到系統(tǒng)設備、單元組件的可靠性，通過高層建筑消防給水系統(tǒng)的可靠性分配來保障系統(tǒng)運行效率與功能的有效實現(xiàn)，提高消防給水系統(tǒng)的使用壽命，以滿足消防給水系統(tǒng)的設計要求。在整個系統(tǒng)的技術設計完成后，須根據(jù)各單元組件的失效率、系統(tǒng)工作模式、實際要求的工作時間對系統(tǒng)進行可靠度預測。通過與設定的可靠度比較，再調(diào)整設計或提高各單元組件的可靠度。該系統(tǒng)可靠性設計過程中還需要對建筑物周圍的環(huán)境因素進行分析，在系統(tǒng)設計中需要保證該系統(tǒng)在發(fā)生故障時，可以便于維修。
1.2高層建筑消防給水方式
1.2.1不分區(qū)給水
在高層建筑消防不分區(qū)給水系統(tǒng)中，必須要開展消防水池的設計工作。對其用水量的標準要求進行深入的分析，必須要讓其用水量達到其消防用水量的儲存要求。調(diào)控好水箱的安裝位置，盡可能的讓水箱安裝在其系統(tǒng)的上部位置，滿足消防用水量的使用要求。如果其高位消防水箱的高度比較小，那么就會影響到消火栓水壓的數(shù)值的正常變化，想繼續(xù)維持其系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)，就需要在該基礎層面上，對其出水管的位置處，適當?shù)脑鲈O水泵和氣壓罐等一系列的系統(tǒng)穩(wěn)壓裝置設施。在低位的水泵房面積空間之中，確保其系統(tǒng)穩(wěn)壓裝置設立的集中性。
1.2.2分區(qū)串聯(lián)給水
分區(qū)串聯(lián)給水方式的應用在我國高層建筑消防給水系統(tǒng)中尤為常見，該分區(qū)串聯(lián)給水方式主要使用的是減壓閥，通過減壓閥來代替原本的中間水箱作用，這種替代方式可以有效的減小其上層所使用的面積大小，還會調(diào)控噪聲等的分貝量和傳播的范圍，避免其產(chǎn)生二次污染等不良現(xiàn)象，高效的提升了整體系統(tǒng)運行的可靠程度，同時還優(yōu)化了其系統(tǒng)運行的流程，讓其后續(xù)所開展的維修工作變得更加的簡便，給其維修工作提供了便利。
1.2.3分區(qū)并聯(lián)給水
在超高層建筑設施中，分區(qū)并聯(lián)這種給水方式使用頻率比較高，將水泵集中性的安裝到地下室的位置中，這樣其會減小上層的使用面積，讓其各個區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)設施都能維持一個獨立的運行狀態(tài)，彼此之間互不干擾，這種分區(qū)并聯(lián)的給水方式相對來說比較穩(wěn)定，安全可靠程度也比較高。集中安裝設備，會優(yōu)化維修管理工作，讓其管理工作開展的更為順暢，但是采用高區(qū)的水泵工作形式，其所產(chǎn)生的水泵壓力比較大，所需要的投資金額耗費量也比較明顯。若使用減壓閥來取代中間位置所安裝的水箱裝置，其可以減小使用的面積，避免其產(chǎn)生噪聲以及二次污染的現(xiàn)象。
2高層建筑消防給水系統(tǒng)的設計要點
2.1消防水池容積的設計
消防水池的構建主要是用來放置各類消防滅火用水等設備的設施，在構建消防水池時，必須要對市政給水管道以及進水管的消防用水量進行分析，其消防水池的容積要以該建筑設施自身的消防用水狀況為基準。在室外的給水管網(wǎng)中，必須要確保其消防用水量足夠，達到其消防用水量的使用要求，若其室外的給水管網(wǎng)無法達到室外的消防用水標準，那么就需要在火災的延續(xù)時間段內(nèi)調(diào)整其水池的有效容量。
2.2水泵接合器數(shù)量
室內(nèi)消防水泵在產(chǎn)生故障時，就會讓其室內(nèi)的消防用水產(chǎn)生不足的問題，這時消防車就需要使用水泵接合器，在室外消火栓的位置處開展取水等的工作，之后再把水運輸?shù)绞覂?nèi)的消防給水管網(wǎng)之中，為其滅火工作做準備。在長期的實驗調(diào)查活動中可以了解到，室內(nèi)消防用水量的計算必須要以消防水泵接合器的數(shù)量為基準，依照10~15L/s區(qū)精準的推算水泵接合器的實際流量數(shù)值，如果其消防給水為豎向分區(qū)時，其就應當考量消防車的供水壓力，在合理的范圍內(nèi)調(diào)查其實際的綜合能力，進而確保其系統(tǒng)的穩(wěn)定運行狀態(tài)，讓其滅火工作始終可以正常的運轉，減小各類費用資金的投入量，減小投資，讓其達到消防安全的目標。
2.3高層建筑消火栓的設計
高層建筑設施的消火栓主要分為兩種，一種是室外的消火栓，在對室外消火栓進行設計時，需要采用均勻布置的方式進行設計，同時還應當留有一定的消防操作場地空間，讓其施工人員都可以更為順利的開展各類操作活動，該設計要點和其他的低層建筑設施設計要點相同，室內(nèi)的消火栓設備主要分為水槍、水袋以及消火栓等裝置。其應當調(diào)整水槍噴嘴口徑，讓其口徑始終超過19mm。
3給水系統(tǒng)可靠性研究
該系統(tǒng)中的可靠性是指其在規(guī)定的條件與時間內(nèi)完成相應的功能，起到防火、滅火的作用。而消防事件發(fā)生的變現(xiàn)為隨機性，無法提前預知，消防給水系統(tǒng)中的可靠性是發(fā)生消防事件隨機概率量。該系統(tǒng)可靠性的研究，需要以明確系統(tǒng)功能為前提，在此基礎上進一步掌握系統(tǒng)失效模式，通過消防給水系統(tǒng)可靠性的研究，繪制相關的框圖，利用先進的三維立體，模型構建技術，建立該系統(tǒng)的可靠性模型，通過三維模型可以更加直觀、清晰的了解到系統(tǒng)及其相關機組的可靠性關系。該制度可分為非準備金制度、準備金制度和復雜制度準備金制度，也可分為工作準備金制度和非工作準備金制度。非儲備制度實際上是一個系列制度。該系統(tǒng)在使用的過程中需要較大的水量供應，因此應具備足夠的供水量保障，為了保障該系統(tǒng)在使用中的水量供應可以滿足功能需求，一般會采用備用系統(tǒng)與復雜系統(tǒng)的方式。消防給水系統(tǒng)的工作儲備系統(tǒng)分為平行、混合、表決系統(tǒng)三種方式，消火栓與自動噴水系統(tǒng)是該系統(tǒng)中必不可少的組成部分，也是影響其可靠性的主要原因之一，消防給水系統(tǒng)中各單元或設備的功能與消防給水系統(tǒng)的可靠性框圖之間具有密切的關系。消防給水系統(tǒng)的可靠性框圖可以體現(xiàn)出系統(tǒng)的可靠性功能，若是系統(tǒng)處于給水運作狀態(tài)，則該系統(tǒng)中的兩個閥門需要同時打開，此時水可以順利流出。該系統(tǒng)的功能是切斷水流，那么關閉一個閥門就可以完成關閉效果，可靠性方塊圖是一個并聯(lián)系統(tǒng)。相同的結構具有不同的功能可靠性。在水泵供水方式上，雖然形式相同，但關系不同，可靠性框圖也不同。消防給水系統(tǒng)的可靠性計算，消防給水系統(tǒng)的可靠性由各單元的功能關系確定，系統(tǒng)的可靠性也由各單元的可靠性相結合而產(chǎn)生。
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作者：楊穎鑫