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摘要:某超高層綜合體工程由兩棟超高層辦公樓及多層裙房組成,裙房主要功能為商務(wù)配套和會(huì)議室。對(duì)該工程消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了分析,并對(duì)消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵性設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了探討,提出了一些提高系統(tǒng)安全可靠性的技術(shù)措施,對(duì)于提高超高層建筑消防給水系統(tǒng)的安全可靠性有重要作用。
關(guān)鍵詞:超高層;消防給水系統(tǒng);串聯(lián)供水;轉(zhuǎn)輸水箱;安全可靠性
超高層建筑數(shù)量越來(lái)越多,規(guī)模、功能也變得較為龐大、復(fù)雜,超高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比較于建筑高度百米以下的建筑有諸多難點(diǎn)和技術(shù)要點(diǎn)。結(jié)合某超高層綜合體工程案例,對(duì)消防給水系統(tǒng)進(jìn)行分析,對(duì)超高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常涉及的幾個(gè)關(guān)鍵性設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探討,旨在提高超高層建筑消防給水系統(tǒng)供水安全可靠性。
1工程概況
該超高層綜合體由A,B,C三棟建筑組成,其中A,B棟建筑地上36層,C棟建筑地上7層,地下1層為設(shè)備管線層,地下2層,3層為地下車庫(kù)(地下車庫(kù)為另外分項(xiàng)工程),A,B棟建筑8層~36層功能為辦公,1層~7層功能為商務(wù)配套和辦公,C棟建筑功能為商務(wù)配套和會(huì)議室。地下1層設(shè)備管線層層高為2.19m,1層層高4.6m,2層~5層層高5.2m,6層,7層層高4.5m,11層,22層(避難層)層高4.5m,36層層高5.55m,其他層層高為4.15m,室內(nèi)外高差0.15m,A,B棟建筑總高度158.60m(至屋頂女兒墻)。該工程為一類超高層公共建筑,耐火等級(jí)為地下一級(jí),地上一級(jí)。建筑合理使用年限為50年,抗震設(shè)防烈度為8度,框架—筒體結(jié)構(gòu)體系。建筑面積:172659.29m2。
2消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1消防水源及系統(tǒng)類型
由該項(xiàng)目附近市政路上接入一路DN200給水管,市政給水管網(wǎng)壓力為0.30MPa。該引入管分別接至項(xiàng)目用地內(nèi)住宅給水干管、商業(yè)給水干管、景觀綠化給水干管、消防水池補(bǔ)水管、換熱站補(bǔ)水管。結(jié)合該項(xiàng)目周圍市政給水管網(wǎng)條件及本項(xiàng)目情況,消防給水系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng),消防水池儲(chǔ)存一起火災(zāi)全部消防用水量,各消防給水系統(tǒng)分別設(shè)消防泵組供火災(zāi)時(shí)消防用水量及水壓。
2.2消防給水系統(tǒng)用水量計(jì)算
該工程消防給水系統(tǒng)包括室外消火栓系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)及大空間智能滅火裝置[1]。消防給水系統(tǒng)用水量統(tǒng)計(jì)見表1。
2.3室外消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
室外消火栓系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓制,室外覆土下設(shè)有效容積為1080m3的消防水池(共用、分兩座),地下車庫(kù)消防水泵房?jī)?nèi)設(shè)室外消火栓系統(tǒng)消防泵組及穩(wěn)壓裝置,室外消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓裝置啟泵壓力為0.35MPa,停泵壓力為0.41MPa,室外消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓裝置保證系統(tǒng)最不利點(diǎn)消火栓栓口處在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)的靜水壓力大于0.17MPa。室外消火栓給水系統(tǒng)所需水量、水壓由設(shè)于室外覆土內(nèi)的消防水池及地下車庫(kù)消防水泵房?jī)?nèi)室外消火栓系統(tǒng)泵組保證。在項(xiàng)目用地紅線內(nèi)設(shè)室外臨時(shí)高壓消防給水環(huán)狀管網(wǎng),在該建筑周圍的環(huán)管上設(shè)3套以上室外地下式消火栓,火災(zāi)時(shí)供城市消防車吸水,向著火點(diǎn)加壓供水滅火。
2.4室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.4.1臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)根據(jù)GB50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱“消水規(guī)”)第6.2.2條“當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力大于2.40MPa時(shí),應(yīng)采取消防水泵串聯(lián)或減壓水箱分區(qū)供水形式”[2]。本工程建筑高度為158.250m(室外地坪至建筑屋面完成面),若采取泵組直供到頂?shù)墓┧问?,消防水泵出口處系統(tǒng)工作壓力大于2.40MPa,故采取消防水泵串聯(lián)分區(qū)供水形式。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng),室外覆土下設(shè)有效容積為1080m3的消防水池(共用、分兩座),地下車庫(kù)消防水泵房?jī)?nèi)設(shè)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)消防泵組,A棟建筑屋頂(最高處)設(shè)有效容積105m3的屋頂消防水箱及穩(wěn)壓裝置。A,B棟建筑22層避難層處分別設(shè)有效容積為61m3的消防轉(zhuǎn)輸水箱及超高區(qū)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)專用泵組。
2.4.2分區(qū)情況屋頂消防水箱最高水位:160.10m,水箱間地面標(biāo)高:156.850m,消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓裝置啟泵壓力為0.16MPa,停泵壓力為0.21MPa。根據(jù)“消水規(guī)”第6.2.1條“消火栓栓口處?kù)o水壓力大于1.0MPa時(shí),消防給水系統(tǒng)應(yīng)分區(qū)供水”的原則[2],結(jié)合建筑各樓層功能,分區(qū)情況如下:地下至地上7層為低區(qū),地上8層~21層為高區(qū),地上22層~36層為超高區(qū)。
2.4.3供水方案高、低區(qū)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)所需水量、水壓均由設(shè)于室外覆土內(nèi)的消防水池及地下車庫(kù)消防水泵房?jī)?nèi)高區(qū)消火栓系統(tǒng)泵組(低區(qū)經(jīng)減壓閥減壓)供給;超高區(qū)消火栓系統(tǒng)所需水量、水壓由地下車庫(kù)消防水泵房?jī)?nèi)超高區(qū)專用轉(zhuǎn)輸水箱供水泵組、22層避難層處消防轉(zhuǎn)輸水箱及超高區(qū)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)專用泵組保證。消防水泵房?jī)?nèi)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)消防泵組以保證最不利點(diǎn)處消火栓栓口動(dòng)壓不小于0.35MPa,消防水槍充實(shí)水柱長(zhǎng)度不小于13m。屋頂消防水箱設(shè)消火栓系統(tǒng)出水管,分別與高、低區(qū)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)連接(低區(qū)經(jīng)減壓閥減壓)以及與超高區(qū)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)連接。屋頂消防水箱間處消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓裝置保證系統(tǒng)最不利點(diǎn)消火栓栓口處在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)的靜水壓力大于0.15MPa。高、低區(qū)消火栓系統(tǒng)分別設(shè)3套室外地下式消防水泵接合器;超高區(qū)消火栓系統(tǒng)設(shè)3套室外地下式消防水泵接合器,并在22層避難層設(shè)手抬泵及加壓接口。
2.5自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.5.1臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采用臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng),室外覆土下設(shè)有效容積為1080m3的消防水池(共用、分兩座),地下車庫(kù)消防水泵房?jī)?nèi)設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)消防泵組,A棟建筑屋頂設(shè)有效容積105m3的屋頂消防水箱。22層避難層處設(shè)有效容積為61m3的消防轉(zhuǎn)輸水箱及超高區(qū)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)專用泵組。
2.5.2分區(qū)情況屋頂消防水箱間內(nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)穩(wěn)壓裝置啟泵壓力為0.16MPa,停泵壓力為0.21MPa。根據(jù)GB50084—2017自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范第8.0.1條“配水管道的工作壓力不應(yīng)大于1.20MPa”[3],結(jié)合建筑各樓層功能,分區(qū)情況如下:地下至地上7層為低區(qū),地上8層~21層為高區(qū),地上22層~36層為超高區(qū)。
2.5.3設(shè)計(jì)參數(shù)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。
2.5.4供水方案高、低區(qū)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)所需水量、水壓均由設(shè)于室外覆土內(nèi)的消防水池及消防水泵房?jī)?nèi)高區(qū)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)泵組(低區(qū)經(jīng)減壓閥減壓)保證;超高區(qū)自動(dòng)噴水系統(tǒng)所需水量、水壓由地下車庫(kù)消防水泵房?jī)?nèi)超高區(qū)專用轉(zhuǎn)輸水箱供水泵組、22層避難層處消防轉(zhuǎn)輸水箱及超高區(qū)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)專用泵組保證。消防水泵房?jī)?nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)消防泵組以保證最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力大于設(shè)計(jì)要求。高、低區(qū)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)分別設(shè)3套~4套室外地下式消防水泵接合器,超高區(qū)設(shè)兩套室外地下式消防水泵接合器,并在22層避難層設(shè)手抬泵及加壓接口。屋頂消防水箱間處自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)穩(wěn)壓裝置保證最不利點(diǎn)噴頭在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)的靜水壓力大于0.10MPa。屋頂消防水箱設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)出水管,分別與高、低區(qū)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)(低區(qū)經(jīng)減壓閥減壓)以及與超高區(qū)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)濕式報(bào)警閥組前環(huán)網(wǎng)連接??刂?層~7層噴頭的濕式報(bào)警閥組集中設(shè)在地下車庫(kù)內(nèi),控制8層~21層噴頭的濕式報(bào)警閥組集中設(shè)在11層(避難層)設(shè)備用房?jī)?nèi),控制22層~36層噴頭的濕式報(bào)警閥組集中設(shè)在22層(避難層)設(shè)備用房?jī)?nèi)。
2.6大空間智能滅火裝置設(shè)計(jì)
一層商業(yè)處凈空高度大于20m小于25m的中庭部位設(shè)大空間智能滅火裝置[1]。單個(gè)噴頭流量為5L/s,保護(hù)半徑不大于6m,頂部安裝,一次火災(zāi)按同時(shí)開啟8只噴頭考慮,設(shè)計(jì)流量為40L/s[1],本系統(tǒng)與低區(qū)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)合用,系統(tǒng)所需水量、水壓由低區(qū)自動(dòng)噴水滅火統(tǒng)環(huán)狀管網(wǎng)供給。
3消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討
超高層建筑的外部消防救援比較困難,消防設(shè)計(jì)立足于自救,提高超高層建筑消防給水系統(tǒng)的供水安全可靠性尤為重要[4],這也是不同于建筑高度百米以下建筑消防設(shè)計(jì)的難點(diǎn),下面針對(duì)該工程設(shè)計(jì)中的一些關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行討論。
3.1設(shè)備、管材、閥門等選用
消防給水系統(tǒng)中采用的設(shè)備、器材、管材管件、閥門和配件等系統(tǒng)組件的產(chǎn)品工作壓力等級(jí),應(yīng)大于消防給水系統(tǒng)的系統(tǒng)工作壓力,且應(yīng)保證系統(tǒng)在可能最大運(yùn)行壓力時(shí)安全可靠[2]。3.2轉(zhuǎn)輸水箱分別設(shè)置若A,B兩棟超高層建筑共用轉(zhuǎn)輸水箱及接力供水泵組,則轉(zhuǎn)輸水箱、超高區(qū)消防泵組及消防泵組控制柜等消防設(shè)施均設(shè)在一棟超高層建筑內(nèi),并通過專用消防管道接至另一棟建筑超高區(qū)消防管網(wǎng),A,B棟建筑超高區(qū)避難層之間管道距離約300m,且經(jīng)過裙房商業(yè)區(qū)域,配水管道的長(zhǎng)距離敷設(shè)且經(jīng)過不同業(yè)態(tài),會(huì)導(dǎo)致供水可靠性有所降低;另外不設(shè)轉(zhuǎn)輸水箱及消防泵組的建筑,超高區(qū)發(fā)生火災(zāi),而此時(shí)另一棟建筑內(nèi)設(shè)置的消防泵組未能正常自動(dòng)啟動(dòng),需要專人去往此泵房?jī)?nèi)就地機(jī)械應(yīng)急啟泵,會(huì)造成安全隱患。綜合考慮,共用轉(zhuǎn)輸水箱及消防泵組會(huì)降低不設(shè)轉(zhuǎn)輸水箱及消防泵組建筑的供水安全性。為提高建筑整體的供水安全可靠,兩棟超高層建筑分別設(shè)置轉(zhuǎn)輸水箱及超高區(qū)消防泵組。
3.3轉(zhuǎn)輸水箱供水管
為提高轉(zhuǎn)輸水箱供水可靠性,供水管采用雙管環(huán)狀供水方式,每根轉(zhuǎn)輸水管設(shè)計(jì)流量均按室內(nèi)消火栓系統(tǒng)與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量之和確定;兩根轉(zhuǎn)輸水管分設(shè)在不同管井內(nèi),避免集中設(shè)在同一管井內(nèi),管井處一旦出現(xiàn)故障后,可能會(huì)導(dǎo)致供水系統(tǒng)的間斷;轉(zhuǎn)輸管管材提高等級(jí)要求,采用內(nèi)外壁熱浸鍍鋅無(wú)縫鋼管,管材和接口要求承壓2.5MPa,溝槽連接,管材管件、閥門和配件等系統(tǒng)組件的公稱壓力應(yīng)大于2.5MPa[5]。
3.4轉(zhuǎn)輸水箱供水管電動(dòng)閥及旁通管設(shè)置
同一組轉(zhuǎn)輸水箱供水泵同時(shí)供給多個(gè)樓座轉(zhuǎn)輸水箱時(shí),存在如何聯(lián)動(dòng)同步供水的問題,當(dāng)某一處發(fā)生火災(zāi),轉(zhuǎn)輸水箱供水泵只供給此火災(zāi)樓座轉(zhuǎn)輸水箱,而不能向其余樓座轉(zhuǎn)輸水箱供水。在各樓座接至轉(zhuǎn)輸水箱的轉(zhuǎn)輸管上分別設(shè)置電動(dòng)閥(轉(zhuǎn)輸水箱處),電動(dòng)閥與本樓座超高區(qū)消防泵組聯(lián)動(dòng),任一臺(tái)消防泵啟動(dòng)時(shí),電動(dòng)閥同步開啟。為避免雙管路上設(shè)置的電動(dòng)閥同時(shí)失效極端特殊情況,在電動(dòng)閥旁并聯(lián)設(shè)置旁通管并設(shè)閥門,閥門平時(shí)關(guān)閉,在緊急情況下,可人工開啟。
3.5避難層手抬泵接口“消水規(guī)”
第5.4.6條“當(dāng)建筑高度超過消防車供水高度時(shí),消防給水應(yīng)在設(shè)備層等方便操作的地點(diǎn)設(shè)置手抬泵或移動(dòng)泵接力供水的吸水和加壓接口”[2]。本工程超高區(qū)消防系統(tǒng)需要設(shè)置手抬泵加壓接口。在避難層超高區(qū)水泵房?jī)?nèi)預(yù)留手抬泵位置,手抬泵吸水管引自轉(zhuǎn)輸管(水箱進(jìn)水管閥門之前),供水管分別接至超高區(qū)消防系統(tǒng)管網(wǎng)。手抬泵吸水管接自轉(zhuǎn)輸管而不是轉(zhuǎn)輸水箱[5],可減少?gòu)乃湮冗^多環(huán)節(jié)而導(dǎo)致的可靠性降低的問題。
3.6轉(zhuǎn)輸水箱溢流管接至消防水池
因轉(zhuǎn)輸水箱供水泵及供水管的設(shè)計(jì)流量按火災(zāi)時(shí)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)同時(shí)作用水量之和計(jì),而火災(zāi)初期,轉(zhuǎn)輸水箱的供水量大于用水量,產(chǎn)生水箱的溢流,溢流量為供水量與用水量差值。按“消水規(guī)”第6.2.3條“串聯(lián)轉(zhuǎn)輸水箱的溢流管宜連接至消防水池”[2],若將此溢流水不接至消防水池而排至室外雨水管網(wǎng),會(huì)造成消防水池的實(shí)際有效水量小于設(shè)計(jì)存水量,存在安全隱患。綜合考慮,本工程將轉(zhuǎn)輸水箱溢流排水接至消防水池內(nèi)。溢流排水量按火災(zāi)初期轉(zhuǎn)輸水箱供水量與用水量的最大差值計(jì),近似為轉(zhuǎn)輸水量。在避難層轉(zhuǎn)輸水箱附近設(shè)集水坑或集水箱,坑或箱內(nèi)設(shè)虹吸雨水斗,虹吸雨水系統(tǒng)的排水量按轉(zhuǎn)輸水量計(jì)算確定[5]。
3.7報(bào)警閥組設(shè)置位置
報(bào)警閥組閥前供水側(cè)壓力對(duì)于報(bào)警閥組能否正??焖賵?bào)警啟動(dòng)有很大關(guān)系,當(dāng)報(bào)警閥組閥前供水側(cè)壓力較大時(shí),報(bào)警閥閥瓣開啟需要的壓力差就越大,壓力開關(guān)能啟動(dòng)時(shí)的報(bào)警流量也相應(yīng)增大[6],當(dāng)系統(tǒng)管網(wǎng)水量過大,實(shí)現(xiàn)壓差所需時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)[7],即報(bào)警延遲時(shí)間也相應(yīng)加長(zhǎng),這對(duì)于超高層建筑尤為不利,超高層建筑應(yīng)盡量縮短消防設(shè)施報(bào)警延遲時(shí)間,為人員逃生爭(zhēng)取更多時(shí)間,同時(shí)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)以最快的時(shí)間正常投入使用,才能最短時(shí)間內(nèi)撲滅初期火災(zāi),防止火災(zāi)蔓延后的不可控。因此,在合理分區(qū)的前提下,要通過技術(shù)措施控制報(bào)警閥組閥前供水側(cè)壓力,通過調(diào)整報(bào)警閥組設(shè)置位置可有效實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),盡量減小低位報(bào)警閥組至高處系統(tǒng)配水管道的高差,能有效減小供水側(cè)壓力。本工程濕式報(bào)警閥組分散設(shè)置在地下車庫(kù)、中間多個(gè)避難層,可有效減小濕式報(bào)警閥組閥前供水側(cè)壓力,縮短報(bào)警及系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間。
4結(jié)語(yǔ)
對(duì)該超高層綜合體消防給水系統(tǒng)供水方案、分區(qū)情況以及設(shè)計(jì)參數(shù)等內(nèi)容進(jìn)行分析,結(jié)合本工程,對(duì)超高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了探討,可通過轉(zhuǎn)輸管道環(huán)狀雙管供水、轉(zhuǎn)輸水箱分樓座分別設(shè)置、轉(zhuǎn)輸水箱進(jìn)水管設(shè)置電動(dòng)閥及旁通管、溢流水接至消防水池、報(bào)警閥組分散設(shè)置等技術(shù)措施提高供水的安全可靠性,進(jìn)而提高超高層建筑整體消防安全性。
參考文獻(xiàn):
[1]CECS263:2009,大空間智能型主動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程[S].
[2]GB50974—2014,消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].[3]GB50084—2017,自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[4]楊琦,桂佳,朱磊.超高層建筑自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)提升可靠性的措施[J].給水排水,2018,7(44):94-97.
[5]曹大慶,汪建,王志東,等.超高層建筑消防給水系統(tǒng)控制問題研究———以南京金融城項(xiàng)目為例[J].給水排水,2016,9(42):74-78.
[6]田立偉,羅宗軍,楊丙杰,等.濕式報(bào)警閥性能對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的影響研究[A].2019中國(guó)消防協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集[C].2019.
[7]曹文斌.自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)濕式報(bào)警閥安裝位置探討[J].給水排水,2013(S39):467-469.
作者:范永偉 單位:太原市建筑設(shè)計(jì)研究院