【消防】高層民用建筑消防設計常見問題解析
隨著《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(以下簡稱《高規(guī)》)的更新,對高層建筑消防給排水設計的要求也日趨嚴格。本文從消防設計時容易出現(xiàn)偏差的幾個方面入手,分析高層民用建筑消防設計的常見問題。
一、在高層建筑內(nèi)應控制使用雙閥雙出口消火栓代替兩組單閥消火栓
《高規(guī)》規(guī)定“同層相鄰兩個消火栓的水槍的充實水柱達到被保護范圍內(nèi)的任何部位”。在某些條形高層建筑中,其端部是否可以采用雙閥雙出口消火栓,從而省去一組單閥消火栓的設置呢?雖然在中國建筑工業(yè)出版社出版的《給水排水設計手冊》(第二版)中提出“在每層樓的端部可采用雙閥雙出口消火栓”,但是《高規(guī)》中明確規(guī)定“十八層及十八層以下,每層不超過8戶、建筑面積不超過650平方米的塔式住宅,當設兩根消防豎管有困難時,可設一根豎管,但必須采用雙閥雙出口消火栓”。也就是說除此之外必須用兩組單閥消火栓,且以強制性條文的形式予以規(guī)定。因此,在設計中我們應該注意這種情況。
二、正確計算消火栓充實水柱長度,合理布置消火栓
《高規(guī)》規(guī)定“消火栓的水槍充實水柱應通過水力計算確定,且建筑高度不超過100米的高層建筑不應小于10米;建筑高度超過100米的高層建筑不應小于13米。”對于建筑高度不超過100米的高層建筑,設計中我們可以根據(jù)水槍最小流量5升/秒,水槍噴嘴口徑19毫米,查有關設計手冊得出水槍充實水柱長度為11.3米;對于建筑高度超過100米的高層建筑,我們可以調(diào)整水槍流量以達到滿足規(guī)范所需要水槍充實水柱長度。而在實際中,高層建筑標準樓層凈高考慮經(jīng)濟因素一般控制在4.0米以下,如果根據(jù)公式Sk=(H1-H2)/SINα計算水槍充實水柱,當層高取4米,水槍上傾角取45°時,計算Sk為4.24米,遠遠達不到規(guī)范要求,即層高限制了充實水柱的長度。但是,我們可以調(diào)整水槍上傾角來達到提高充實水柱長度的目的,因為規(guī)范及有關手冊提出水槍上傾角不應大于60°,并未規(guī)定其下限角度值。通過計算,當層高仍舊取4米,充實水柱取11.3米時,水槍上傾角為14.87°。況且《高規(guī)》有關條文說明解釋道,口徑19毫米水槍的充實水柱小于10米時,由于火場煙霧大,輻射熱高,撲救火災有一定困難,所以水槍的充實水柱長度首先應該計算,同時又要滿足《高規(guī)》規(guī)定各種高層建筑水槍的充實水柱下限值。按照水槍充實水柱長度,我們可以確定消火栓保護半徑,但是在設計中我們不能簡單的用保護半徑畫圓來布置消火栓。因為高層建筑平面中隔墻、內(nèi)走道、門的布置會影響消火栓的使用,設計中應該用水龍帶長度、充實水柱的水平投影去校核消火栓保護半徑最遠點。
三、高層建筑消防電梯間前室必須設消火栓
《高規(guī)》規(guī)定“高層建筑消防電梯間前室必須設消火栓”,那么設于前室的消火栓可否保護相鄰部位呢?《高規(guī)》的條文說明對此并沒有具體說明,但是《建筑設計防火規(guī)范》中對“消防電梯前室應設室內(nèi)消火栓”的條文說明中明確指出:消防電梯前室內(nèi)消火栓是為便于消防隊員使用消火栓并開辟通路,不能計入總消火栓數(shù)內(nèi)。因此在設計中我們通常將其視為消防電梯間前室專用,而不保護其余部位。而目前如上海等部分地方消防設計規(guī)定,高層建筑的防煙樓梯間前室也需設消火栓。
四、正確設置消防水池及保證高層建筑兩路供水
通常在高層建筑中,在市政供水不能滿足消防用水量要求或市政為單路進水時,規(guī)范都要求設置消防水池。計算消防水池容積時,應將火災延續(xù)時間內(nèi)室內(nèi)各消防用水量之和減去市政進水管的補水量。補水時間可按最長的火災延續(xù)時間計。如果要考慮室外消防用水量或是設置生活、消防共用水池,則還需要補充相應的用水量。當設置生活、消防共用水池時,不能利用建筑物的本體結構做水池池壁及池底,以防止生活水質污染。對此,《強制性條文》中已經(jīng)明令禁止。同理,如果高層建筑屋頂設有生活、消防共用水箱,也應滿足該要求。從消防水池接入水泵間的引入管應該保證不少于兩根,如果在接入泵房前就將引入管匯合為一,對消防水池而言,僅為單路供水,存在供水的安全隱患。同時,從消防水泵接入各消防管網(wǎng)的供水管也應保證兩路。
五、消防水泵出口處的放水閥和穩(wěn)壓回流措施
《高規(guī)》規(guī)定“消防水泵的供水管上應設置DN65的放水閥門”,目的是便于水泵檢查試驗時排水。排水量小時,可直接排至泵房集水池;排水量大時,可排回消防水池。同時,消防水泵出口還需要考慮一定的穩(wěn)壓回流措施。因為在實際使用中,會出現(xiàn)消防水量小于水泵選定流量值的情況,此時水泵揚程遠大于設計值,在無任何回流措施保護下,消防管網(wǎng)壓力過大,容易造成事故。簡單的做法是在供水管上裝設安全穩(wěn)壓閥,在管網(wǎng)超壓時,可以通過回流管泄壓,將回流水排至消防水池;在管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定時,亦可穩(wěn)壓。
六、消防管網(wǎng)布置成環(huán)的問題
高層建筑中一般要求消火栓系統(tǒng)布置成環(huán)狀管網(wǎng),在某些大面積的建筑內(nèi),由于各方向均布置了消火栓和消防立管,此時我們可將底層與頂層的消防干管均連成水平環(huán)路,立面又形成以立管相連的豎直環(huán)路,這種立體管網(wǎng)對消防供水最為安全。可是對于某些條形建筑,設計中我們只要將管網(wǎng)豎向成環(huán)即可,不必刻意追求這種立體管網(wǎng),如果強行將消防干管繞成環(huán)路,將人為的使系統(tǒng)復雜化,且無太大意義。