高層建筑消防給水設計中幾個問題的探討

論文類型	技術與工程	發表日期	1995-03-01
來源	《中國給水排水》1995年第3期
作者	勇俊寶
關鍵詞	消防給水設計管網
摘要	本文主要就高層建筑消防給水設計中給水管網的合理分區、消防給水的幾種形式、消防給水方式加以比較和論述。

出　　自：《中國給水排水》 1995年第3期第25頁
發表時間：： 1995-3

勇俊寶

( 山東省建筑設計研究院)

1 高層建筑消防給水管網的合理分區

　　高層建筑消防給水系統分區應考慮的主要原則:
　　①符合《高層民用建筑設計防火規范》規定室內消火栓處靜壓不應超過0.8MPa，及《自動噴灑給水滅火系統設計規范》規定自動噴灑滅火系統壓力不超過1.2MPa。
　　②結合建筑物的功能分區，使其有利于使用和管理。
　?、叟c其它專業協調，盡量共同設置設備層。
　　④盡量使高區消防管網的靜壓達到規范的規定，低層盡量使用市政給水管網直接供水，以減少靜水壓。
　　高層建筑消防水量是按同時開放的消火栓數量及出水流率計算，與立管所供樓層的多少無直接關系。當建筑方案確定后，高區防水泵的流量、揚程、配電機等是一定的，應充分擴大高區供水范圍，以充分發揮消防水泵作用，相應減少低區的消防供水壓力，達到節能和節省設備投資的目的。因此，高層建筑消防給水分區時，盡量加大高區的供水高度，相對減少低區的供水高度，這是一項合理、有效、節能、節約投資的技術措施。

2 高層建筑消防給水的幾種形式

　　2.1高位水箱加消防泵供水方式
　　此供水方式特點是:消火栓和噴頭工作初期可由消防水箱直接供水，消防泵啟動后則由消防泵單獨供水，這是目前設計中常用而有效的供水形式。但在建筑方案制定時，往往難以滿足消防對水箱架設高度的要求，使水箱的靜水高度不能滿足最高層消火栓和自動噴灑的水壓要求(“高規”修改稿要求:高位水箱設置高度應保證頂層消火栓處靜水壓不低于0.07MPa)，這就限制了這一給水方式的合理應用。但從技術、經濟性出發，高位水箱供水方案仍應優先考慮，當確受建筑條件制約而達不到消防要求的水箱架設高度時，應另尋輔助措施解決，如采用在高位水箱出水管上加設管道泵或加設氣壓罐等辦法，但應注意保證管網的常壓同時，亦應保證火災初起時的消防水流量及壓力。
　　高位水箱消防給水方式的主要缺點是，火災初期消防管網易出現超壓，會造成消防工作困難和消防設備損壞。因此，工程中常采用加設泄壓閥或選用變頻泵等措施。
　　2.2氣壓罐給水方式
　　氣壓罐給水方式是近幾年發展起來的，其特點是氣壓罐的設置位置不受建筑條件的制約，可根據設計要求分別設于建筑物的頂層、中間層、地下室以及室外等處。但是，按現已報批的“高規”修改稿的要求，氣壓罐供水時若沒有10min消防水量的調節容積，也應設置高位水箱，這時的高位水箱架設高度不一定必須達到前述的標準高度。一般情況下，要使氣壓罐貯存10min的消防水量會因投資激增而難以做到。所以，實際工程中氣壓罐供水并不能代替高位水箱，而只是一個補充措施，這是選用本方案時特別應注意的問題。
　　2.3變頻調速水泵加氣壓罐聯合供水方式
　　變頻調速水泵是通過水泵轉速的改變達到流量調節的目的。在實際工程設計選用時，需要確定消防管道系統阻力特性曲線，即
　　H=H st 十S·Q 2 (1)

　　從圖1看出
　　H st =H y+ H c
　　式中H st ——消防管網需保持的常壓，MPa
　　H y ——最不利消火栓栓口與水泵水池水面幾何高差，MPa
　　H c ——最不利消火栓栓口所需最小壓力，MPa
　　從式(1)可看出:當流量Q=0時，H=H st ，即流量Q自零至最大變化時，均可使水泵的揚程等于或高于消防管網所需要的正常壓力，而消防管網最不利點處的壓力保持不變，這就解決了火災初期采用定水量水泵易出現超壓的問題。同時，由于變速泵高效區范圍增大，從而為恒壓變流量水泵在消防給水方面的應用創造了條件，但是為了維持消防管網的常壓需有一臺水泵做長期的、流量幾乎等于零的恒壓運行。由于水泵葉輪與水的摩擦使水的溫度升高，嚴重時可能會導致泵殼折裂和變形，為此工程中常采用恒壓變量水泵加小泵加氣壓罐的聯合供水方式。采用此種方式供水時，該區下部各層應設減壓節流設備，以防止無為的流量增加，同時也是防止水泵超加速運行。

3 高層建筑消防給水方式的比較

　　三類消防給水增壓設施以及相應組合變化的九種消防給水方式的主要優缺點及投資估算比較，見表1。
　　從表1可以看出，高位水箱加消防泵的供水方式具有明顯經濟技術優勢。目前，消防水箱大部分與生活給水箱結合設置，這樣即可解決必要的消防給水貯量，又可保持水箱貯水的新鮮，是比較合理的技術措施。此外，合用水箱的材質應按照生活給水的要求采用，以保證生活用水的水質衛生要求。
　　強調指出的是按照新的“高規”報批稿的要求，對氣壓罐給水及變頻泵供水方式均應加設高位水箱，該水箱的架設高度可適當降低。這主要是強調了安全、可靠的原則，保證火災初期有足夠的消防水量，即是對頂層雖水壓稍低卻也有一定壓力。這兩種給水方式均增設高位水箱，投資會有所增加。但一個設計方案的取舍，應從技術、經濟、建筑條件、使用要求等各方面綜合考慮決定。對高位水箱供水方案應優先考慮，力爭實現。