2021-4-9 | 消防工程論文
共用消防給水系統(tǒng)的優(yōu)劣
共用消防給水系統(tǒng)可以將建筑群或城市綜合體作為完整的消防對(duì)象考慮,設(shè)計(jì)按最不利的供水工況確定流量和水壓。其優(yōu)點(diǎn)主要有:①較好的經(jīng)濟(jì)性。共用消防給水系統(tǒng)可以減少消防水池、消防泵房、高位消防水箱等的設(shè)置數(shù)量,增加了建筑的有效使用面積,節(jié)省了消防投資,節(jié)約了消防用地;②系統(tǒng)設(shè)置數(shù)量上的簡(jiǎn)化。在滿足最不利供水的情況下,采用一套系統(tǒng)來解決各棟建筑的消防給水問題,控制簡(jiǎn)化;③節(jié)約消防用電量。避免了在一次火災(zāi)的情況下,城市綜合體需要同時(shí)開啟多套消防給水系統(tǒng),避免消防用電量的增加。共用消防給水系統(tǒng)雖然在經(jīng)濟(jì)性上有明顯的優(yōu)勢(shì),但也存在一定的不足之處。主要表現(xiàn)在:①系統(tǒng)服務(wù)范圍的增加,對(duì)系統(tǒng)組件的可靠性要求增加;②系統(tǒng)的管理和控制水平需要提升。
系統(tǒng)設(shè)置影響因素的分析
共用消防給水系統(tǒng)的設(shè)置是基于同一時(shí)間內(nèi)只考慮一次火災(zāi)的情況,而有多次火災(zāi)出現(xiàn)的情況就不能簡(jiǎn)單套用目前的規(guī)范規(guī)定,且采用共用消防給水系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)也不明顯。從設(shè)計(jì)的安全角度出發(fā),有必要對(duì)共用消防給水系統(tǒng)的設(shè)置有一個(gè)限制,而不能無限制地?cái)U(kuò)大應(yīng)用。關(guān)于火災(zāi)次數(shù)的確定,現(xiàn)有的規(guī)范僅局限在城市、居住區(qū)。《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[1]規(guī)定,城市、居住區(qū)的人數(shù)N≤2.5萬人時(shí),按同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)1次確定;N≤40.0萬人時(shí),按同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)2次確定;N>40.0萬人時(shí),按同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)3次確定。工廠、倉(cāng)庫(kù)、堆場(chǎng)、儲(chǔ)罐(區(qū))和民用建筑的室外消防用水量,應(yīng)按同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)和一次滅火用水量確定。然而,對(duì)單體建筑、公共建筑群,現(xiàn)有國(guó)家規(guī)范沒有相關(guān)規(guī)定。如何確定城市綜合體的火災(zāi)次數(shù),在地方規(guī)范[3]中有了明確規(guī)定。在上海市《民用建筑水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》[3]中規(guī)定,公共建筑物、聯(lián)體建筑群共用一套消防給水系統(tǒng)時(shí),其保護(hù)的建筑總面積不應(yīng)大于500000m2。主要考慮城市建設(shè)的發(fā)展,對(duì)超大規(guī)模的公共建筑提出了更高的要求。這里的建筑物是指采用一套消防給水系統(tǒng)的建筑群和單棟建筑物。建筑面積50萬m2的這個(gè)概念是基于辦公建筑按10m2/人的估算指標(biāo),居住人數(shù)為5.0萬人來估算的。當(dāng)然該規(guī)范僅僅對(duì)公共建筑提出了要求,并參照了現(xiàn)有的已建超高層建筑的設(shè)計(jì)實(shí)例。
在上海地方規(guī)范[3]中有提出,消防給水系統(tǒng)在任何時(shí)間和地點(diǎn)的工作壓力不應(yīng)大于2.4MPa(廣播電視塔除外)。無論是共用消防給水系統(tǒng)還是單一的消防給水系統(tǒng),如果因服務(wù)范圍過大,造成系統(tǒng)壓力很大,將不利于系統(tǒng)的安全可靠。因此,最高壓力的控制對(duì)系統(tǒng)的設(shè)置是很重要的要素。造成共用消防給水系統(tǒng)壓力增加的主要因素是消防供水高度和輸水距離。系統(tǒng)數(shù)量的設(shè)置還要考慮到不同建筑對(duì)消防給水系統(tǒng)所需水壓要求的區(qū)別。從建筑的用地來看,共用消防給水系統(tǒng)或區(qū)域消防給水系統(tǒng)的服務(wù)范圍也不應(yīng)穿越市政道路或街坊。無論是消火栓給水系統(tǒng)還是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng),建筑總體布置的管道進(jìn)入市政道路將突破建筑紅線,且管線的開挖容易相互影響,降低了消防供水管網(wǎng)的可靠性。就建筑本身來看,建筑常常出現(xiàn)上下一體和水平方向一體化的形式。一些建筑群對(duì)整個(gè)地塊的地下空間一起開發(fā),在上部分別設(shè)各棟高層建筑,這時(shí)的消防給水系統(tǒng)按統(tǒng)一考慮更合理。還有將兩個(gè)地塊合并建設(shè),兩棟建筑貼鄰設(shè)計(jì),相互一體、無防火墻分隔,這種情況也適合采用共用消防給水系統(tǒng)。其理由是一體的建筑在發(fā)生火災(zāi)后不可能在水平和垂直方向完全獨(dú)立,消防給水系統(tǒng)除了用于滅火外,還提供上下的滅火冷卻用水。就如消火栓的設(shè)置不能簡(jiǎn)單說底層不設(shè)消火栓,樓層上設(shè)消火栓。畢竟建筑滅火是一個(gè)整體,當(dāng)任意部位發(fā)生火災(zāi)后,其火災(zāi)蔓延的方向也不能完全確定,共用一套消防給水系統(tǒng)更能最大限度地發(fā)揮滅火系統(tǒng)的作用。不論建筑功能是否相同,若建筑未完全進(jìn)行物理的分隔,其采用共用消防給水系統(tǒng)更合理。
共用消防給水系統(tǒng)還涉及到建筑所采用的物業(yè)管理方式。在城市綜合體中,酒店與辦公樓、住宅樓的運(yùn)行管理方式在標(biāo)準(zhǔn)、時(shí)間等方面均不盡相同;從使用功能的角度看,同類用途的建筑可以合用設(shè)置系統(tǒng),不同功能的建筑宜分開設(shè)置消防給水系統(tǒng),這也是為了便于今后的運(yùn)行管理。共用消防給水系統(tǒng)可能對(duì)不同建筑需要提供不同的消防水量和水壓,這對(duì)物業(yè)管理也提出更高要求。系統(tǒng)設(shè)置數(shù)量與系統(tǒng)的控制也有關(guān)。共用消防給水系統(tǒng)的服務(wù)范圍增加后,造成消火栓、報(bào)警閥啟動(dòng)消防泵和向消防控制中心報(bào)警的距離增加,工程中有的甚至超過1000m,其控制線路所串聯(lián)連接的設(shè)備增多,系統(tǒng)的可靠性有所降低。相對(duì)單一的消防給水系統(tǒng),共用消防給水系統(tǒng)或區(qū)域消防給水系統(tǒng)除了消防泵房、消防水池(箱)的供水范圍增加外,水泵接合器的服務(wù)也有所變化,供水管網(wǎng)的距離、閥門等也明顯增加。
系統(tǒng)設(shè)置的限制與優(yōu)化
在系統(tǒng)服務(wù)范圍上,上海地方規(guī)范[3]的城市消防設(shè)施條件較好,其人數(shù)取值是按5.0萬人確定的。而作為涉及到火災(zāi)次數(shù)的人數(shù)關(guān)系的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[1]中,城市2次火災(zāi)的最低人數(shù)界限是2.5萬人。如果折算到辦公的建筑面積,約為25萬m2。考慮到單體建筑或建筑群的室內(nèi)消防設(shè)施較完善,保護(hù)面積可以適當(dāng)擴(kuò)大(取1.2系數(shù)),對(duì)于單一建筑的控制面積適當(dāng)再擴(kuò)大(取1.6系數(shù))。因此,建議共用(區(qū)域)消防給水系統(tǒng)的最大服務(wù)面積不大于30萬m2、單棟建筑的最大建筑面積不超過40萬m2,可按1次火災(zāi)設(shè)計(jì)。同時(shí),共用消防給水系統(tǒng)或區(qū)域消防給水系統(tǒng)的服務(wù)范圍不應(yīng)跨越市政道路或街坊。上海地方規(guī)范[3]提出了十二層及十二層以下的住宅設(shè)置集中消防給水系統(tǒng)的規(guī)定,在室內(nèi)消防給水系統(tǒng)和室外消防給水系統(tǒng)合并設(shè)置的穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)中規(guī)定了消防泵的服務(wù)半徑不應(yīng)大于400m的要求。這些也是值得借鑒的,建議共用(區(qū)域)消防給水系統(tǒng)從消防泵到最不利點(diǎn)的距離不宜大于500m。共用消防給水系統(tǒng)的最高給水壓力不應(yīng)大于2.4MPa。設(shè)置系統(tǒng)中還要兼顧最不利建筑與消防泵房附近建筑的消防供水壓力的平衡問題,必要時(shí)需要設(shè)置減壓設(shè)備。此外,對(duì)于無物理完全分隔的貼鄰建筑和上下一體的建筑,其消防給水系統(tǒng)應(yīng)該采用一套,不應(yīng)將其肢解為幾套,除非按多次火災(zāi)同時(shí)發(fā)生考慮。如酒店的地下車庫(kù)與商業(yè)完全連通,若將酒店與商業(yè)分別設(shè)置系統(tǒng),在其邊界發(fā)生火災(zāi)的情況下,需考慮兩個(gè)系統(tǒng)的同時(shí)開啟,這對(duì)于消防系統(tǒng)的管理也帶來不便。如果確實(shí)需要在同一建筑或建筑綜合體中采用多套消防給水系統(tǒng),在不同系統(tǒng)其給水系統(tǒng)供水的分界應(yīng)有滿足防火規(guī)定的物理分隔。