民用建筑消防給水設施設計

時間:2022-04-15 03:33:00

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民用建筑消防給水設施設計

隨著城市建設的快速發展,人民生活水平的日趨提高,高層民用建筑越來越多的出現在現代城市之中。伴隨著高層建筑數量、規模的不斷增大,由于其高度高、可燃物多、人員密集、功能復雜等特性,一旦發生火災,火勢蔓延迅速,人員疏散和撲救難度極大,極易造成群死群傷和重大財產損失,與地下建筑、石油化工火災撲救并稱為目前世界上消防界公認的三大難題。對于立足于自救的高層民用建筑來說,直接作用于滅火的消防給水設施尤為重要。作者就工作實踐中碰到的情況結合現行防火規范對高層民用建筑消防給水設施的設置進行探討。

1高層民用建筑火災特點及其危害

(1)火勢猛烈,火災蔓延速度極快。高層建筑裝修豪華,室內含有大量的可燃物質,如家具、窗簾、地毯、吊頂裝飾等,發生火災時燃燒猛烈。加之高層建筑的豎向井道多,如電梯井、樓梯井、通風井、管道井、電纜井、垃圾道、排氣道等,它們都是火災蔓延的通路,形成“煙囪效應”;加上這些豎井的抽風作用,一旦發生火災,火勢蔓延迅速,樓層越高,抽風越強、火勢越猛。

(2)人員疏散困難。高層建筑由于高度高、層數多、設備雜,各種管路交錯縱橫,火勢一旦失去控制,蔓延極為迅速,加之高層建筑結構復雜、人員密集、疏散距離長等特點,等待消防人員到場進行救援存在一定困難。此外,高層建筑同一平面內的疏散樓梯數量有限,內部人員要在短時間內疏散到安全地點并不容易,加之群眾普遍缺乏消防安全常識,隨意堵塞通道,防火門常開等現象突出,物業管理單位制定的滅火疏散預案流于形式,很少組織演練,群眾缺乏最基本的逃生自救常識和技能。如上海2010年“11•25”這起火災,起火點在9~10層之間,但在二樓室內卻有人員被燒身亡,原因在于火災初期,居民明知著火卻不逃生,存在僥幸心理,覺得不會燒到自家房屋,以致耽誤了逃生最佳時機,釀成了悲劇。

(3)易形成立體火災。高層建筑內房間眾多、裝飾裝修多,貫通整個建筑的孔洞、管道和豎井容易導致煙霧和火焰迅速擴散蔓延。據測定,在火風壓和煙囪效應的共同作用下,火勢發展階段水平蔓延速度為0.5~0.8m/s,垂直蔓延速度為3~4m/s,50m的走廊只需1min左右便能充滿煙霧,一座高度為100m的高層建筑,在無阻擋的情況下,煙氣順豎向管井擴散至頂層只需要30s,極易形成立體燃燒。而目前外部裝修施工的不規范也成為了消防安全的一大致命硬傷,央視配樓為了外觀的整體性,自屋面至墻面均鋪設了可燃的保溫層,成為緊密聯系的一個整體,這是央視火災蔓延擴大的根本原因。無獨有偶,上海“11•15”教師公寓火災迅速蔓延的一大原因恰恰也是由于外部保溫裝修材料起火后使整體外墻火勢迅猛發展。因此,高層建筑火災無論起因是由于“內因”還是“外患”,火災蔓延擴散速度都相對較快,容易形成“立體火場”,給火災撲救T作帶來困難。

(4)火災撲救工作復雜,滅火作戰難度大。高層建筑消防設計立足于“自救”,其滅火設備復雜、自動化程度高、只要任何一個環節有問題,滅火設施便不能充分發揮作用。撲滅初期火災至關重要,但現場人員卻對滅火設備不會使用或無力使用,等消防人員全副武裝從駐地趕到現場,登上高樓,不僅體力消耗了,還可能與消防中心、水泵房等聯系不便、配合困難,樓高風大、火勢猛,消防隊員在高熱、濃煙下操作,比一般火場難度大得多。目前國產登高消防車輛尚不能滿足高層建筑安全疏散和撲救火災的需要,不能將人員及時疏散到室外。另外,高層建筑往往存在內部消防設施不全或失效的情況,而火災時如果消防電梯無法正常運行,則消防隊員內攻只能從樓梯徒步攀登,一方面會影響被困人員向下疏散,另一方面受體力限制,攀登一定高度后,心率和呼吸加快,體力下降,嚴重影響滅火戰斗,并增加消防人員內攻的危險系數。而相對外部滅火救援工作主要依靠登高平臺車進行外部火勢控制及人員營救的工作,面對不斷攀高的高層建筑,消防登高車的高度隨之提高。但根據測試數據表明,在風力2~3級的情況下,當53m的云梯車舉高高度為50m左右時,云梯工作臺有2m左右的擺動,無法實施人員營救,水槍或水炮外攻射流的效果也會大打折扣。

(5)高層建筑受風力影響非常大。據測定,一般在10m高處風速為5m/s,在301TI高處為8.7m/s,在60m處風速達到12.5m/s,當在90m高處時風速能達到15m/s。在設計排煙口和外窗時,如不考慮風力和風向的因素,很容易造成煙氣倒灌,嚴重影響排煙效果。(6)高層建筑易受雷電影響。出于功能的需要,高層建筑中尤其是一些辦公和電信大樓,經常有一些計算機系統、電訊網絡等弱電系統,其電壓一般是幾十伏,甚至幾千伏,很容易受到外界電磁的影響。一旦損壞引起較長時間停運,會帶來巨大的經濟損失,甚至政治影響。因此,如何進行精心的設計,使這些建筑和設施不受雷電的侵害是十分重要的。

2高層民用建筑中設置消防給水設施的重要性

由上述分析可以看出,發生火災后,高層建筑由于自身的煙囪效應、火災撲救困難以及人員疏散困難等特點,需要高層建筑自身的防控能力來撲救火災。因此,高層建筑內部本身的安全性,取決于建筑內設置的消防設施的可靠性。如果這些消防設施全部發揮作用,火災就會在初起階段被發現和撲滅,從而避免或減少損失。2009年2月28日,無錫新區某花園小區的一棟高層住宅樓突發大火,由于火災報警不好用、室內消火栓無水,火災造成兩人死亡。在近幾年全國重特大火災案例中發現,有相當一部分建筑設置的消防設施未能發揮作用,是導致火災得不到有效控制的重要原因。從上述案例可以看出,消防給水設施在高層民用建筑中發揮的作用十分重要。因此,高層民用建筑內消防給水消防設施設置的科學性、可靠性不僅影響著建筑單位的消防安全狀況,而且也是控制火災和保證消防安全的重要因素。

3高程民用建筑消防給水設施設置的幾點建議

(1)消火栓系統的設置。消火栓有室外消火栓和室內消火栓兩種。室內消火栓設置的基本原則是應保證同層任何部位都有相鄰兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達。消火栓應設在走道、樓梯口等既明顯易于取用又能對空間進行有效控制的部位。消火栓的標志一定要醒目,切忌消火栓箱與周圍環境難以區分。室外消火栓主要是在滅火作戰中供消防車取水,室外消火栓應沿高層建筑均勻布置,間距不應大于120ITI,保護半徑不應大于150Il。室外消火栓是消防用水的取水口,而水泵接合器的主要用途是供消防車從室外消火栓取水,通過其將水送人室內消防給水管網,供滅火用。在高層民用建筑設有消防水池的情況下,這是對消防用水的一種補充,使得系統更為可靠。實際工程中,由于噴淋系統濕式報警閥的止回作用,噴淋系統水泵接合器需于報警閥前環網接出室外,經常是兩組或三組甚至更多水泵接合器布置于一處,或茬將室內消火栓系統的水泵結合器也布置在一起,而周邊規范規定距離內只設置有一個室外消火栓。這樣的情況下除一組水泵接合器外,其余需通過消防水帶從更遠處的室外消火栓處吸水,不利于水泵接合器的使用以及消防滅火工作的進行。室內消防滅火系統的水泵接合器宜分散布置,以利于室外消火栓數量的對應,同時遇兩組或兩組以上水泵接合器布置于一處時,可在規范規定距離內適當增設室外消火栓。

(2)高位消防水箱的設置和容積的確定。當高層民用建筑采用臨時高壓給水系統時,應設高位消防水箱,設于高層民用建筑屋面,其作用是利用位差提供系

統啟動初期的用水量和水壓。對于消防水箱的容積,一般設計人員根據GB50016—2006(建筑設計防火規范》(以下簡稱《建規》)第8.4.4條要求,計算出10min消防用水量應大于踐當中有看到設計及施工單位對此不予重視,往往對超壓部分的配水管道沒有做減壓措施,這樣超壓部分的作用面積內噴頭噴水強度會遠超規范規定。結果是在火災延續時間內噴淋系統用水量大于按規范基本設計參數設計出的噴淋消防水池蓄水量。因此合理運用安裝減壓孔板等手段,對自噴配水管人口應按要求進行減壓,是保證消防安全的一個重要方面,不容忽視。

(3)自噴末端試水裝置設置。工程實踐當中,我們通常看到末端試水裝置的設置被忽視,或設置位置不在最不利點,或試水接頭設置不規范,最為常見的是施工單位為圖方便,將末端試水裝置與排水管道直接相連接。正確的做法應該是最不利點噴頭后接試水閥(平時常閉,試驗時打開),之后接壓力表,之后再接流量系數等同于防火分區內的最小流量系數噴頭的試水接頭。此外,試水接頭不能與管道或軟管直接連接,應以孔口出流的形式排入排水漏斗。這樣末端試水裝置才能準確的模擬出最不利點噴頭的實際噴水情況,測出其實際工作壓力,以達到消防驗收或檢查的目的。

(4)自噴供水應先通過報警閥。在自噴系統中,自噴水泵是通過報警閥上壓力開關動作給出信號來啟動,水流指示器顯示火災位置,因此自噴供水均應通過報警閥接向管網。特別是從高位水箱或增壓設施接出的自噴供水管,不能像消火栓系統那樣直接接在消防管網上,而必須從報警閥入口接人消防管網中。同理,自噴系統的水泵接合器的引入管也必須通過報警閥接向管網。高層民用建筑結構復雜,火災載荷大,發生火災時撲救難度高,易造成損失大。因此消防設施的設置要根據技術的可靠性、實際的可操作性、經濟的合理性綜合考慮,只有技術可靠、實際操作方便,才能確保安全。