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消防水箱范文1
Abstract: In this paper, the author through a comprehensive analysis of temporary high pressure fire water system design purpose and extinguishing process, the initial fire water storage and set up a new view of height, the colleagues for discussion.
Key words: temporary high pressure; fire water tank; water storage; height;
中图分类号：TU998.1文献标识码：A文章编号：
1 概述
消防供水系统分为高压供水系统、临时高压供水系统、低压供水系统。其中高压供水系统是指建筑物周围有高位水池或者市政供水水压水量满足建筑物消防要求；临时高压供水系统是指市政供水水压、水量均不满足或者其一不满足，需要设置水池储存消防水或者需要水泵加压供给才能满足建筑物的消防要求；低压消防系统一般只能用于室外消防系统。现行各规范对临时高压系统消防水箱水量及其高度规定如下：
《建规》8.4.4 “重力自流的消防水箱应设置在建筑的最高部位；消防水箱应储存10min的消防用水量。当室内消防用水量小于等于25L/s，经计算消防水箱所需消防储水量大于12
m³时，仍可采用12m³；当室内消防用水量大于25L/s，经计算消防水箱所需消防储水量大于18m³时，仍可采用18m³。”
《高规》7.4.7.1“高位消防水箱的消防储水量，一类公共建筑不应小于18m³；二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12 m³，二类居住建筑不应小于6.00 m³。”7.4.7.2“高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa，当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。”
《喷规》10.3.1“采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱，其储水量应符合现行有关国家标准的规定。消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。”
2 消防水箱水量
2.1 概述
按照《城市消防站建设标准》第十一条规定：消防站的责任区面积按下列原则确定：⑴标准型普通消防站不应大于7km²。小型普通消防站不应大于4 km²。⑵特勤消防站兼有责任区消防任务的，其责任区面积同标准型普通消防站。具体确定消防站的布局，应以接到报警后5min内消防队可以到达责任区边缘为原则确定。
本条提出的是城市规划区消防站布局应当遵循的一般原则，是按照接到出动指令后5min内消防队可以到达辖区边缘的要求确定的。5min时间是由15min消防时间得来的。根据火灾发展过程一般可以分为初起、发展、猛烈、下降和熄灭五个阶段，以一般固体可燃物着火后，在15min内，火灾具有燃烧面积不大、火焰不高、辐射热不强、烟和气体流动缓慢、燃烧速度不快等特点，如房屋建筑火灾15min内尚属于初起阶段。如果消防队能在火灾发生的15min内开展灭火战斗，将有利于控制和扑救火灾，否则火势将猛烈燃烧，迅速蔓延，造成严重的损失。15min的消防时间分配为：发现起火4min、报警和指挥中心处警2min 30s、接到指令出动1min、行车到场4min、开始出水扑救3min 30s。
设置消防水箱最初目的是考虑在消防车未赶到前，水箱能供室内消防系统扑救火灾。按照上述说法，消防水箱至少应该储存15min的消防用水量，与《建规》8.4.4 “消防水箱应储存10min的消防用水量。”的说法不一致。然而对于常高压系统，该系统无需设置消防水箱，而对于临时高压消火栓系统，该系统均设置消防泵，而且除工厂、仓库、堆场和储罐的室外消防用水量小于等于25L/s或建筑的室内消防用水量小于等于10L/s外，消防水泵均应设置备用泵，备用泵按规范要求有双电源或双回路供电，否则要采用内燃机作动力，这样的消防系统，其立足点是消防水泵，而且安全可靠，那么消防水箱的贮水量应只要满足消防水泵达到正常运转前的消防水量即可。
对于现代建筑而言，如停电，所有用电系统都不能工作，整个建筑将陷于瘫痪，根本谈不上消防、安全问题。为保证安全及可靠消防，解决问题的根本途径不是设置高位消防水箱而应当是采取措施保证供电可靠。
2.2 消火栓系统
室内消火栓是建筑内人员发现火灾后采用灭火器无法控制初期火灾时的有效灭火设备，但一般需要专业人员或受过训练的人员才能较好地使用和发挥作用。同时，室内消火栓也是消防人员进入建筑扑救火灾时需要使用的设备。
对于临时高压消火栓系统，专业人员、受过训练的人员或者消防人员使用消火栓时首先应该知道使用消火栓前按下起泵按钮。《建规》8.6.9消防水泵应保证在火警后30s内启动；《消防泵性能要求和试验方法》（GB 6245－1998）5.10.3 发动机应有良好的常温启动性能，应保证5s内顺利启动，引上水后20s内，应能使消防泵达到额定工况。这就意味着消火栓使用人员按下启动起泵后至多30s内消防水泵应该能启动，启动后消火栓系统的流量和扬程即能达到灭火的要求。那么屋顶水箱也只需要考虑启泵前30s的消防水量。
2.3 自动喷水灭火系统
自动喷淋灭火系统能在发生火灾时喷水的自动灭火系统，因此自动喷水灭火系统与消火栓系统有根本的区别。《自动喷水灭火系统施工及验收规范》7.2.3“消防水泵调试应符合下列要求：1、以自动或手动方式启动消防水泵时，消防水泵应在30s内投入正常运行。2、以备用电源切换方式或备用泵切换启动消防水泵时，消防水泵应在30s内投入正常运行。”由此可见，自动喷水灭火系统的消防水箱也只需要满足喷头开始喷水后30s内的水量，
《喷规》10.3.1“采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱，其储水量应符合现行有关国家标准的规定。”即执行《建规》和《高规》的相关规定；《建规》8.4.4 “消防水箱应储存10min的消防用水量。”，10min时间明显偏长；《高规》隐去了消防水箱应储存10min消防用水量的概念，而是根据不同性质建筑规定了消防水箱的不同容量，住宅小些，公共建筑大些。然而按《高规》第7.4.7.1条规定，该容量仍然偏大。
从上述分析可知，无论是临时高压消火栓系统还是临时高压自动喷淋系统，只需要满足系统启动后30s内消防水量即可。《消防增压稳压设备选用与安装》中明确消防增压稳压设备的功能“火灾初期时，即消防主泵启动前，确保具有足够消防压力的30s储水量进行初期火灾扑救，直至消防主泵全负荷启动运行。”
2.4 结论
因此，在实际运用当中，可以认为屋顶消防水箱只需要储存30s的消防水量。在初期火灾中，消火栓系统只需要考虑两股消火栓水量即两个消火栓同时使用，则有消火栓系统储水量V=30X10=300L；《喷规》10.3.2 “不设置高位消防水箱的建筑，系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定。干式系统、预作用系统设置的气压供水设备，应同时满足配水管道的充水要求。”由此可知，自动喷水灭火系统可按最不利处4只喷头的用水量计算，下图1为自动喷水灭火系统平面图，按中危险级考虑，喷头间距3m，最不利点处喷头压力取0.05MPa。计算结果如如下表1，喷头1和2的流量为2.015L/s，采用支管折算系数计算得节点10处的支管流量为2.035 L/s，则火灾初期自动喷水灭火系统的开放4个喷头的总流量为4.05 L/s，取5L/s计，则自动喷水灭火系统储水量V=5X1X30=150L，对于两个系统同时使用的，储水量等于两者之和V=450L。这与《消防增压稳压设备选用与安装》所要求的储水量是一致的。但是值得指出的是,初期灭火4个喷头水量最大的位置不是最不利点的4个喷头,恰恰是压力最大位置的4个喷头,故需要根据不同的工程重新核算。
图1
表1
3 屋顶消防水箱设置高度
3.1 概述
《建规》8.4.3“水枪的充实水柱应经计算确定，甲、乙类厂房、层数超过6 层的公共建筑和层数超过4 层的厂房（仓库），不应小于10m；高层厂房（仓库）、高架仓库和体积大于25000m3 的商店、体育馆、影剧院、会堂、展览建筑，车站、码头、机场建筑等，不应小于13.0m；其它建筑，不宜小于7m。”
《高规》7.4.6.2 “消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m；建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m。”
由《建规》第8.4.4条和《高规》第7.4.7.2条可知，《建规》未明确设置消防水箱高度；《高规》规定静水压根本无法保证最不利点消火栓充实水柱要求。
3.2 消火栓系统
根据《给水排水设计手册》 第2册 建筑给水排水，水枪喷嘴口径为19mm时，不同充数水柱下水枪的压力和流量详下表：
表2
按照规范的最低要求，保证最不利处的消火栓水量为5L/s时，那么充数水柱至少为11.3m，压力为0.154MPa，消防水带的水头损失为0.01075MPa，栓口损失0.02MPa，稳压管管径为DN100且消防水箱到最不利点的消火栓管路较短，暂不考虑该管段的损失，那么消防水箱的静水压至少应为0.18475MPa，取0.19MPa。不采用增压稳压装置的情况下，消防水箱的静水压力很难达到0.19MPa，因此必须采用增压稳压装置。实际工程中应根据具体系统重新核算。
3.3 自动喷水灭火系统
《喷规》规定消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力。《喷规》要求系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa，根据表1的计算结果，节点10处压力为0.1255MPa，而节点10处往报警阀方向的管径越来越大，假设DN80的管段9m、DN100的管段9m、DN150的管段90m，在流量为5L/s的情况下，计算的上述管段的总损失为0.55m。而在自动喷水灭火系统中，稳压系统需接至报警阀前的管网，因此需考虑水流经过水流指示器和报警阀组的水头损失。《喷规》规定在计算过程中湿式报警阀损失0.04MPa，水流指示器的水头损失0.02MPa，这些水头损失取值是在设计流量通过上述阀体的损失，对于火灾初期5L/s的流量，上述阀体的水头损失应相应的减少。DN150的湿式报警阀的水头损失的计算公式为Hk=0.000869Q²，得火灾初期湿式报警阀的水头损失为0.22m,水量指示器在该流量下的损失暂定为0.3m。则屋顶消防水箱所需的静水压为13.62m,取14m即0.14MPa。不采用增压稳压装置的情况下，消防水箱的静水压力很难达到0.14MPa，因此必须采用增压稳压装置。实际工程中应根据具体系统重新核算。
3.4 结论
因此建议在工程设计中，只需考虑启泵前30s的消防水箱储水量，消火栓系统储水量V=300L；自动喷水灭火系统储水量V=150L，对于两个系统同时使用的，储水量等于两者之和V=450L。若临时高压消火栓系统的消防水箱静水压力达不到0.19MPa，临时高压自动喷淋灭火系统的消防水箱静水压力达不到0.14MPa，需设置增压稳压装置，消火栓系统稳压泵流量为5L/s，自动喷水灭火系统稳压泵流量为1L/s。
参考文献：
1《建筑设计防火规范》（GB 50016―2006）
2《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045―95）2005年
3《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084―2001）2005年
4《自动喷水灭火系统施工及验收规范》（GB 50261-2005）2005年
5《消防泵性能要求和试验方法》（GB6245-1998）1998年
6《自动喷水灭火系统设计手册》2002年
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关键词：喷淋系统；临时高压；消防水箱高度
中图分类号：TP315文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)15-3722-01
The Discussion on The Height of High-level Fire Water Tank in a Temporary High-pressure Spary System
DAI Li-ying
(Shanghai Waterworks Shibei CO.,LTD, Shanghai 200070, China)
Abstract: The height of fire-protection storage tank has a direct impact on the safety and possibility of initial stage of fire fighting. The ex isting rules of high fire-protection storage tank erected in temporary high-pressure spray system are not clear, and they are difficult to obey in engineering. The analysis is based on water demand and water pressure for fire in the first ten minutes, and the following design methods are proposed for reference.
Key words: Spray system; fire-peotection storage tank; temporary high pressure
1问题的提出
高位消防水箱在临时高压水灭火系统中的主要作用是供给建筑火灾初期消防主泵启动前的消防用水水量。现行的规范对高位水箱提出了一定的要求。对于消火栓系统其高位消防水箱的储水水量及架设高度均比较明确，工程设计中少有争议。而对于喷淋系统，《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）（以下简称《喷规》）中第10.3.1条，要求高位水箱应能满足最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。显然“最低工作压力”和“喷水强度”严格意义上讲是要求初期消防用水应满足系统设计动压（在喷头数量、间距确定的情况下，其喷水强度由出水动压决定）。它包含最不利点的设计工作压力、设计水量下的沿程和局部水头损失等，它们共同决定了喷淋系统初期应供给的水压和水量。而由于设计人员对“设计水量”上对规范的理解不同，造成所计算出来的水箱高度相差很大。
工程设计实践中，一种很常见的做法是高位消防水箱的底部与最不利点处喷头的最小高程差简单地取值5m，其理由是规范规定的最低工作压力为0.05MPa，而在初期消防用水流量较小的情况下（如1L/s），系统的水头损失很小，可忽略不计。而且这种做法也常能获得主管部门的认可。而事实上这是不能满足规范要求的。因为即便是初期消防水量取最小值（保证其保护面积下的喷水强度前提下），其水头损失也并非小到可以忽略不计。不仅如此，更大的分歧还在于其所采用的较小的初期水量以及0.05MPa的水压是否满足规范的要求。因此，常造成设计人员和审图人员各执一词的局面。
2各种不确定性导致规范难于很好的执行
系统设计流量越大，则系统安全性越大，然而系统的水力损失也越大，水箱所需架设高度也越高。如：当火灾初期高位消防水箱供水水量取1L/s时，配水支管的水头损失在0.023MPa左右，加上干管水头损失和最不利点处喷头所需最低工作压力，水箱所需架设高度接近10M;当该流量取2L/s时，配水支管的水头损失在0.052MPa左右，加上干管水头损失和最不利点处喷头所需工作压力，水箱所需架设高度接近14M……；考虑到实际工程，如选用过高的初期水量，其所要求的水箱高度也就会失去其工程的意义。而在选用较小水量时，相对于整个喷淋的配水管网其流速过小，在大部分干管管路中均处于层流状态，其严格的水力损失计算比较复杂，而且现行相关规范，消防给水系统管道沿程水头损失的计算按照舍维列夫提出的计算沿程阻力系数的经验公式配合达西公式进行计算的。而当流量为1L/s时，喷淋系统的大部分配水管道其流速均比较小，应采用舍维列夫提出的当V
3建议最不利点处喷头的静压值
因此，笔者建议临高压喷淋系统对于高位水箱所应保证的水压可以和消火栓系统一样，综合系统安全性和工程可行性两个方面的因素规定一个最不利点处喷头的静压值，从而使给排水的设计人员有更好的操作性。
首先，对于临时高压喷淋系统中高位水箱初期水量的选择，笔者认为《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)（以下简称《高规》）中对喷淋增压泵规定1L/s的流量用于此处是适合的。作为消防初期用水，规范比较认可“1处用水点”的流量，而各类民用建筑中最不利点处绝大部分喷淋系统都为中危险级或更低级别设计，1L/s的设计流量基本能满足实际工程中最不利点处1个喷头保护面积内85%的设计流量。
其次，1L/s对应的普通喷头设计工作压力，以最常用的喷头流量系数K=80计算，其所需的工作压力为0.05625MPa（高于规范要求的最低工作压力）。
最后，在1L/s设计流量下，其支管水头损失一般在0.025MPa以内（其流速大于1.2m/s）。干管中其流速小于1.2m/s，水头损失较小，考虑到其局部损失，大体上按照0.015MPa的水头损失设计已属保守。
如此水箱与最不利点喷头所需高程差H=(0.05625+0.025+0.015)/0.0098=9.82m。因此笔者认为高程差设计取值10m，应该是在符合现行规范要求的前提下的一个合理的静压取值，如果不能满足10m静压，则可采用局部稳压系统。
参考文献：
[1] GB 50016-2006建筑设计防火规范[S].
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关键词：消防系统；消防水池；消防泵房
Abdtract：Building fire water supply system, The choice of the water supply system is essential in the design, determines the design's rationality and economic, this article briefly introduce some of the issues that need attention in the design of fire water supply system.
Key words: fire-extinguishing system; fire pool; fire pump
中图分类号：TU998.1 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
消防系统的设计是为了防止和减少建筑火灾危害，保护人身和财产安全的一项重要设计，而消防水池及消防水泵房的设计则是消防系统中重要的组成部分。
二、消防系统的形式
消防系统通常包括：常高压、临时高压和稳高压消防给水系统。
常高压消防给水系统
发生火灾时，消防水源的压力可以满足最不利点消火栓的充实水柱、无需开启消防给水泵而直接灭火的系统为常高压消防给水系统，如高位水池、水塔或高压的市政水等。
临时高压消防给水系统
平时消防给水系统不能满足最不利点消火栓的充实水柱，消防时必须开启消防给水泵以满足灭火所需水压的系统为临时高压消防给水系统。
稳高压消防给水系统
带有稳压给水设备（稳压泵和气压罐）和消防主泵（或稳压给水设备与消防主泵组成的全自动气压消防给水设备），平时系统压力由稳压给水设备维持，发生火灾时，主泵根据系统压力变化自动开启的系统为稳高压消防给水系统。
工程中根据现场的实际情况来选择适合项目的消防给水系统，以此来确定火灾初期十分消防用水的形式。
三、消防的主要用水系统
日常生产、生活中消防的主要用水系统主要包括：室内消火栓系统、室外消火栓系统、喷淋系统及其它消防系统，每个项目可根据自己的实际情况结合《建筑设计防火规范》GB50016-2006对以上消防用水系统进行相应的组合。
四、消防主要用水系统的用水量及火灾持续时间
1、根据建筑物的性质及《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》，确定消防各主要用水系统的用水量。
2、不同场所的火灾延续时间不应小于《建筑设计防火规范》表8.6.3的规定。
表8.6.3
五、设置消防水池的条件
1、当生产、生活用水量达到最大时，市政给水管道、进水管或天然水源不能满足室内外消防用水量；
2、市政给水管道为枝状或只有1条进水管，且室内外消防用水量之和大于25L/s。
六、消防水池设计应符合的规定
1、当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求。当室外给水管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量与室外消防用水量不足部分之和的要求。当室外给水管网供水充足且在火灾情况下能保证连续补水时，消防水池的容量可减去火灾延续时间内补充的水量；
2、补水量应经计算确定，且补水管的设计流速不宜大于2.5m/s；
3、消防水池的补水时间不宜超过48h；对于缺水地区或独立的石油库区，不应超过96h；
4、容量大于500m3 的消防水池，应分设成两个能独立使用的消防水池；
5、供消防车取水的消防水池应设置取水口或取水井，且吸水高度不应大于6.0m。取水口或取水井与建筑物（水泵房除外）的距离不宜小于15m；与甲、乙、丙类液体储罐的距离不宜小于40m；与液化石油气储罐的距离不宜小于60m，如采取防止辐射热的保护措施时，可减为40m。
6、消防水池的保护半径不应大于150m；
7、消防用水与生产、生活用水合并的水池，应采取确保消防用水不作他用的技术措施；
8、严寒和寒冷地区的消防水池应采取防冻保护设施。
七、消防泵房设计注意事项
1、消防泵的布置要满足《建筑给排水设计规范》 表3.8.14水泵机组外轮廓面与墙和相邻机组间的间距。
2、消防水泵房应有不少于2条的出水管直接与消防给水管网连接。当其中一条出水管关闭时，其余的出水管应仍能通过全部用水量。
3、当消防水泵直接从环状市政给水管网吸水时，消防水泵的扬程应按市政给水管网的最低压力计算，并以市政给水管网的最高水压校核。
4、消防水泵应设置备用泵，其工作能力不应小于最大一台消防工作泵。当工厂、仓库、堆场和储罐的室外消防用水量小于等于25L/s 或建筑的室内消防用水量小于等于10L/s 时，可不设置备用泵。
5、消防水泵应保证在火警后30s内启动。消防水泵与动力机械应直接连接。
6、水泵宜自灌吸水，每台水泵宜设置单独从水池吸水的吸水管。吸水管内的流速宜采用1.0m/s～1.2m/s；吸水管口应设置喇叭口。喇叭口宜向下，低于水池最低水位不宜小于0.3m，当达不到此要求时，应采取防止空气被吸入的措施。吸水管喇叭口至池底的净距，不应小于0.8倍吸水管管径，且不应小于0.1m；吸水管喇叭口边缘与池壁的净距不宜小于1.5倍吸水管管径；吸水管与吸水管之间的净距，不宜小于3.5倍吸水管管径(管径以相邻两者的平均值计)。
7、每台水泵的出水管上，应装设压力表、止回阀和阀门(符合多功能阀安装条件的出水管，可用多功能阀取代止回阀和阀门)，必要时应设置水锤消除装置。自灌式吸水的水泵吸水管上应装设阀门，并宜装设管道过滤器。
8、从生活饮用水管网向消防、中水和雨水回用水等其他用水的贮水池（箱）补水时，其进水管口最低点高出溢流边缘的空气间隙不应小于150mm。（水池的最高水位距离进水管口下边缘的间距为150mm）
八、泵房内主要设备及阀门
1、消防泵：一般消防泵主要有卧式单级单吸消防泵、卧式单级单吸切线消防泵、柴油机消防泵、立式单级单吸消防泵、立式单级单吸切线消防泵、立式多级单吸消防泵、卧式多级单吸消防泵、潜水消防泵等，根据各个项目的实际情况来采用不同形式的消防泵。
2、稳压泵：对消防系统进行稳压作用。与气压罐一起，保证消防系统火灾初期10分钟的消防用水量及水压。
3、气压罐：主要是用来储存火灾初期10MIN的消防用水量，不设高位消防水箱的建筑，系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积，应按不同的系统来计算，是消火栓系统时，当室内消防用水量≤25L/S，经计算消防水箱所需消防储水量＞12m3时，仍可采用12m3；当室内消防用水量＞25L/S经计算消防水箱所需消防储水量＞ 18m3时，仍可采用18m3。
4、可调式减压阀：可调式减压阀（又名水利控制阀）就是水压控制的阀门，水力控制阀由一个主阀及其附设的导管﹑导阀﹑针阀﹑球阀和压力表等组成。所以一般情况我们都会在设备一览表中注明阀后压力是多少，可调式减压阀前要安装过滤器，并应便于排污的要求。
5、泄压持压阀：泄压持压阀主要用于消防或其他供水系统中，以防止系统超压或维持消防供水系统的压力。消防泵关闭后还可以使比重较大、直径较大的悬浮颗粒不会进入控制系统，确保系统循环畅通无阻，使阀门能安全可靠地运行。系统动作平稳、强度高、使用寿命长。适用于600口径以下的管道。
6、电接点压力表：电接点压力表广泛应用于石油、化工、冶金、电力、机械等工业部门或机电设备配套中测量无爆炸危险的各种流体介质压力。通常，仪表经与相应的电气器件(如继电器及变频器等)配套使用，即可对被测(控)压力系统实现自动控制和发信(报警)的目的。
7、小型潜水排污泵：一般地下泵房内地面设置集水坑，集水坑排水不能实现重力流，故采用机械排水（小型潜水排污泵），设置两台，一用一备。
九、结语
建筑消防给水系统设计中有很多需要注意的细节，每一个细节都会决定消防设计的合理性与经济性，只有通过对细节进行全面的了解，才能设计出经济合理的消防给水系统，才能满足各种规范要求，满足消防审查。
依据标准及参考文献：
《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003（2009年版）
《建筑设计防火规范》GB 50016-2006
消防水箱范文4
关键词:大型高层综合性建筑;防火分隔;联动控制;消防设计
中图分类号：TU208文献标识码： A
随着国民经济的高速发展,我国的大型高层综合性建筑发展十分迅速。此类建筑功能多、情况复杂,火灾荷载大,对防火设计要求高。笔者以河南省某大型高层综合性建筑消防设计为例,对其消防设计进行分析和讨论。
1工程概况
该工程位于河南省郑州市郑东新区,建筑面积为222 000 m2,由地下一层、地上一至十二层(1号、2号卖场、写字楼)组成,建筑高度52.00 m(地面卖场建筑高度30.00 m),属一类高层建筑。地下一层为车库、地下卖场和设备用房,建筑面积34 765.9 m2,其中地下车库面积6 412 m2。一至六层为1号、2号卖场,七至十二层为写字楼。该工程为一类高层大型综合性建筑,地上建筑耐火等级为一级,地下建筑耐火等级也为一级。
2建筑的消防设计
2.1防火分隔及疏散
该建筑一至六层卖场每层用两道南北向防火卷帘分为三个防火分区,每个防火分区南北两端各布置一部加压送风楼梯间,每个防火分区疏散宽度均为5.2 m。地下部分共分为8个防火分区,且能保证每个防火分区均有一部直接通往一层的加压送风楼梯间,并通过开设部分防火门通向其他防火分区满足地下某些防火分区双向疏散的要求。一至六层卖场中每个防火分区均设置六层通高中庭,每个中庭四周均设置防火卷帘,火灾时卷帘将中庭和卖场隔断。
2.2给排水消防设计
(1)设计参数。室外消火栓给水直接接自室外市政管网,流量为30 L/s;室内消火栓给水设计流量10 L/s,火灾延续时间3 h;地下车库、卖场部分自动喷淋系统给水按中危险II级设计,喷水强度为8 L/(min・m2),作用面积为160 m2;写字楼为中危险级I级,喷水强度为6 L/
(min・m2);作用面积为160 m2;设计流量21.33 L/s,火灾延续时间1 h;地下水池有效消防用水量509 m3以上;高位消防水箱有效消防用水量18 m3以上。
(2)自动喷水灭火系统喷头安装。喷头采用玻璃球闭式喷头,动作温度68℃。在地下车库位置安装方式为直立式安装,喷头距楼板0.15 m;在设置天花板的位置采用吊顶型喷头,喷头在天花板下安装,在不设置天花板的位置采用直立型喷头,喷头距楼板0.15 m。
2.3电气消防设计
(1)供电系统。该工程消防用电负荷属一级负荷,消防用电设备、应急疏散照明系统采用分别接自配电间不同进线的配电柜母线上的两路电源,在末级配电箱自动切换;消防用电设备配电的线路均采用耐火电缆或电线。
(2)火灾自动报警及联动控制系统。该工程在除卫生间外所有场所设置报警探测器。在地下车库等不宜采用感烟探测器的场所采用感温探测器;在有煤气(或天然气)的场所采用煤气(或天然气)探测器;其他场所采用光电感烟探测器。手动报警按钮设置于公共场所,设置的数量保证从一个防火分区内任何位置到最近的一个手动报警按钮距离不大于30 m。
(3)事故广播及警铃系统。消防中心集中报警主机显示建筑内各火灾探测器的工作状态,发出火灾警报;任一火灾报警设备动作,由消防报警主机按照设定程序自动启动消防广播系统及消防警铃系统,在地上部分两层以上,启动报警所在层及其上下各一层的消防广播及警铃;一层报警,则启动一层、二层及地下各层的消防广播及警铃;地下报警,则启动一层及地下各层的消防广播及警铃。
(4)消防专用电话系统。消防直通电话采用多线制电话,为独立消防通信系统;在每个手动报警按钮上均安装电话插孔一个,在消防水泵房、主配电房、防排烟风机房、消防电梯机房等重要的与消防联动控制有关的且经常有人值班的机房设置消防直通固定电话分机。
(5)其他联动控制系统。消火栓系统设置在消火栓箱上的任一破玻按钮被触动时,自动启动消火栓加压泵,起泵后破玻按钮上的红色指示灯闪亮,反馈确认信号,同时报出动作按钮所在的防火分区位置,执行其他相关联动。在消防中心消防联动控制柜上能通过硬连线手动直接启动消火栓加压泵,并能接收水泵的状态信号及故障信号。自动喷淋系统设置在湿式报警阀组上的任一压力开关动作后,自动启动喷淋加压泵,同时反馈信号到消防中心报警主机。水流指示器动作信号指示火灾发生所在的防火分区位置,执行其他相关联动。在消防中心消防联动控制柜上能通过硬连线手动直接启动喷淋加压泵,并能接收水泵的状态信号及故障信号。排烟风机任一火灾报警设备动作时,由消防报警主机按照设定程序自动启动相应排烟风机,并根据报警所在防烟分区打开相应电动排烟口,并接收其动作反馈信号。(6)防火门、防火卷帘系统。用作防火分隔的防火卷帘,在火灾探测器动作后,相应防火卷帘应下降到底并反馈信号至消防报警主机。用在疏散通道上的防火卷帘,在感烟探测器动作后,下降至距地(楼)面1.8 m,在感温探测器动作后,下降到底并反馈信号至消防报警主机。带电控锁的常闭防火门,在相应防火分区内任一火灾探测器动作后,应能打开电控锁,解除防火门的锁定功能。
(7)非消防电源切除系统。任一火灾报警设备动作,由消防报警主机按照设定程序自动切除所在防火分区相关的非消防电源,同时接通警报装置及火灾应急照明灯和疏散指示灯。
(8)电梯系统。任一火灾报警设备动作,所有电梯迫降至首层,其中消防电梯可由消防人员控制运行。
2.4防排烟消防设计
地下汽车库消防排烟采用自然及机械补风、机械排烟;地面办公走道采用自然排烟;地面商场消防排烟采用自然补风,地下采用机械补风,机械排烟;中庭部分均采用机械排烟。排烟风机入口设280℃排烟防火阀且与排烟风机连锁;机房进出风管均装防火调节阀,排烟风机由消防中心控制。风管材料镀锌或由无机复合镁制作,保温材料均采用非燃材料,排烟风管穿过防火分区时作绝热处理,通风管穿过防火墙时设防火阀。建筑内每个防烟分区设排烟系统,除共享大厅平时与火灾系统合并设置外,排烟系统均独立设置并采用两台风机,根据各区排烟量大小,分别采用一台或两台。商铺内任一排烟口手动电动打开时,排烟系统按该防烟分区面积每平方米60 m3/h计算,当负担两个或两个以上防烟分区排烟时,按最大防烟分区面积每平方米
120 m3/h计算。楼梯间及其独立前室采用对楼梯间送风方式,送风量27 000 m3/h,正压值保持在40～50 Pa;当楼梯间采用自然排烟,采用对前室送风方式,送风量27 000 m3/h,正压值保持在40～50 Pa。楼梯与消防电梯合用前室,采用对楼梯及前室分别送风,楼梯间送风量24 000 m3/h。合用前室的送风量为16 000 m3/h,正压值为25～30 Pa。
参考文献:
[1]杜运武.民用建筑设计中的消防设计研究[J].房地产导刊 ,2013, (12)
消防水箱范文5
【关键词】超高层建筑、消防水系统、优化设计
通过苏州新地中心（苏州香格里拉大酒店）项目消防水系统设计、施工、调试、运营过程中发现的各项问题，特别是南京新地中心项目（建筑高度232米）消防水系统的认知，认为各方案的实施都存在一些不足，现提出超高层消防水系统设计新思路和新方案。
问题的提出：
1、超高层建筑消防水系统设计方案的合理性以及如何解决系统超压问题；
2、选取泵房集中加压供水利用双出口（高、低扬程）泵供水，一是受建筑高度限制，建筑太高，供水能力受限制，且泵体受损危险系数增大，降低系统安全性，系统管网承受压力加大，施工难度增多；二是对于消防泵的故障，影响整个建筑消防水系统安全使用，在日常维护、维修过程中，使未受损维修区域处于系统不能正常监控状态，从而不能确保消防水系统的安全运行。
3、利用加大屋顶以及设备层的消防水箱的容积方式供水，固然有利于系统自动供水，同时又加了大建筑物的负载能力。因为即使加大水箱容积也需要泵组且还不能安全达到正常供水状态，仍需要泵组在火灾延续时间内对水箱供水补水；最多大概贮存0.5h消防用水量，也不能完全满足消火栓3h用水量和喷淋1h的消防用水量要求。
基于上述主要问题的提出，我们必须优化一种设计方案，该方案既要满足消防设计规范要求，又要克服和解决提出的问题，这里笔者不在对种种设计方案摆出进行比较，而是自己认为对于超高层建筑来说，是比较理想的消防水系统设计方案抛出并进行分析介绍，（见图1、图2）以便大家共同探讨。
一、消防水系统的基本分区条件：
1、高层或超高层建筑消防水系统的分区一般应考虑高位消防水箱及设置稳压给水装置，以保证消防水系统最不利点处流量和压力要求的影响，因为从规范角度消火栓系统分区的界限为80mH??2O，考虑到诸多因素对系统各部位压力不均匀的影响，所以系统分区的基数为50m左右为宜，最高不超公共建筑一般10层层为一个分区，住宅建筑一般14―18层为一个分区，在《自动喷水灭火系统设计规范》第6.2.4条中，控制“每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m”。所以在图1和图2中，分区高度原则上遵循上述参数。
二、设计方案的选择
在图1和图2中，我们对室内消火栓系统和自动喷水灭火系统设计为临时高压串联。消防供水系统，利用水箱间的设置位置，可将整个建筑据高度分成若干个大区域，每个区域采用减压阀组可分成二个至三个竖向消防分区，也就是说，消防水箱的设置位置，一般考虑控制二至三个消防分区为宜，且中间消防水箱采用重力自流方式稳压供水，最顶层水箱间采用消防气压给水设备，来满足系统达到准监控状态时的压力和流量要求。合理利用建筑结构承受负荷的能力，每个消防水箱间都分别设有两个消防水箱，每个水箱容积均不小于18m3，目的就是确保消防用水系统火灾初期的10min消防用的可靠性，充分发挥消防水系统在设计中的自救能力也同时提高了二级以上增压泵组工作的安全可靠性。
三、各级水泵设置，运转及系统主要控制方式
1、初级水泵是指设在消防水池水泵房内，直接从消防水池吸水向本控制区域系统和上级区域控制系统加压供水的泵组，由2台喷淋泵，2台消火栓泵及2台消防水箱补水泵组成；
2、中间级水泵是指设在中间消防水箱间内，中间消防水箱间据建筑高级可以不分一个，由2台消防喷淋泵，2台消火栓泵，2台消防泵和补水泵，2台（3台）喷淋接力泵，2台（3台）消火栓接力泵组成。在自动状态下，发生火喷时对于自动喷水灭火系统或室内消火栓系统，报警阀组的压力开关除了联动本区域的喷淋泵向管网加压供水外，还应联动本区域以下各级喷淋泵启动和联动开启本区域以下（含本域）中间水箱的系统供水电动/手动阀门，以保证整个分层达到串联消防给水的目的。对于室内消火栓系统，消火栓箱内的消火栓按联动消火栓泵和中间水箱的系统供水电动/手动阀门的原理同自动喷水灭火系统。
这一点符合GB50045～95《高层民用建筑设计防火规范》中第7、4、75条“除串联消防给水系统外，发生火灾时由消防泵供给的消防用水不应进入高位消防水箱”的规范要求。对于在各级中间水箱间内设置的喷淋接力泵和室内消火栓接力泵，在接合器处于工作时可以依靠消防控制室手动操作盘或现场接合器处设置的接力泵控制箱，完成启动、停止功能，由接力泵加压供水直接进入分层管网内，不进入消防水箱，以达到加压供水灭火目的。
3、顶层消防水箱间是由2台喷淋稳压泵和2台室内消火栓形压泵及1套喷淋气压水罐和1套室内消火栓气压水罐组成，这就保证各分层最不利点的静水压力要求，以保证各系统处于准监控状态。
四、确保消防分层安全可靠运行的几项措施：
对于超高层建筑来说，消防系统必须充当它的忠诚卫士作用，在发生火灾时，必须保证消防系统安全可靠运行。
1、在设计中，采取了分区分水箱串联加压供水方式供水，有利于系统维护管理，在维护检查中，不致于影响其它区域的正常监控，且每一级设有两个消防水箱，也是有利于系统一个水箱检修和冲洗时，另一水箱仍处于工作状态，且加大了火灾初期10min用水管的安全可靠性。
2、在设计中，喷淋分层所有报警总控阀（水源总控阀）以后信号蝶阀和向中级水箱外的电动/手动阀门都设有状态显示装置，室内消火栓系统环状管网由阀门和向中级水箱补水的电动/手动阀门都设有状态显示装置。特别要说明的是各系统向中级水箱补水管上的电动/手动阀门，除自动控制外还应有控制中远程和现场手动开启、关闭功能，这些阀门状态都在消防控制室有状态显示监控。
3、因为无论是喷淋系统，还是室内消火栓系统，都设有系统水泵接合器的接力泵，防止因缺水或设备故障时系统处于瘫痪状态，充分发挥现场人的因素的积极作用，也有利于大厦安全。
五、结语
综上所述，据多年来积累的工作经验，可以说这套消防水系统的设计思路既立足系统自救的特点，同时兼顾了建筑结构不易超负荷的实际难点，又能结合各系统的各自基本原理，也能满足国家现行规范要求，当然任何事物都要一分为二。此方案总造价相对较高，对于我们开发商来说是个无形的成本增加，故未被集团公司高层领导采纳。因此，笔者提出以上方案，同专家们探讨，为今后进一步做好超高层（高层）消防设计、技术工作而共同努力。此方案是否具有可操作性还有待专家们的意见。
【参考文献】
消防水箱范文6
【关键词】消防高位水箱；高位中水储水池；防止水质恶化
1、专用高位消防水箱水质的恶化的不良影响：
临时高压消防给水系统中，水箱或气压水罐是必不可少的。常用的方式是设置重力自流的高位消防水箱。从卫生与健康的角度考虑，为确保生活水不出现死水，更有效的得到循环与更新，经常要求消防水箱与生活水箱分开储存。消防水箱与饮用生活水分开储存后，消防水得不到及时的更新，存放时间较长，加上疏于管理的原因，消防水质不断恶化，就会造成如下不良影响：
1.1水质恶化对灭火效果的影响：
虽然，目前国内对消防用水尚无明确的水质要求，但是消防系统中的许多设备存在一些精密部件容易被污物堵塞，所以这些设备对水质特别是对水的浊度要求较高，如报警阀、喷头、减压阀等。目前，一般通过设置过滤器来保证喷淋、喷雾系统和减压阀的正常工作。
专用消防水箱水长期不流动，水质恶化，细菌滋生，藻类、苔藓类及浮游生物等大量繁殖，水的浊度提高，甚至在水中存在生物粘泥和较大的漂浮物，这可能会造成消防系统部分设备的堵塞；此外，由于火灾时大量消防用水需在短时间内进行过滤，水质恶化也会造成过滤器的堵塞。因此水质恶化将影响对火场的控制和对火灾的快速扑救。
1.2水质恶化对周边环境的影响：
消防水池、消防水箱内水的水质恶化常常伴随着水的变臭，臭味从气孔或人孔的缝隙向外散发，污染了周边空气环境。当高位水箱设在顶层的消防水箱间内时，由于水箱间内的通风效果较差，臭味很难向外散发，将会造成严重的室内空气污染。
此外，水箱由于管理的原因三孔密封不严、防蚊网损坏等原因造成蚊子进入消防水池水箱内产卵，水箱成为蚊子的天然孳生地，对周边的环境和人们的生活造成了严重的不良影响。
1.3水质恶化对人体健康的影响：
建筑物发生火灾时，消防系统发挥功能，建筑物内的人员不可避免的要与消防用水接触。由于消防用水水质恶化，细菌孳生，不可避免的也存在各种致病细菌，人体与这些含有大量细菌的消防用水接触后可能导致疾病，影响人员的身体健康。
综上所述，虽然消防用水的主要功能是灭火，对水质的要求较低，但是从前面的讨论中可以看出，消防用水的水质恶化除了对周边环境、人体健康产生不利影响外，还会影响消防系统灭火功能的正常发挥，因此，有必要采取一定的措施保证消防水箱内的水质。
笔者认为消防水质恶化的主要根源是由于水长时间存放，得不到循环更新引发的，故笔者建议不宜设置专用的高位消防水箱。专用的高位消防水箱如果水质恶化而且防护不当，很可能成为生活饮用水系统的另一个污染源。因此，建议高位消防水箱与高位中水储水箱合建，使得消防水箱内的水循环流动起来，避免水质恶化。
2、消防水箱与中水储水箱合建，利用中水作为消防水的水源，对节省水资源意义重大：
2.1 中水作为消防水源的可行性：
2.1.1 水质问题
从消防的实际意义上讲，凡是可用于扑救火灾的水体均可以作为消防水源。消防规范中规定：“消防用水可由给水管网、天然水源或消防水池供给”。将《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89）与《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）相对比，我们可以发现，中水与生活饮用水的主要水质区别是中水的BOD5和CODCr等有机物指标较高。但与大部分天然水源相比，中水水质还是要好得多。根据，《建筑中水设计规范》：4.1.2 建筑中水的用途主要是城市污水再生利用分类中的城市杂用水类，城市杂用水包括绿化用水、冲厕、街道清扫、车辆冲洗、建筑施工、消防等。污水再生利用按用途分类，包括农林牧渔用水、城市杂用水、工业用水、景观环境用水、补充水源水等。4.2.1 中水用作建筑杂用水和城市杂用水，如冲厕、道路清扫、消防、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工等杂用，其水质应符合国家标准《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T 18920）的规定。由此可知，中水作为消防水的水源是规范内明文允许的，是切实可行的。
但正常情况下消防系统要求都要充满水，我们还要考虑中水是否会对消防系统的管道和设备产生危害。在有关的研究项目中，曾对中水和自来水作过静置对比试验。试验结果表明，经长期静置后，中水和自来水的浊度、色度、氨氮、总大肠菌群数、细菌总数等各项指标的变化量没有大的差异，说明在无外界污染的情况下，中水水质不会迅速恶化。研究资料还表明，中水性质属于轻度腐蚀性，金属腐蚀试验结果：普通钢管（A3）平均腐蚀率为0.134mm/a，镀锌钢管平均腐蚀率为0.05mm/a。根据腐蚀判别标准，金属腐蚀速度
综上所述，从水质方面讲，中水作为建筑消防水源是可行的。
2.1.2 工程技术问题
中水作为建筑消防水源在技术上最大的问题是安全防护问题。在通常的设计中，消防以生活用水作为水源，生活用水和消防水可以通过水池、水箱或管道相连通。但当中水作为建筑消防水源时，为保障生活用水的安全，消防系统与生活供水系统之间不得直接连接。任何形式的连接，如设有止回阀、稳压泵等设施的管路连接，对生活供水系统都是不安全的。设计中可通过采取一些技术措施来实现消防系统的要求，如设计时考虑消防系统与中水系统相一致，将消防水箱与中水箱合并；当中水系统没有设置中水箱时，可考虑单独设置消防水箱的方法。总之通过采取一些技术手段，可以保证生活供水系统的安全并满足消防系统的要求，因此中水作为建筑消防水源在技术上是可行的。
2.2中水最为消防水源的重大意义：
水资源短缺是我国水资源问题的主要矛盾，日益成为制约我国经济社会发展的瓶颈，在社会主义市场经济条件下，解决水资源短缺问题破在眉睫，这就要从水的社会循环优化入手，而回收和重新使用废水，使其变为可用的资源正是合理利用和节约水资源的重中之重。
然而，虽然我国现在已经是个水资源匮乏的国家，但目前还没有中水利用专项工程，也没有专项资金，只是政策上引导，各城市的中水利用量是根据此城市的缺水程度不同而定的。现在在美国、日本、以色列等国，厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等，都大量的使用中水。
因此建议消防水箱与中水储水箱合建，利用中水作为消防水的水源，这样必将为改善我国水资源紧缺的现状做出不少的贡献。
3、结论
高位消防水箱与高位中水储水池的合建不仅能有效防止设置专用高位消防水箱引起的水质恶化问题，还能利用中水作为消防用水的水源，笔者认为合理利用中水资源，无论在水资源的合理利用方面还是环境保护方面都是切实可行的好方法。
参考文献：
