文档介绍：高层建筑消防给水系统及可靠性研究
摘要:高层建筑物的火灾特点,决定了建筑物内必须设置消防给水设施以自救为主,消防给水系统是高层建筑消防灭火系统中的重要组成部分。阐述了高层建筑消防给水的几种形式,对高层建筑消防给水系统超压和泄压问题进行了分析,最后在进行消防给水系统可靠性研究基础上进行了小结。
关键词:高层建筑;消防给水系统;可靠性
1高层建筑消防给水的几种形式
(1)高位消防水池供水形式。这种供水方式是在高层建筑的屋顶设置大容量消防水池(水池的容积以灭火灾延续时间内所需要的全部消防用水为度),平时利用生活加压水泵将水一次抽升至屋顶消防水池贮存。当火灾发生时,直接依靠水池中的消防贮水,通过室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统进行灭火。除因屋顶消防水池设置高度不够,需要在顶层设消防增压泵以满足建筑最高几层消防设施所需的压力外,无需再设消防专用水泵和相应的控制电器系统。尤其是对于50m以卜,需要分区减压供水的高层建筑,该特点尤为突出,只需在分区的适当高度和部位设置小容量的调压水箱,即可满足消防使用要求。
此种供水方式不存在平时因维护管理不善、长时期不使用致使消防专用水泵在着火时无法启动等不利因素。消防的安全可靠性高,控制简单,使用方便;而且对供电要求不严,无需双路电源或设置自备的柴油发电机组供电。从而简化了消防给水系统,有利于设计、施工和管理。可是该方式消防水池的容积庞大,对建筑外观和结构计算以及抗震投资等影响较大,不易被接受,因而限制了该供水方式的应用。
(2)消防专用水泵一屋顶高位水箱供水形式。这种供水方式是高层建筑消防给水设计中采用最多、最易接受的一种方式。在高层建筑屋顶设小容量的高位水箱,一般和生活用水合用,并且满足10min的消防用水量。在建筑物底层(地下室)或室外设消防专用水池、水泵及泵房。
与高位消防水池供水方式最大的不同点在于消防供水灭火的任务主要是由消防专用水泵来完成。从建筑的高度及分区情况看,该供水方式又可分为一次加压供水,分区并联加压供水及分区串联加压供水3种形式。一次加压供水适用于建筑高度在50m以下,且不需要分区供水的高层建筑。分区并联加压供水或分区串联加压供水,用于建筑高度超过50m,且需要分区减压供水的高层建筑。
分区并联加压供水,各分区供水互不影响,消防安全可靠,分区水箱容积较小;消防专用水泵可集中设置,便于平时维护、管理,但对于消防供水管材的质量要求较高。分区串联加压供水,对消防管道压力要求较低,可减少管道的维修。但各区供水有联系,消防安全可靠性较差。当下一区的消防专用水泵出现故障时,将影响其上区消防灭火的可靠性。且串联供水,水泵安装分散,平时的维修、管理困难较多。
(3)消防气压罐供水形式。该种供水方式与其他供水方式的不同点在于无需另设高位水箱,使消防管网始终处于常高压状态。消防安全可靠性高,但对供电要求严格,需两路电源或柴油发电机供电系统。
近几年,该供水方式以其独特的供水形式,不受高度的限制,安装灵活方便,操作简单,具有自动化程度高,消防出水快,技术上安全可靠等优点,为广大设计者和使用者青睐。在高层建筑消防给水设计中不断被采用。但是,该供水方式耗电较高,日常运行费用大。据调杳,该供水方式约有四分之一的能耗被用来维修无效压力的区间上而浪费掉。此外,在需要分区减压供水的高层建筑消防给水设计中,山于每分区都要设一个存有l0min消防用水量的大气压罐,可以说是很不经济,很不合理的。
(4)全自动恒压变频调速供水形式。
这是一种用于生活、消防的新型节能供水设备。它采用了最新的交流变频调速技术和自动化技术,对管网压力实行检测,控制水泵转速、扬程等,保证了管网压力的恒定。其特点是生活、消防供水共用一组水泵,并共用备用水泵,减少了设备的占地面积,避免了因水泵久置用而锈蚀所引起的不安全因素,增强了消防供水的安全可靠性,该供水方式同消防专用水泵一高位水箱供水方式基本相同。
2高层建筑消防给水系统超压和泄压问题分析
(1)给水超压的问题。超压是指系统内的水压超过其工作压力的限值,造成管道、附件、器材和设备的损坏,或造成给水的不均匀,不利于系统的灭火,影响系统正常运行的现象。超压问题在高层建筑消防给水中客观存在,所以应当引起注意和重视,并采取防治对策。分析超压的原因主要有以下几种情况:
①系统小流量出水。在火灾的初期,自动喷水灭火系统往往只有几个喷头动作,或者自动喷水灭火系统在进行末端试水时,自动喷水灭火系统所需要的流量都很小,而自动喷水灭火系统的加压泵是按设计秒流量来选择的,两者相差好几倍。此时加压泵在小流量下工作,会造成加压泵扬程大幅度升高,使自动喷水灭火系统的管网超压。②竖向分区不合理。在建筑物高度较高时,。③水锤超压。消防泵因故障或