高层综合楼生活消防贮水设施分建设计

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高层综合楼生活消防贮水设施分建设计
发布时间 2007/8/3 点击 1758 次

在高层建筑中的所谓综合楼,即指由二种及二种以上用途的楼层组成的公共建筑.根据《高层民用建筑设计防火规范》[1],将其按使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度分为一类和二类两种类型综合楼.它有下述特点:人流频繁;电气设备多;功能多样化;房间的装修要求高;并且在装饰材料中采用了大量的可燃物质;建筑物中还有大量的竖井(电梯井、楼梯井、管道井、电缆井...)等等,易引起火灾的不利因素较多.一旦发生火灾,其经济损失非常大,特别是有些具有特殊功能的房间,若出现火情,会给社会带来不利的影响,更有甚者,还会造成政治上的影响.所以,对于综合楼在消防上要求特别高.虽然目前在高层建筑中应用的消防措施较多,如采用气体灭火剂、干粉灭火剂等,但主要还是立足于水消防.
    1 高层综合楼生活J消防给水系统设置的特点
    高层综合楼的用途虽然多样化,但在给水系统的设置上,一类和二类综合楼都有其共同的用水特点,可以归纳为:(1)在生活用水上,主要是满足日常的工作人员的饮用水和办公的清洁用水要求,其生活用水量较小;(2)在消防用水量上,因系统较多,往往会涉及到消火栓灭火系统、自动喷淋灭火系统、水幕系统等,所以,消防用水量很大.一般在高层综合楼中,消防用水量往往是生活用水量的5-10倍乃至更高.因此,如果采用传统的生活、消防共用贮水设施,水循环周期将会很长,无法满足人们对生活饮用水水质的要求.众所周知,一般市政给水管网末梢中水的余氯含量可保障为0.05mg/L,管网中水在进入蓄水池停留后,余氯含量会因消耗而逐渐降低,超过24h后,水中基本上没有余氯,在这种情况下,水池中还不断有少量的水循环,带进溶解氧,使得蓄水池中微生物得以繁殖和生长,水质逐渐变坏.因此,高层综合楼生活、消防贮水设施必须采用分建的方式.
    2 工程实例
    湖北某市电信枢纽楼是1栋9层综合大,总建筑面积为6734m3,主体高度为43.4m,1层为营业大厅和办公室,2-9层均为电信机房,除了少量办公室和营业大厅装修外,其余皆为初装修.电信机房内主要安装有CDMA交换机、GSM 交换机、光纤长途传输设备、数据通信设备、互联网电子商务以及客服结算计算机信息系统、寻呼交换机等电信设备.可见,大楼的这些设备决定着该市整个地区信息通讯的畅通,关系十分重大.因此,对于这些机房要重点保护,在消防设计上采取了消火栓灭火系统和气体消防灭火系统相结合的消防措施.
    在该项目给水系统的选择时,经过查证文献[1]和[2],决定大楼中采用生活给水系统,消火栓灭火系统,在1层营业大厅、办公室及走廊等处采用局部自动喷淋系统,共设置3套给水系统.因该市室外市政管网的水压、水量均不能满足大楼的用水要求,所以,经过技术经济比较,决定该大楼选用蓄水池、水泵和屋顶高位水箱联合供水的方式.
    2.1 生活蓄水量的计算
    依据建筑物功能和用途所提供的条件,在大楼的工作人员大约有100人左右,流动人口大约为30人/d,大楼不设中央空调,因此,计算出生活最高日用水量为6m3/d,最高日最大时用水量为1.5m3/h,整栋大楼的生活用水时间主要是集中在7:00-18:00之间.在设计时采用下列公式计算蓄水池的生活蓄水量[3]:

    式中:Va为蓄水池的生活蓄水量(m3);Qb为水泵出水量(m3/h);Qg为蓄水池进水管供水能力(m3/h);Tb为水泵运行最长连续小时数(h);Tt为水泵停止运行的间隔小时数(h);Vs为事故储备水量(m3).
    综合公式中生活用水的各个因素,取事故用水量、高峰用水量等为最高日用水量的20%,即1.2m3,取室外用水量1.0m3,同时还结合了市政进水管的供水能力、所选水泵出水量的大小等因素,拟取蓄水池的生活蓄水量为10m3.对于屋顶高位水箱,可选用夜间进水的方式,按用水人数和用水定额计算,则生活蓄水量应为6.0m3.
    2.2 消防蓄水量的计算
    该大楼属于二类建筑综合楼,按文献[1]的要求,高层建筑消防要立足于自救,蓄水池的消防蓄水量计算可采用公式4:
    式中:Vx为蓄水池的消防蓄水量(m3);Vn为各种灭火系统的用水量(m3);m为水灭火系统种类.
    设计设有室内消火栓灭火系统和局部自动喷淋灭火系统,因此要考虑2h消火栓灭火系统的用水量144m3和1h自动喷淋系统的用水量72m3,其累加值为216m3,则消防拟选取不小于216m3的蓄水量.对于屋顶高位水箱,因大楼在电气设计中,考虑了烟感报警系统和双电源切换,其消防蓄水量可只考虑10min的消火栓用水量,消防上要求在10min以内启动消防水泵.因此,屋顶高位水箱的消防蓄水量为24m3.
    2.3 生活、消防贮水设施分建的必要性
    上述计算结果表明,蓄水池的消防蓄水量是其生活蓄水量的20倍以上,也就是说,若采用传统的合建蓄水池的方式,则储存水量循环一周期,大约需要20d的时间,根本无法保证饮用水的水质.因此,生活、消防蓄水池必须采用分建的方式[4].同样,对于屋顶高位水箱蓄水量的计算结果也表明,水箱的消防蓄水量是其生活蓄水量的4倍,若采用生活、消防共用水箱,则水更新1次,最少需要5d时间.因此,为了保证生活用水的安全和卫生,也必须将生活水箱与消防水箱分开来设置.可见,综合楼生活、消防贮水设施必须采用分建的方式.在大楼设计中,生活蓄水池选用了容积为10m3的不锈钢卧式圆柱形水箱,生活高位水箱选用了容积为6m3的不锈钢球形水箱,消防蓄水池选用了容积为250m3的钢筋混凝土水池,消防高位水箱考虑到消防蓄水量较大,因此,选用了廉价轻质的两个容积为12m3钢板水箱,并将两水箱用管道联接,中间设常开闸阀,以解决屋顶水箱过大的问题.同时为保障供水的安全性,将两水箱分别和消火栓环状管网连接,以保证都能直接向消防管网供水(如图1所示).

    3 分析与总结
    3.1 从保护水质的角度来看,高层综合楼生活、消防贮水设施采用分建的方式是十分必要的
    水池、高位水箱均独立设置,互不干扰,当消防系统在定期试运行时,避免了由于管材及配件的质量问题造成水回流引起水质二次污染.同时,也避免了因蓄水量过大,循环周期过长,使得水质恶化,对人民生活造成危害的问题.
    3.2 从供水安全性方面考虑,高层综合楼生活、消防贮水设施采用分建的方式是十分必要的
    因水流循环缓慢,生活水池和水箱中易沉淀杂质,在运行中需要经常清洗,而系统中常开启的截止阀、闸阀等易损坏,故常需检修和更换,生活、消防贮水设施采用分建的方式,更能保证生活、消防用水的安全性和稳定性,不会在生活给水系统检修和清洗时,延误了对火灾的扑救.
    3.3 从建筑结构的角度考虑,高层综合楼生活、消防贮水设施采用分建的方式是十分必要的
    其一,当消防水箱过大时,将消防水箱分割成几个,从而减小了单个水箱的体积,使水箱荷载能均匀分布于建筑物上,更有利于结构的设计.其二,由于水箱体积的减小,使水箱高度也相应降低$则有利于屋顶防雷保护.同时,还避免了过大的水箱对建筑风格的影响,满足了人们对建筑美的追求.
    3.4 从经济角度考虑,高层综合楼生活、消防贮水设施采用分建的方式能降低费用
    随着人民生活水平逐步提高,大家都不断追求高品质的生活,饮用水水质的卫生倍受大家的关注.在当今科技的快速发展下,新工艺、高档次设备和材料的应用给人们提供了条件,在建筑中,推广使用优质新型的建筑材料,是社会发展的需要.但是考虑到我国的国情,在设计中,可以采用分档次的选材方案.例如,在生活用水方面,可选用结构密闭性好,内壁光滑,不易造成二次污染,寿命长,耐腐蚀的不锈钢等新型设备作为生活给水水箱(池),以满足人们对高品质水质的要求;而在消防蓄水方面,只要满足消防蓄水量即可,设计时可选用较低档、廉价的材料(如钢板、混凝土、玻璃钢等)制作消防蓄水箱(池).并且对于消防蓄水池的设计,可以灵活地根据地形,充分利用地下室的基础结构本体兼作水池的池壁和池底,从而节约了空间面积,节省了工程量.这样,既做到了合理运用有限的资金,保证水质和水量,又达到了降低工程造价的目的.
    在日常的运行中,生活给水系统需要经常检修和清洗,而消防给水系统只需要每月做5-10min的试运行和每年进行一次水质的更新,独立设置给水系统后,减小了日常的维护管理工作量,从而运行费用也就降低了.
[来源：来宝网]

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