高层写字楼消防给水系统浅析

应翔 温怀高

( 浙江省工业设计研究院 杭州 310003)

摘 要: 通过上海国际汽车城嘉正大厦的设计实例, 介绍了高层写字楼的消火栓和自动喷淋给水系统各环节的配置、要求、性能, 以及相应的技术措施, 为相关建筑、厂房消防给水系统的安全可靠运行提供有益参考。

关键词: 高层写字楼, 消火栓给水系统, 自动喷淋给水系统, 市政给水管道, 消防车

1 概况

上海国际汽车城嘉正大厦建于上海市嘉定区安亭镇。主楼 5~ 25 层为单元式办公用房, 4~ 5 层之间为设备层, 裙房 1~ 4 层为营业及配套用房。地下室为停车库及设备用房, 地坪标高- 5. 10m。总建筑面积约 4 万 m2, 建筑高度 99. 75m。市政给水管道最低水压 0. 25MPa。

2 消防水量

按同一时间内一次火灾, 消防延续时间 3h 计,室内消防用水量为 40L/ s, 一次灭火用水量 432m3;室外消火栓用水量 30L/ s, 一次灭火用水量 324m3。自动喷淋灭火用水量为 28L/ s, 消防延续时间 1h, 一次灭火用水量 100m3。

一次消防灭火用水总量为 856m3。

3 消火栓给水系统

3. 1 屋顶消防水箱

初期火灾 10min 灭火用水量 18m3。设 18m3消防水箱 1 只, 箱底标高 100. 200m, 置于 25层屋顶。

3. 2 消火栓

消防前室设单阀单出口消火栓 1 只, 供消防人员到达火灾现场打开通路使用。室内明显部位设单阀单出口消火栓, 主楼每层 4 只, 裙房 2~ 4 层每层7 只, 首层 10 只, 地下室 20 只, 间距均小于 30m,确保任何部位均有 2 股充实水柱到达。主楼同时配备消防卷盘, 可供非专业消防人员灭火使用。屋顶设试验消火栓 1 只。栓前设 Y- 100 型压力表和检修阀门。

3. 3 水泵结合器

在室外地面设3 只DN100 型水泵结合器, 供消防车到达火灾现场向室内消火栓给水系统供水灭火。

3. 4 管道

室内消火栓统分高低二个区; 低区为地下一层至地上十二层, 高区为十三层至二十五层。消火栓管道水平竖向均成环状. 低区上环设在十二层, 下环设在地下一层。高区上环设在二十五层且与屋顶水箱相连, 下环设在十三层。主楼高低区各设 4根立管, 裙房增加 3 根, 低区共 7 根立管。在立管最高端设 DN20自动泄气阀及检修阀各 1 个。各立管均与上下端的水平环管连接。上部水平环管与屋顶消防水箱相连, 水箱出水管上装设检修阀和逆止阀, 下部水平环管与消防主泵及水泵结合器相连接, 低区环管设 2: 1 比例式减压阀。

3. 5 储水池

按上海市规定, 消防用水不设储水池, 消防主泵可直接从室外市政给水管道上吸水, 供给消火栓给水系统。本工程将室外给水管接到地下室消防泵房内成环状布置, 消防主泵从环管上吸水。接入室内的管道两端设检修阀门。

3. 6 水泵

地下室消防泵房内设 XBD11/ 40- 150 @20@6型消防主泵2 台, 1 用 1备。流量Q= 40L/ s, 扬程H= 110m, 单泵功率 75kW。2 台水泵出水管与地下室消防环管连接, 并设 AX416 型泄压阀, 控制系统压力不超过 1. 30MPa, 同时在供水管上装 Y- 100型压力表和 DN65 放水阀, 阀门工作压力均为 1.60MPa。一旦确认失火, 启动消防主泵向室内消火栓给水系统供水灭火。

3. 7 稳压设施

由于消防水箱设置的高度不能满足最高部位的静水压力要求, 故专门配备 KQL50/ 160 型稳压泵2 台, 1 用 1 备。流量 Q= 3. 47L/ s, 扬程 H = 32m, 单泵功率 3kW, 气压罐 1 只, 容积 300L。系统正常压力由稳压泵和气压罐来维持。稳压泵启闭动作的压力要求如下: 当气压罐压力到达 0. 30MPa 时, 稳压泵停止, 当气压罐压力下降到 0. 15MPa 时, 稳压泵启动, 当气压罐压力继续下降并小于 0. 10MPa时, 启动消防主泵。

3. 8 消火栓箱

箱内配 DN65型单阀单出口消火栓 1 只, 锦纶衬胶水带 1 根, 长度 25m, 水枪 1 只, 喷嘴 19mm, 启泵按钮 1 个。地上各层的消火栓箱内同时配备 1套消防卷盘, 栓口直径 25mm, 胶带口径 25mm, 长度20m, 水枪喷嘴 9mm。

箱体为A3钢板, 铝合金框, 玻璃门。开门方向需按箱体所在位置来定制。箱体下部存放 2 只磷酸铵盐手提式灭火器。

3. 9 附件

3. 9. 1 阀门

消火栓给水系统各立管上下端分别设检修阀门 1只, 且在上端水平环管上设 2 只检修阀门, 下端水平环管在地下室, 设 6 只检修阀门。阀门的工作压力为 1. 60MPa。每个阀门均处于常开状态, 确需关闭时须有明显标记。

3. 9. 2 减压孔板

系统下部几层其栓口位置的出水压力大于 0.50MPa, 设计采取在栓口前的管段上加装减压孔板,确保栓口压力不大于 0. 50MPa(一般控制在 0. 25~0. 30MPa) , 使系统安全运行。

4 自动喷淋给水系统

4. 1 喷水强度

本大楼除不能喷水部位之外, 全部设置喷头保护。地下停车库, 按中危险 II 级设计, 喷水强度为8L/ m2. min; 办公楼各层及首层营业厅按中危险 I 级设计, 喷 水强度 为 6L/ m2. min。作用 面积 均为160m2。

4. 2 喷头布置

地下室停车库选用直立式玻璃球喷头, 作用温度 68bC, 间距 2600~ 3400mm; 办公楼各层及营业厅选用装饰型隐蔽式喷头, 作用温度 68bC, 间距 3000~ 3600mm; 按建筑布置 4 层设餐饮厨房和餐厅, 其喷头均选用普通型玻璃球喷头, 厨房部位的喷头作用温度 93bC, 餐厅部位的喷头作用温度 68bC, 间距均不大于 3600mm。

4. 3 水流指示器

地下室 2个防火分区, 每个分区设 1 只水流指示器, 共 2 只。主楼及裙房各层设 1 只, 共 26 只。

各水流指示器后的管道末端设 DN25放水阀及压力表, 且在 25 层, 19 层, 14 层, 9 层, 设备层及首层的水流指示器后的管道末端各设试水喷头 DN25放水阀及压力表 1只。

4. 4 报警阀喷淋系统

选用湿式报警阀共 6 只, 首层设报警阀间。每只湿式报警阀负担喷头均少于 800 只。报警阀前的管道成环状布置, 各报警阀从环管上接出, 并设检修阀门。阀门工作压力 1. 60MPa。水力警铃设在首层值班室一侧的墙面上, 一旦失火, 水力警铃动作, 值班人员可及时发觉并随即采取消防扑救措施。每组湿式报警阀后的主立管上端设DN20 自动泄气阀及检修阀各 1 个。

4. 5 信号阀

为使喷淋系统准确接收喷头动作信号, 在各个水流指示器之前均设信号阀。一旦失火, 喷头开始喷水, 水流指示器信号阀及时将信号迅速传递到消防控制中心, 相应地湿式报警阀的压力开关动作,敲响水力警铃, 喷淋系统的主泵接到消控中心的信号迅速启动, 整个喷淋系统进入工作状态。

4. 6 稳压设施

与消火栓给水系统共用 18m3的消防水箱。系统压力由稳压泵和容积 150L 的气压罐来维持。设KQL20/160 型稳压泵 2 台, 1 用 1 备。流量 Q = 0.69L/ s, 扬程 H= 32m, 单泵功率 1. 1kW, 使喷淋给水系统最高部位的压力稳定在 0. 15MPa 以上。稳压泵启闭动作的压力要求如下: 当气压罐压力到达 0.30MPa 时, 稳压泵停止, 当气压罐压力下降到 0.15MPa 时, 稳压泵启动, 当气压罐压力继续下降并小于 0. 10MPa 时, 启动消防主泵。

4. 7 水泵结合器

室外地面设 3 只 DN100型水泵结合器, 由连接管道接到湿式报警阀之前, 供消防车到达火灾现场向自动喷淋给水系统供水灭火使用。

4. 8 水泵

喷淋给水系统主泵设在地下室消防泵房内,XBD12. 7/ 30- 100 @20 @7 型水泵 2 台, 1 用 1 备。流量Q= 30L/ s, 扬程H= 127m, 单泵功率 75kW。水泵从吸水管道上直接吸水。2 台水泵出水管与湿式报警阀前的环管连接, 并设 AX416 型泄压阀, 控制系统压力不超过 1. 40MPa, 同时在供水管上装 Y-100 型压力表和 DN65 放水阀, 工作压力均为 1.60MPa。

4. 9 管材及接口

各种口径的管道均采用内外壁热浸镀锌钢管。口径< = 80mm的管道采用丝扣接口, 口径 DN> =100mm 的管道采用沟槽式卡箍连接。所有管道变径处一律采用异径管连接。

自动喷水系统分高低二个区; 低区为地下一层至地上十四层, 高区为十五层至二十五层; 低区主立管前设置 2B1 比例式减压阀。对水压超过0. 40MPa 的楼层, 在水流指示器之前的管道上加装节流管和减压孔板。

5 室外消防

5. 1 消火栓

按总图布置情况, 室外设DN150 型地上式消火栓共 4 只, 间距均小于 120m。每只地上式消火栓均有 1只 DN150 栓口和 2 只 DN65 栓口, 供消防车到达火灾现场取水灭火使用。

5. 2 管道

由场地东面墨玉路和南面曹安路上的市政给水管道上接来 DN250 的给水管道, 在大楼周围布置成环状管网, 且在环管上设检修阀门。消防和生活共用 1 个给水系统。市政最低水压 0. 25MPa 可供室内外给水系统利用。室外给水管道采用球墨铸铁管,石棉水泥接口。

6 结语

1) 消火栓给水系统在水压超过 0. 50MPa 的栓口之前, 加装减压孔板, 控制水压在 0. 25~ 0.30MPa, 既可满足消防水枪达到充实水柱不小于10m 的要求, 又能使消防队员抵挡较小的水枪反作用力, 可以稳当地紧握消防水枪喷水灭火, 还能控制水枪出水流量 5L/ s, 使消防水箱维持 10min 的出水时间。

2) 配备了消防卷盘, 有利于非专业消防人员取用, 一旦失火可及早扑救火灾。

3) 自动喷淋给水系统中, 在水流指示之前, 加装了节流管和减压孔板, 使各层防火分区控制配水横干管出水压力为 0. 40MPa, 满足规范要求。

4) 消火栓和自动喷淋系统的水泵, 其供水管上设置了泄压阀, 控制消火栓给水系统的压力为 1.30MPa, 自动喷淋给水系统控制压力为 1. 40MPa, 不仅满足了系统最不利点的给水压力要求, 还能防止市政水压过高时造成系统超压的不良影响。

5) 嘉正大厦消防给水系统是根据本工程具体情况设置的, 若工程主体及外部条件不同, 系统则有区别。因此, 为使高层写字楼消防给水系统更加完善, 必须遵循国家有关规范规定及当地主管部门有关条文条例, 结合工程实际情况, 采取相应的技术措施,确保消防给水系统安全可靠, 并能正常运行。