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消防水箱在实际应用中的几个问题
发布日期:2019年05月31日

  作为我国现行高层建筑设计的强制规范之一,《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)(以下简称《高规》)7.4.7中对系统设置消防水箱作了规定,“当采用临时高压给水系统时,应设高位消防水箱”。高位消防水箱是利用高差为系统提供准工作状态下所需的水压,达到使管道内充水保持一定压力的目的;提供系统启动初期的用水量和水压,在消防供水泵出现故障的紧急情况下应急供水,确保喷头开放立即供水,控制初期火灾。大量研究表明,火灾发生的初期是扑救火灾的好时机,消防水箱的设置对于保护建筑的消防安全具有重要意义。

    消防水箱在自动喷水灭火系统、消火栓系统中属于重要的消防设施,但在实际的工程应用中,却存在很多问题。

    一、盲目采用气压罐代替消防水箱
    随着建筑技术的进步,大量轻钢结构和轻型屋面的建筑纷纷面世。有些工业厂房、仓库和多层建筑的屋顶为钢结构承重构件,设置消防水箱比较困难。根据规范,轻、中危险级的建筑物大都采用气压水罐来代替消防水箱,但设计流量大时计算出气压罐容积非常大。遇到严重危险级和仓库危险级的建筑物必须采用高位水箱才符合规范的要求。但一些设计人员一律采用气压水罐代替消防水箱,气压给水压力高,变化大,需频繁启动水泵可控压机,影响系统中配件的使用寿命,费用较高。同时设备采用自动控制,若有失灵或发生断电,则断水几率较大,在重新启动时要重新补气,操作麻烦,使启动时间延长,供水安全性较差。

    气压给水设备是利用密闭容器内气体的可压缩性,达到供水目的的给水设备,它由气压水罐、水泵机组、电控系统、管路系统及其附件组成。《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)10. 3. 2规定,建筑高度不超过24m的建筑,按轻危险级或中危险级场所设置湿式系统、干式系统或预作用系统时,如设置高位消防水箱确有困难,应采用5L/s流量的气压给水设备供给l0min的初期用水量。因此,用气压给水设备取代屋顶消防水箱应在一定允许范围内。在实际应用中,应尽量采用高位水箱供应火灾初期十分钟的消防用水,在高层建筑及严重危险级的建筑物中,不允许用气压水罐代替消防水箱,只能靠消防水箱供给初期消防用水。

    二、消防水箱的设置高度不够
   《高规》规定,建筑高度不超过100m时,不利点消火栓的静水压力不应低于0.07Mpa;建筑高度超过100m时,不利点消火栓的静水压力不应低于0.15Mpa。但在实际工程设计中,由于受建筑造型、结构设计的限制,高位消防水箱的设置高度常常不能满足规范规定的静压要求。分两种情况:一种情况是局部为钢结构屋顶的建筑物,因为考虑到承重能力,未将消防水箱设置在顶层,而设置在钢筋混凝土结构的间层,用提高增压水泵扬程的办法,满足不利点喷头或消火栓的工作压力要求。这样做使消防水箱成了中间水池,不能依靠重力向消防系统管道供水。另一种情况是将消防水箱设置在屋顶,但未设其他增压设施,消防水箱的高度不能保证不利点消火栓或喷头的水量和水压的要求(主要是顶层或顶层以下的二、三层)。 在这两种消防水箱高度不能满足静压要求时,应设增压设施。设置增压设施的目的主要是在火灾初期时,消防水泵启动前解决不利点消火栓和自动喷水灭火系统的水压要求。增压设施可采用气压水罐或增压泵,它们应符合下列规定:增压水泵的出水量,对消火栓给水系统不应大于5L/s,对自动喷水灭火系统不应大于1L/s;气压水罐的调节水容量宜为450L。这两种增压设施各有所长,在具体工程中应分别对待,选用合适的设计方案。对于一类高层建筑和重要的建筑物,火灾造成的损失巨大,防火要求高,应尽量采用气压罐增压设施解决顶部几层的压力需求,且增压泵应设置备用泵,以提高使用的可靠性;对于二类高层建筑和普通危险级的建筑物,由于受场地、资金等条件的限制,可考虑只设增压泵,但在选用增压泵产品时应确保质量。

    三、高层建筑群共用高位水箱的误区
    现行的《高规》对高层建筑群消防水箱的设置并没有给出明确的规定,一些设计人员为了减少设备投资、土建投资,为了不影响建筑群的整体美观,就让建筑群共用高位水箱,不顾建筑群的具体情况随意设置。在实际设计工作中,常常因设计人员和审图人员理解不同或消防主管部门要求不同产生偏差,或偏安全增加投资,或不足存在先天火险隐患,即使是设计人员认为从系统保证来说完全可以满足消防要求,但由于没有明确的条款而不能实施。 从当前部分应用实例来看,让高层建筑群共用高位消防水箱是可行的,但在设置上还有一定的条件。应在高层建筑群中高的建筑物上设消防水箱,或者说按竖向分区设置消防水箱时,设置水箱的建筑物每个分区的消防水箱均应高于其它建筑物。水箱出口并不是接在室内消防系统上,而是将其接到外网消防环形管道上,这样对每幢建筑物来说,初期火灾需要的水量和水压均可满足要求,每幢建筑物仍设独立的消防水泵接合器,入口管仍为两个,且设有止回阀。该系统的特点是每幢建筑物的水压和初期消防水量均有保证,消防水箱的个数大量减少。当然,消防水箱及与外网连接的管路发生事故时,影响的是整个高层建筑群,但是如果要求设置两个消防水箱则不会出现上述问题。
    四、结语
    在消防水箱的实际设计工作中,还存在如消防水箱出水管过细、出水管道未设置止回阀、消防用水与生产生活用水合用处理不当等问题。由于篇幅限制,本文只列出几个比较常出现、常讨论的问题,但其他问题在工程设计中也不容忽视。本文只是提供了理论上的分析,但每个实际问题都必须要经过建筑构造、消防 安全、经济美观等几个方面的综合分析,才能促进一个城市的发展。


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