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关于消防水箱设计问题的探讨
发布日期:2018年09月11日
 我国目前采用的水灭火系统多数是湿管系统,即无论有无火警,管网中都要求充满水。这样可以保证灭火管网一经开启立即能够出水,以掌握灭火的有力战机。通常,依靠设置在建筑物的高部位的重力自流式消防水箱储存扑救建筑物初期火灾所需的水量,保证消防水泵正常启动前,室内消防给水系统的消防用水量。
  1 消防水箱设置原则
  1。1 规范要求
  根据《建筑设计防火规范》(GB50016—2006,以下简称《建规》)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—95,2005年版,以下简称《高规》)和《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084—2001,2005年版,以下简称《自喷规范》)有关消防水箱设计要求,总结如下:
  临时高压消防给水系统应设消防水箱。高压消防给水系统如能保证不利点消火栓和自动喷水灭火设备等的水压时,可不设消防水箱。消防水箱供给建筑设备火灾前10 min消防用水量,10 min以后由消防泵、水泵接合器等装置向室内消防管网供水灭火。
  高压消防给水系统指系统能保证不利点处经常有足够的压力,火灾时不需要再开启消防水泵加压。一般当室外有可能利用地势设置高位水池(例如在山岭上较高处设置消防水池)或设置区域集中高压消防给水系统(区域给水系统的生活、生产、消防用水,由固定泵经常运转保证水压和水量)时,才具备高压消防给水系统的条件。
  临时高压消防给水系统指系统平时仅能保证消防水压而不能保证消防用水量,发生火灾时,通过启动消防水泵提供灭火用水量。独立的高层建筑消火栓给水系统,一般均采用临时高压消火栓给水系统。
  1.2 总结
  因为消防水箱的主要作用一方面是供给建筑初期火灾时的消防用水量,另一方面是满足消防灭火设施水压的要求,保证消防水枪的充实水柱。所以对于高压消防给水系统的建筑,只要能保证室内不利点消火栓和自动喷水灭火设备的水量和水压时,可以不设消防水箱。而对临时高压给水系统(独立设置或区域集中)的建筑物,均应设置消防水箱。
  2 消防水箱的有效容积
  2.1 容积的计算
  消防水箱(采用分区并联给水时,包括分区的消防水箱)应储存扑救建筑物初期(10 min)火灾的室内消防用水量,由此可得消防水箱的有效容积为:
  Vf =0.06Qf Tx (1—1)
  式中:Vf —消防水箱有效容积,m3;
  Qf—室内消防用水量,L/s;
  Tx—水箱保证供水时间,min(一般取Tx=10 min)。
  我国早期的高层建筑物中水箱容量较大,一般在30 m3~50 m3左右,新建的广州白云宾馆水箱容量为210 m3,广州宾馆的屋顶水箱容量为250 m3。根据式(1—1)计算得出的消防水箱储水量若太大,在建筑设计方面较难处理;但若水箱容量太小,又势必影响初期火灾的扑救;水箱压力的高低对于扑救建筑物顶层或附近几层的火灾关系也很大,压力低可能出不了水或达不到要求的充实水柱,影响灭火效率。因此,各类规范对水箱容积、压力等作了必要的规定:
  2.2 规范要求
  《高规》7。4。7。1条规定,高层建筑消防水箱储水量,一类公共建筑不应小于18 m3,二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 m3。
  《建规》8.4.4.2条规定,低层建筑消防水箱储水量,当室内消防量不超过25 L/s时,经计算水箱消防储水量超过12 m3时,仍可采用m3;当室内消防用水量超过25 L/s时,可采用18 m3。
  《自喷规范》10。3。1条规定,采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统,应设高位消水箱,防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,应满足系统不利点处喷头的低工作压力和喷水强度。
  2。3 总结
  2.3.1 多层民用建筑
  室内消防系统要求用来扑救初期10 min内的火灾,10 min以后则由城市消防队来扑救。所以多层民用建筑消防水箱的水量的确定只需确保供给火灾初期10 min消防用水,如有自喷系统则为消火栓系统和自喷系统之和,若计算水箱消防储水量超过18 m3时,则仍可采用18 m3。
  2.3.2 高层民用建筑
  高层民用建筑因其高度较高及建筑结构的特殊性,其灭火是立足自救,因而消防系统应在整个灭火过程中充分发挥作用。而《高规》仅按建筑类别规定消防水箱容积显然是不具体的。例如,某一类高层居住建筑,设有室内消火栓系统和喷淋系统,其室内消防用水量的计算公式如下:
  Qf=Nqf (2—1)
  式中:Qf—室内消火栓用水量,L/s;
  N—同时使用的水枪数量,支;
  qf—每只水枪的设计流量,L/s。
  按照《高规》要求,一类高层居住建筑同时使用的水枪数不应少于4支,每支水枪的小流量为5 L/s,因而室内消火栓用水量为Qf=4*5=20 L/s,水箱10 min内的储水量为20*600=12000L=12 m3。
  喷淋系统用水量计算如下:
  根据《自喷规泛》要求(详见表2—1),按中危险级Ⅰ级布置喷头,喷水强度为6L/(min×m2),作用面积为160 m2,乘以作用面积为160 m2,得到10 min的喷淋用水量9.6 m3,而一般设自喷系统的建筑,均在中危险级Ⅰ级及以上,喷淋系统所需流量更大。
  总的消防用水量为:12+9.6=21.6 m3。
  计算所得消防水箱容积量为21。6 m3,大于《高规》所规定的12 m3。可见具体问题应该具体分析,根据实际情况设计消防水箱容积,才能保证灭火时所需水量。
  3 消防水箱的设置高度
  3.1 规范要求
  对于消防水箱的设置高度,不同类型的建筑有不同的要求。
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