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高位消防水箱間給排水設計問題及解決措施 ?
作者:高軒環保 發布時間:2019-03-28 11:10:09 來源:原創

隨著我國改革開放的不斷深入,建筑行業一直保持著突飛猛進的快速發展,但是隨之而來的建筑火災危險及其造成的生命財產損失也隨之增大。根據公安部消防局統計,2016年全國共發生火災近31.2萬起,共造成約2647人傷亡,其中近1582人死亡,約1065人受傷,直接造成經濟損失達37.2億元。由此可見建筑火災的危害是相當巨大的。因此,作為保護建筑及生命財產安全的消防給排水設施,自然越來越受到人們的重視,尤其是在火災初期能夠提供消防用水的高位消防水箱間的設計,更是受到消防給排水設計、消防審查及驗收等部門的嚴格把關。


1、高位消防水箱間


高位消防水箱間是為單體建筑物或小(廠)區內群體建筑物提供火災初期室內消防用水量及保證消防用水水壓的場所,一般設置在單體建筑物或建設場地內建筑群的最高處。其內主要設備有:高位消防水箱和增壓穩壓消防給水設備。


1.1高位消防水箱


高位消防水箱指符合規范要求的靜壓滿足最不利點消火栓水壓的水箱,其主要作用是供給建筑初期火災時的消防用水水量,并保證相應的水壓。我國國家標準《消防給水及消火栓系統技術規范》GB50974-2014第6.1.9條第1款強制性條文明確規定:“高層民用建筑、總建筑面積大于10000m2且層數超過2層的公共建筑和其他重要建筑,必須設置高位消防水箱。”不同性質的建筑對高位消防水箱最小有效容積的要求見表1所示。


表1高位水箱有效容積要求

表1高位水箱有效容積要求

注:1.當第6項規定與第1項不一致時應取其較大值;

2.高位水箱容積指屋頂水箱,不含轉輸水箱兼高位水箱。


1.2增壓穩壓消防給水設備


在很多情況下,由于建設條件的受限,高位消防水箱的設置高度及其最低有效水位無法滿足滅火設施最不利點處的靜水壓力要求,這時就要使用增壓穩壓消防給水設備來保證該靜水壓力。增壓穩壓消防給水設備主要由(立、臥式)隔膜式氣壓罐和水泵構成。增壓穩壓消防給水設備的設置條件見表2所示。


表2增壓穩壓消防給水設備的設置條件

表2增壓穩壓消防給水設備的設置條件

注:當高位消防水箱的設置不能滿足本表第1~4款要求時,應設增壓穩壓消防給水設備。

2、高位消防水箱間設計中出現的常見問題及解決措施


高位消防水箱間是室內消防給水系統中非常重要的組成部分之一,里面儲存了一定量的消火栓用水、自動噴淋系統用水等其他自動水滅火設備的用水。火災初期,火勢起勢不大,火災蔓延速度不是特別快,處在一個只要能及時滅火,就能在很大程度上控制火勢的階段。因此,高位消防水箱在火災初期控制火勢的作用是顯而易見、不可或缺的。它在供給失火建筑物初期消防用水的同時,也為消防部隊能盡快到達現場組織力量進行人工滅火提供了緩沖時間。


2.1、多層建筑消防水箱有效容積選擇錯誤案例


例如某多層建筑其建筑高度為25.2m,首層或一、二層為商業服務網點,三層及以上為住宅,設計人員依據《消防給水及消火栓系統技術規范》GB50974-2014第5.2.1條第4款之規定:“建筑高度大于21m的多層住宅,不應小于6m3”,便確定該多層建筑的高位消防水箱有效容積為6m3。


錯誤原因:設計人員對建筑物的定性有誤,雖然商業服務網點是指設置在住宅建筑的首層或首層及二層的每個分割單元建筑面積不大于300m2的小型營業性用房,但依然屬于商業用房(公共建筑),其火災危險性較住宅大,而不能將其簡單的歸為住宅建筑。由此會導致該建筑消防水箱有效容積不足,則不能保證火災撲救初期所需的用水量,會對控制火災的蔓延造成不利影響。


改進措施:該多層建筑按照《建筑設計防火規范》GB50016-2014應確定為住宅與其他功能合建的公共建筑,依該規范第5.4.10條第3款之規定:“住宅部分和非住宅部分的安全疏散、防火分區和室內消防配置,可根據各自的建筑高度分別按照本規范有關住宅和公共建筑的規定執行;該建筑的其他防火設計應根據建筑的總高度和建筑規模按本規范有關公共建筑的規定執行”。因此,設計人員在確定消防水箱有效容積時應按照《消防給水及消火栓系統技術規范》GB50974-2014第5.2.1條第4款多層公共建筑不應小于18m3之規定執行。


2.2、高位消防水箱設置位置或架空高度不足案例分析


例如某多層公共建筑,共四層,建筑功能均為商業及其附屬用房,全樓設置了室內消火栓系統,采用臨時高壓消防給水系統,屋面設有有效容積18m3的高位消防水箱間。設計人員為滿足建設單位對建筑物外立面造型的要求,疏散樓梯間設計為不突出屋面,因此將高位消防水箱間設置于四層,其內的高位消防水箱底設置于較本層地面高0.6m處,本層同時有商業用房,也設置有室內消火栓系統。


錯誤原因:違反了《消防給水及消火栓系統技術規范》GB50974-2014第5.2.2條之規定:“高位消防水箱的設置位置應高于其所服務的水滅火設施”。設計人員在設計過程中只是一味的滿足建設單位的要求,而忽視了國家相關規范對于高位水箱間的設計要求。一般情況下,為滿足消防水龍帶的連接和使用,室內消火栓栓口的安裝高度距地面宜為1.1m。而該工程中,高位消防水箱底設置于較本層地面高0.6m處,不滿足上述規定,消防水箱作用之一就是要保證相應的靜水壓力要求,水箱高度的高低決定著其相對于最不利點水滅火設施的靜水壓的大小。所以水箱壓力的高低對于撲救建筑物頂層或附近幾層的火災關系也很大,壓力低可能出不了水或出現達不到要求的充實水柱,如果設置了自動噴水滅火系統,也不能啟動自動噴水系統報警閥壓力開關,從而影響滅火效率。


改進措施:對于該工程的情況,有以下兩種辦法解決:


(1)將高位消防水箱間設置于屋面;


(2)將設置于四層的消防水箱箱底抬高至距地面1.1m以上。這兩種方法都能夠滿足規范對于水箱設置位置的要求,但是第二種做法會造成本層層高過高,導致空間上的浪費,從而影響建筑物外觀效果,不經濟的同時也會造成水箱及增壓穩壓設備設備檢修不便,故一般不建議采用。


2.3、高位消防水箱間未采取保溫防凍措施案例分析


例如甘肅省武威市某設有室內消防給水設置的公共建筑,位于寒冷地區,該建筑屋面設有高位消防水箱間,給排水專業未說明保溫采暖措施,暖通專業未對該水箱間進行采暖設計。


錯誤原因:違反了《消防給水及消火栓系統技術規范》GB50974-2014第5.2.5條強制性條文規定:“高位消


防水箱間應通風良好,不應結冰,當必須設置在嚴寒、寒冷等冬季地區的非采暖房間時,應采取防凍措施,環境溫度或水溫不應小于5℃”。高位消防水箱是水滅火設施在火災中的第一供水點,也是控制火勢的第一道防線,其內的消防用水必須第一時間作用,不能因為結冰、冰凍等原因導致無法使用。2007年4月6日,東北某市一汽配城突發大火,該市共出動14個消防中隊、78臺消防車、274名消防官兵參與滅火工作,但火勢持續13h無法撲滅,事故造成1人死亡、多人受傷、100多戶居民被疏散,生命財產損失慘重。事后調查發現,在火災發生時,因為高位消防水箱沒有采暖,冬季便把高位消防水箱內的水全部放空,恰在冬季該建筑物起火沒有水滅火,自動噴水系統沒有水撲滅初期火災,致使火災迅速蔓延,導致建筑物整體被燒毀。


改進措施:


(1)消防給排水設計人員在設計高位消防水箱間時應向暖通專業設計人員提出保溫要求,由暖通專業保證其5℃以上室溫;


(2)消防水箱和管道采用電伴熱保溫,電伴熱帶外的保溫層厚度為50mm;


(3)對于短時間有冰凍危險的可做防凍保溫,水箱和管道保溫厚度經計算確定,保溫材料應采用燃燒性能A級或B1級保溫材料;


(4)可在水箱間內設施電加熱器,保持水箱間環境溫度。


2.4、高位消防水箱間進水口與其溢流邊緣的高差計算有誤安全分析


例如某高位消防水箱間,進水口管徑DN50,設計標高19.20m,溢流漏斗邊緣設計標高19.05m,設計人員以此為依據計算出進水口與溢流邊緣高差為150mm,認為滿足相關規范要求。


錯誤原因:違反了《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003(2009年版)第3.2.4C條強制性條文規定:“從生活飲用水管網向消防、中水和雨水回用等其他用水的貯水池(箱)補水時,其進水管口最低點高出溢流邊緣的空氣間隙不應小于150mm”。該工程中設計人員對于進水口最低點與溢流邊緣高差的計算依據是錯誤的。因為在給排水設計中,一般注明給水管標高為管中心線標高,而不是管底標高,進水管口屬于給水管,管徑DN50,則進水管口最低標高應為19.175m,而不是設計標高19.20m,計算得進水口與溢流邊緣高差為125mm,不滿足上述規范中高差不小于150mm的防止回流污染的要求。因為進入的消防用水不屬于生活飲用水,貯存消防用水的水箱內水質低于生活飲用水,高差不足有可能導致產生倒流污染,導致生活飲用水系統水質劣化。


改進措施:在該例中,設計人員可以在水箱本體高度允許及保證水箱有效容積滿足規范要求的前提下做如下兩種改進,使得進水口最低點與溢流邊緣高差滿足150mm即可:(1)提高進水管口設計標高;(2)降低溢流漏斗邊緣設計標高。


3、結束語


綜上所述,高位消防水箱是設置有消防給水設施建筑物的必要及重要的構成部分。其設計的科學性、合理性直接關系到建筑物的安全以及人民大眾的生命財產安全,因此需要得到給排水設計人員的足夠重視。在高位消防水箱的設計中,設計人員要強化對設計缺陷等問題的認識,加強對相關給排水規范的理解,掌握其工作運行原理,透徹理解規范條文的含義,應依據工程實際,尋求合理、細致、最佳的設計方案,并在設計中不斷總結,在總結中不斷完善;同時消防維護巡查單位也要加強對高位消防水箱間設施的日常管理、巡視及維修工作,增強建筑物使用者的消防安全意識;方能使高位消防水箱在建筑物的防火、滅火工作中發揮其應有的作用,減少火災造成建筑物以及人們生命財產的損失,以最小的成本得到最大的消防安全效益。



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