高层建筑消防给水

高层建筑消防给水系统防火监督处技术科陈正广州市公安消防局消防监督执法业务培训一、高层建筑消防给水形式二、分区供水原理三、分区供水中需探讨的几个问题四、高层建筑供水中的两个误区五、高层建筑供水对装备的要求课程主要内容高层建筑消防给水形式给水方式的选择是高层建筑消防给水系统设计中一个非常重要的环节，往往决定着系统的成功与失败。以下是高层建筑常见的给水方式不分区给水方式不分区给水方式高层建筑消防给水形式此种方式一般用于建筑高度不超过50米的高层建筑。为什么会以50米为划分界线第二节分区供水原理部分将做详细介绍。其最大优点是系统简单、设备少，但对管材管件及用水设备等的耐压要求高。分区给水方式高层建筑消防给水形式此种方式一般用于建筑高度超过50米的高层建筑。分区给水系统有串联分区供水系统和并联分区供水系统两种形式，其中并联供水系统按照水泵和管网又分为水泵并联分区供水系统和管网并联分区供水系统，左图为水泵并联形式，即高区和低区分别设置水泵。因多了消防水泵和竖管，故造价较高，占地面积大，现少用。但旧的高层建筑中还采用，如花园酒店。其优点是各区水泵单独运行，系统可靠性较好。分区给水方式高层建筑消防给水形式但水泵并联另一种变通形式较为普遍使用，即采用双级双出口消防水泵，高区发生火灾时，即水泵高区出水口出水供水，低区发生火灾时，水泵低区出水口出水供水。此种方式节省一套消防水泵，同时还能节省水泵房占地面积。两套水泵合为一套双出口型消防水泵分区给水方式高层建筑消防给水形式两个出水口可同时出水，也可单独出水。双出口水泵起到一泵当二泵的作用，当两个出口同时出水时，会很好地解决不同给水分区的分界处的搂层发生火灾时的消防给水问题，既减少变配电的增容量，达到降低工程设备费用的目的。所以，双出口水泵供水是高层建筑消防给水中一种有发展前途的供水设备。分区给水方式高层建筑消防给水形式左图为管网并联形式，即供水坚管直接到高区，只设置一台消防水泵，水泵扬程以高区校核，在高区以下区采用经过减压阀后再接入管网。此种给水方式系统简单，水泵机组少，占地面积小，节约造价，建设单位比较容易接受，也比较利于设计和施工。由于减压阀具有上述的优势，因而在消防给水系统中得到广泛的应用。分区给水方式高层建筑消防给水形式尤其是高低两区交界的两层失火时，只需要启动一台水泵。不足之处是由于只设置一套消防水泵，可靠性降低。另一个问题是，对通过减压阀的水流的水质要求较高。生活给水系统由于采用给水塑料管，水质较好，对减压阀减压给水很有利。消防给水管道一般采用镀锌钢管，往往因长时间不运行而受到锈蚀，产生铁锈等。一旦使用容易堵塞减压阀前的过滤器或减压阀，对灭火产生严重影响。高层建筑消防给水形式分区给水方式中区水箱消防水池消防泵组消防竖管中区消火栓系统低区消火栓系统减压阀水泵接合器组低区水箱分区给水方式高层建筑消防给水形式左图为串联分区供水形式，即供水坚管到中间水箱，再通过水泵抽取中间水箱水至高区，各区水泵分别串联加压，水泵工作压力小，运行安全可靠。该系统的缺点是占用上层使用面积，易产生噪声和二次污染，投资大，设备分散，维护管理不便，同时。由于上面分区供水受下面分区给水的影响，安全性较差。但在一些超高层建筑中，尤其是高区不在消防车供水范围内的超高层建筑，使用较多，如威斯汀酒店。分区给水方式高层建筑消防给水形式由于下一个分区高位水箱（中间水箱）是最高分区的水源，其供水有两种方法：①在火灾延续时间内最高分区的消防水量全部存贮于下一个分区的高位水箱内，安全性好。但增加了水箱的容积，同时增加了结构的荷重，此法在实际应用中有一定困难。分区给水方式高层建筑消防给水形式②在地下层设置水泵作为转输泵，从贮水池内抽水向上转输流量。发生火灾时，先开转输泵，再开最高分区的消防水泵，对水泵的控制要求较高。虽然安全性要差一些，但减少了结构的荷重，系统简单。转输水泵的压水管可以接至最高区水泵的吸水管上，转输流量进入中间水箱在火灾初期消防流量未达到全流量时，可能会出现从水箱中溢流一部分水量，一般情况下不采用。但是当中间水箱设置的高度能够以重力流保证本分区的消防水压时，转输流量可进入中间水箱。高位水箱的重力流给水安全性更好，系统更简单。分区给水方式高层建筑消防给水形式串联分区供水还有另外一种形式，即高区水泵直接从低区供水坚管或供水管网中抽水至高区，当高区发生火灾时，同时启动高区消防水泵和低区消防水泵，此时高区消防水泵作为转输泵使用，但此种方式要求两个水泵同步，控制比较复杂，可靠性降低。在一些超高层建筑中如中华广场就使用此种方式。分区给水方式高层建筑消防给水形式有文献总结高层建筑消防给水方式如下：高层建筑消防给水系统的给水方式主要由建筑高度确定。当建筑高度小于70m时，采用不分区的给水方式。当建筑高度大于70m时，应采用分区给水方式；其中当建筑高度为70~130m时，可采用减压阀给水方式或并联给水方式；当建筑高度为130~250m时，下面两个分区可采用减压阀给水方式或并联给水方式，上面各分区应采用串联给水方式及与其它给水方式相结合；当建筑高度大于250m时，还应采取特殊的措施。分区给水方式高层建筑消防给水形式同样的，分区供水也适用于喷淋系统。但其分区高度通常以100米为界。不分区方式串联分区方式并联分区方式1、消火栓给水系统分区给水理论依据《高层民用建筑设计防火规范》第7.4.6.5条规定：“消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，应采取减压措施。注：0.1MPa=10米水柱=1个大气压=1kg/cm21、消火栓给水系统分区给水理论依据同时，第7.4.7.2条规定：”高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa；当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。”1、消火栓给水系统分区给水理论依据假设某栋99米高建筑的建筑，各层消火栓离地面均为1.1米，最高层消火栓静水压力正好为0.07MPa，如不分区则首层消火栓至少为0.07+0.99＝1.06MPa，按照7.4.6.5条规定则必须采用分区供水。类似的，如高101米的超高层建筑，最高层消火栓静水压力正好为0.07MPa，如不分区则首层消火栓至少为0.15+1.01＝1.16MPa，），1、消火栓给水系统分区给水理论依据再看，高度为50米的建筑，按照上述方法计算显然是不需要考虑分区供水的，但为什么在第一节中讲到超过50米就考虑分区供水呢。仅考虑第7.4.6.5条同时规定了：“消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，应采取减压措施。”也就是说，当一个分区内最高点消火栓与最低点消火栓超过50米、最高点消火栓出口压力达到充实水柱的要求时，则最低点消火栓出口压力必然会超0.5MPa，因此需要做采取减压措施，会增加工程成本，因此一般情况下超过50米的高层建筑均会分区供水。（有文献认为可以放宽到70米）因此可以得出如下结论：对于不分区供水方式,其供水的建筑高度仍宜控制在50m左右,对于接近100m的高建筑采用不分区供水,会造成建筑底部多层必须采用具有减压稳压功能的消火栓,且管网压力大,资源浪费严重,投资成本高,对于采用分区供水的高层建筑宜采用减压阀分区供水,这种供水方式具有占用建筑空间小、设计灵活性大等优点,更适合现代高层建筑设计。1、消火栓给水系统分区给水理论依据2、喷淋给水系统分区给水理论依据2、喷淋给水系统分区给水理论依据8.0.1配水管道的工作压力不应大于1.20MPa，并不应设置其他用水设施。因此，超过120-5＝115米的建筑，自动喷淋系统应分区供水。通常取100米，也就是说超高层建筑喷淋系统一般会分区供水。1、消防车供水范围外的分区是否需要设置水泵接合器的问题分区供水中几个值得探讨的问题7.4.5室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统应设水泵接合器，并应符合下列规定：7.4.5.1水泵接合器的数量应按室内消防用水量经计算确定。每个水泵接合器的流量应按10～15L/s计算。7.4.5.2消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器。1、消防车供水范围外的分区是否需要设置水泵接合器的问题分区供水中几个值得探讨的问题有部分设计院在设计时，对200米以上的分区没有设置水泵接合器，理由就是依据规范第7.4.5条，本人认为消防车的供水范围与能力是个动态变化的过程，现在广州支队的五十铃主战消防车车载泵基本都是中低压泵，范围在10.-2.0MPa之间，理论上，可以供水高度可以达到200米，UD水罐车车载水泵出口压力可以达到2.5MPa，在试水中可以供到226.5米的范围。1、消防车供水范围外的分区是否需要设置水泵接合器的问题分区供水中三个值得探讨的问题此外，压缩空气泡沫在高层建筑灭火工作中的应用也越来越广泛，压缩空气泡沫成为高层建筑灭火剂已成为一种趋势，上海消防总队在消防车供水能力测试时的数据表明，单车供泡沫能力可以达到375米，因此，不论是消防车供水范围内还是供水能力范围外的分区都应设置水泵接合器，以适用装备的发展。（2）采用90㎜水带供B类泡沫，高度达到370m，泡沫从消防车出口供至枪口用时4分30秒。（3）采用65㎜水带供B类泡沫，高度达到335m。高层供水测试数据（1）AT水罐消防车和一七式压缩空气泡沫消防车单泵采用65㎜支线水带供水，高度均超过130m。分区供水中几个值得探讨的问题2、串联供水时，中间水箱的设置高度问题分区供水中几个值得探讨的问题在实际工作中，会经常遇到采用中间水箱串联供水的建筑，但一些设计院在设置中间水箱时没有考虑能否在消防车供水范围内，导致消防车根本不能供水至中间水箱。3、供水竖管未接至分区管网最高层的问题分区供水中几个值得探讨的问题3、供水竖管未接至分区管网最高层的问题分区供水中几个值得探讨的问题左图的水泵接合器供水管网无论是在高区，还是在低区，均只接到分区管网的底部，试想，如果一分区最高层着火，而中间一些消火栓因维护保养不到位被破坏漏水，此分区最高层的消火栓会否有水？可以这样理解，这样做法会大大降低系统的可靠性。因此，建议供水竖管应接到分区最高层。如右图红线所示。1、功率越大，供水高度就越高高层建筑供水中的两个误区在实际灭火救援中，有指挥员将功率与供水能力混为一谈。认为大功率水罐车的供水能力最好，高层建筑火灾应调用大量大功率水罐车。W（功率）＝P（压力）*Q（流量）一般的消防车，在功率一定的情况下，流量越大，出口压力越小，供水能力只与水泵出口压力有关。W（功率）=F（力）*V（速度），而F＝P（压力）*S（水管截面积），V＝Q(流量)/S（水管截面积）。2、优质水带即为高压水带高层建筑供水中的两个误区有指战员认为，高层建筑火灾消火栓供水时采用优质水带就可以满足要求。通常称作的优质是从水带材料的角度说的。而高压、中压和低压是从耐压角度说的，低压水带有0.8、1.0、1.3MPa等；；中压有1.6、2.5Mpa等，高压水带有4.0MPa。部消防局编的《消防灭火救援教程》Ø65MM-16-20M（水带编号，其中16表示可以承受16个压力，即1.6MPa）2、优质水带即为高压水带高层建筑供水中的两个误区有指战员认为，高层建筑火灾消火栓供水时采用优质水带就可以满足要求。通常称作的优质是从水带材料的角度说的。而高压、中压和低压是从耐压角度说的，低压水带有0.8、1.0、1.3MPa等；；中压有1.6、2.5Mpa等，高压水带有4.0MPa。部消防局编的《消防灭火救援教程》Ø65MM-16-20M（水带编号，其中16表示可以承受16个压力，即1.6MPa）高层建筑供水对装备的要求1、车辆方面。应配备一定比例的压缩空气泡沫车。（采用室内消火栓管网供空气压缩泡沫是否可行？在充满水时不能打开单向阀，如果为空管，那供泡沫时间需要多长？或边放空管网，边供泡沫？需要实践数据作支撑）2、水带方面