住宅小區(qū)區(qū)域消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

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1　工程概況

　　1995年，我院受蘭化公司民用處的委托對(duì)該公司的3#、4#、15#、16#街區(qū)進(jìn)行改造規(guī)劃設(shè)計(jì)。在這次規(guī)劃設(shè)計(jì)中，我們選擇了3#街區(qū)作為住宅小區(qū)區(qū)域消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的試點(diǎn)，進(jìn)行了住宅小區(qū)區(qū)域消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)嘗試，并準(zhǔn)備在此試點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)其他街區(qū)進(jìn)行改造。目前，該住宅小區(qū)的區(qū)域消防給水系統(tǒng)已建成并已試運(yùn)行一年半，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行良好。現(xiàn)將該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況作如下介紹。

2　3#街區(qū)原貌及現(xiàn)況

　　蘭化3#街區(qū)是50年代規(guī)劃修建起來(lái)的住宅小區(qū)，總占地面積5.56ha。本次規(guī)劃設(shè)計(jì)前區(qū)內(nèi)主要建筑是五六十年代修建起來(lái)的3至5層住宅，室內(nèi)僅有生活給排水設(shè)施。近兩年來(lái)修建了2棟8層住宅和1棟18層住宅，均按單體建筑的建筑防火要求修建了室內(nèi)消火栓消防系統(tǒng)。8層住宅內(nèi)按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求修建了保證消防初期10min用水的高位水箱間和生活、消防合用的高位水箱，高位水箱內(nèi)存3m3消防用水。室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)置了室外水泵接合器。18層高層住宅則按《高層民用建筑防火規(guī)范》要求設(shè)計(jì)了室內(nèi)消火栓消防系統(tǒng)、消防加壓泵房、高位水箱、室內(nèi)地下生活、消防合用300m3蓄水池、室外地下水泵接合器井等消防設(shè)施。

　　本次改造規(guī)劃設(shè)計(jì)后，小區(qū)內(nèi)設(shè)計(jì)了2棟24層商住樓、3棟18層商住樓、1棟16層商住樓和20棟8層住宅樓，而且馬上面臨2棟高層商住樓的設(shè)計(jì)開(kāi)工。在這種情況下，住宅小區(qū)內(nèi)每棟單體高層商住樓的設(shè)計(jì)是按原先模式每棟單體進(jìn)行消防設(shè)計(jì)?還是設(shè)計(jì)住宅小區(qū)統(tǒng)一的區(qū)域消防給水系統(tǒng)?我們面臨著選擇。

3　兩種設(shè)計(jì)方案的簡(jiǎn)單對(duì)比

　　我們把按單體建筑進(jìn)行消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)定名為方案一，把按住宅小區(qū)進(jìn)行區(qū)域消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)定名為方案二，對(duì)兩個(gè)方案進(jìn)行了簡(jiǎn)單的對(duì)比，得出結(jié)論見(jiàn)表1。根據(jù)表1的對(duì)比，我們得出了區(qū)域消防給水系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上、管理上比較優(yōu)越的結(jié)論。經(jīng)過(guò)市規(guī)劃局，省、市消防主管部門(mén)的同意，我們確定了蘭化3#街區(qū)按區(qū)域消防給水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

表1　消防設(shè)計(jì)方案對(duì)比

  方　案　一 方　案　二 高位
水箱間
數(shù)量 高層建筑
(每間按45m²計(jì)算) 6 1 多層建筑
(每間按20m²計(jì)算) 20 0 高位
水箱
數(shù)量 高層建筑
(每個(gè)消防容積18m³) 6 1 多層建筑
(每個(gè)消防容積3m³) 20 0 加壓泵房數(shù)量
(每間加壓泵房按60m²考慮) 6 1 消防加壓泵型號(hào)、數(shù)量 (1)125DL×5泵4臺(tái)2用2備45kW (1)150DL×6泵2臺(tái)1用1備75kW (2)125DL×6泵12臺(tái)6用6備30kW (2)穩(wěn)壓泵2臺(tái)1用1備 (3)100DL×5泵8臺(tái)4用4備22kW (3)1 000L氣壓罐1個(gè) 消防蓄水池?cái)?shù)量、容積 300m³生活、消防合用水池6座，每座內(nèi)存消防用水250m³ 400m³消防、生活合用蓄水池1座，內(nèi)存消防用水310m³ 地下水泵接合器數(shù)量 高層建筑每棟樓5個(gè)，多層建筑每棟樓1個(gè)，總共50個(gè) 6 減壓閥井?dāng)?shù)量 0 除最不利建筑物49^#樓由消防泵房直供外，其它5棟高層建筑消火栓消防系統(tǒng)、自動(dòng)噴淋消防系統(tǒng)入口均設(shè)兩個(gè)減壓閥井，多層建筑設(shè)一個(gè)減壓閥井，總共40個(gè) 外部消防管道 無(wú) DN200管道850m

4　主要設(shè)計(jì)構(gòu)思

　　(1)整個(gè)住宅小區(qū)同一時(shí)刻的火災(zāi)次數(shù)按一次考慮。

　　根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第8.2.1條規(guī)定，城鎮(zhèn)、居住區(qū)同一時(shí)間的火災(zāi)次數(shù)和城鎮(zhèn)、居住區(qū)的人口數(shù)有關(guān)。本規(guī)劃區(qū)總居住人口為7 242人，根據(jù)規(guī)范規(guī)定同一時(shí)刻火災(zāi)次數(shù)按一次考慮。

　　(2)選擇由區(qū)域消防系統(tǒng)泵房供水的最不利建筑(要求消防水量最大、壓力最高)，作為區(qū)域供水系統(tǒng)設(shè)備選型的依據(jù)。

　　本住宅小區(qū)內(nèi)要求消防用水量最大，水壓最高的是編號(hào)為49#樓的24層商住樓。該樓和54#樓同為24層商住樓，建筑高度相同，但由于距區(qū)域集中消防加壓泵房較遠(yuǎn)，因此被確定為最不利建筑。該樓由于在底層有較大面積的商業(yè)營(yíng)業(yè)廳和公共活動(dòng)用房，因此室內(nèi)除設(shè)計(jì)了集中消火栓消防系統(tǒng)外還按中危險(xiǎn)等級(jí)在商業(yè)營(yíng)業(yè)廳和公共活動(dòng)用房設(shè)計(jì)了自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。室內(nèi)消防流量為兩個(gè)消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量之和。

　　(3)小區(qū)室外消防管網(wǎng)設(shè)計(jì)為環(huán)形管網(wǎng)，且每棟高層建筑室內(nèi)消防滅火系統(tǒng)進(jìn)水管不少于兩條。

　　根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第7.3.1條規(guī)定，我們?cè)谠O(shè)計(jì)室外消防管網(wǎng)時(shí)在本小區(qū)最外圍建筑內(nèi)側(cè)的小區(qū)路網(wǎng)上設(shè)置了環(huán)形消防管網(wǎng)。這樣，可以方便地與消防管網(wǎng)外側(cè)的高層建筑和管網(wǎng)內(nèi)側(cè)的建筑物連接，保證建筑物消防用水的安全性。為了提高建筑物消防用水的可靠性，高層建筑的室內(nèi)消防系統(tǒng)均有兩條管道從不同方向引入室內(nèi)，當(dāng)其中一條管道發(fā)生故障時(shí)，另外一條進(jìn)水管仍能保證室內(nèi)消防系統(tǒng)的用水量。

　　(4)區(qū)域消防系統(tǒng)的消防加壓泵房宜布置在本小區(qū)的中心地帶。

　　本住宅小區(qū)總面積5.56ha，呈長(zhǎng)方形，小區(qū)內(nèi)6棟高層建筑布置在小區(qū)四周臨街的街道上。為保證室外環(huán)形消防干管內(nèi)壓力的均衡，小區(qū)消防集中加壓泵房的位置盡量布置在小區(qū)的中心地帶，泵房的消防總出水管從兩個(gè)方向和室外消防環(huán)狀管網(wǎng)連接。

　　(5)設(shè)置小區(qū)集中使用的消防蓄水池，并按小區(qū)內(nèi)消防用水量最大的一棟建筑物的室內(nèi)消防設(shè)計(jì)流量之和儲(chǔ)備消防蓄水量。

　　本住宅小區(qū)區(qū)域消防系統(tǒng)在集中加壓泵房旁邊設(shè)置了生活、消防合用儲(chǔ)水池，并采取了消防儲(chǔ)水平時(shí)不被動(dòng)用的技術(shù)措施。消防儲(chǔ)水量是根據(jù)本小區(qū)內(nèi)消防用水量最大的49#樓的室內(nèi)設(shè)計(jì)消防用水量之和計(jì)算而得，為310m³，設(shè)計(jì)采用了400m³生活、消防合用蓄水池。本小區(qū)位于蘭州市水廠附近，有兩條主干管從小區(qū)兩側(cè)主干道通過(guò)，并有兩根DN150市政給水管線接入本小區(qū)內(nèi)。

　　(6)小區(qū)內(nèi)多層建筑的室內(nèi)消火栓消防系統(tǒng)通過(guò)減壓閥井與室外環(huán)狀區(qū)域消防管網(wǎng)連接。

　　小區(qū)內(nèi)8層住宅樓的室內(nèi)消防要求與高層建筑相比消防水量、水壓都較低。本設(shè)計(jì)將多層建筑的室內(nèi)消防系統(tǒng)通過(guò)減壓閥井和小區(qū)室外環(huán)形消防管網(wǎng)相接，大大提高了多層建筑的消防能力。減壓閥井內(nèi)的減壓閥采用了既減靜壓又減動(dòng)壓的液壓式減壓閥組。為了提高可靠性，減壓閥采用了并聯(lián)閥組。

　　(7)集中消防加壓泵房?jī)?nèi)采用先進(jìn)可靠的計(jì)算機(jī)控制的臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)。

　　集中加壓泵房?jī)?nèi)除了按最大消防負(fù)荷選擇消防加壓泵外，還設(shè)計(jì)了穩(wěn)壓泵和小型氣壓罐。既保證室外消防管網(wǎng)隨時(shí)保持高壓狀態(tài)，也使穩(wěn)壓泵不致頻繁啟動(dòng)。各棟高層建筑內(nèi)的消防控制訊號(hào)、報(bào)警訊號(hào)均遠(yuǎn)傳至集中加壓泵房?jī)?nèi)，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)泵房進(jìn)行自動(dòng)控制。

　　(8)設(shè)置統(tǒng)一的小區(qū)水泵接合器。

　　水泵接合器的主要用途是當(dāng)消防水泵發(fā)生故障或遇大火，室內(nèi)消防用水不足時(shí)供消防車(chē)從室外消火栓取水，通過(guò)水泵接合器將水送到室內(nèi)消防管網(wǎng)。采用區(qū)域消防供水系統(tǒng)以后，既然主要的消防用水都可以從集中加壓泵房外供而來(lái)，那么作為備用的水泵接合器自然也應(yīng)可在外部統(tǒng)一集中設(shè)置。以這種推論為依據(jù)，本區(qū)域消防管網(wǎng)按小區(qū)內(nèi)最大一棟樓的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量和自動(dòng)噴淋消防流量之和在小區(qū)外部環(huán)狀管網(wǎng)上設(shè)置了6組地下式DN100水泵接合器。由于是在小區(qū)內(nèi)統(tǒng)一設(shè)置，水泵接合器的位置選擇極利于消防車(chē)的進(jìn)出、掉頭、吸水、加壓的操作。

　　(9)室外地下消火栓的設(shè)置。

　　室外地下消火栓的用途，一是提供室外消防流量，二是滿(mǎn)足消防水泵事故狀態(tài)或消防水量不足時(shí)消防車(chē)向消防管網(wǎng)補(bǔ)水之用。因此，從數(shù)量上，室外消火栓的數(shù)量應(yīng)滿(mǎn)足大于小區(qū)室內(nèi)、外最大消防用水量之和；從分布上，室外地下消火栓應(yīng)盡量圍繞高層建筑布置，也應(yīng)兼顧水泵接合器的布置和《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第8.3.2條對(duì)地下消火栓布置的要求。

　　本小區(qū)結(jié)合小區(qū)四周的路網(wǎng)在小區(qū)內(nèi)市政給水管網(wǎng)上共設(shè)置了10個(gè)DN100地下式消火栓。(10)區(qū)域消防系統(tǒng)中高位水箱的設(shè)置。

　　本住宅小區(qū)區(qū)域消防系統(tǒng)僅在小區(qū)內(nèi)最高的24層商住樓上設(shè)置了20m3生活、消防合用水箱2座，其中消防容積18m3。一根消防總出水干管與室外環(huán)形區(qū)域消防管網(wǎng)直接相連，以滿(mǎn)足各建筑物火災(zāi)初期前10min的供水要求。消防總出水管上設(shè)置了水流指示器，在消防水泵房?jī)?nèi)設(shè)有30L/s的加壓泵2臺(tái)(并聯(lián))。任意一棟樓內(nèi)發(fā)生火警用水時(shí)，該加壓泵均可手動(dòng)或自動(dòng)啟動(dòng)，以保證消防水量、水壓。高水箱還采取了消防水平時(shí)不被動(dòng)用的技術(shù)措施。小區(qū)的區(qū)域消防給水系統(tǒng)示意見(jiàn)圖1。

5　對(duì)住宅小區(qū)區(qū)域消防給水系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

　　(1)區(qū)域消防給水系統(tǒng)的用地、投資明顯節(jié)省，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　(2)由于將各高層建筑的消防管理統(tǒng)一集中在集中加壓泵房?jī)?nèi)，大大提高了管理效率，簡(jiǎn)化了物業(yè)管理的層次。

　　(3)小區(qū)內(nèi)多層建筑的室內(nèi)消防管網(wǎng)直接與區(qū)域消防給水系統(tǒng)相接，使消防初期10min后的用水也得到了保證，從而使多層建筑的消防更趨于安全。

　　(4)由于減少了高層和多層建筑的生活、消防合用高位水箱的數(shù)量，也因此減少了生活用水的二次污染的機(jī)會(huì)，在一定程度上提高了供水水質(zhì)。

6　區(qū)域消防供水系統(tǒng)尚需完善的問(wèn)題

　　區(qū)域消防供水系統(tǒng)雖然使用日漸增多，效益也非常明顯，但在規(guī)范中對(duì)此系統(tǒng)并未作明確的推薦。上版《高規(guī)》中在第6.4.7條曾提出過(guò)區(qū)域集中臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)的概念。本版《高規(guī)》中雖然進(jìn)一步提出了可共用消防水池、消防泵房(這實(shí)際也是區(qū)域消防系統(tǒng)的概念)，但區(qū)域消防系統(tǒng)所涉及到的諸如水泵接合器是按單體建筑考慮?還是按整個(gè)小區(qū)考慮?高位水箱可否整個(gè)小區(qū)只設(shè)一個(gè)?對(duì)區(qū)域消防系統(tǒng)有無(wú)新的技術(shù)要求等細(xì)節(jié)問(wèn)題均無(wú)現(xiàn)行規(guī)范條文可作依據(jù)。因此，影響了這一優(yōu)點(diǎn)很多的區(qū)域消防系統(tǒng)的推廣使用。故希望在日后規(guī)范修訂時(shí)能對(duì)該系統(tǒng)作出明確的推薦和要求，以便使該系統(tǒng)在日漸增多的小區(qū)建設(shè)中發(fā)揮節(jié)約占地、節(jié)省投資、提高物業(yè)管理效率的優(yōu)越性。