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高层建筑室内消火栓给水管道设计探讨

时间:2018-3-8 10:33:00   来源:本网   添加人:admin

  山西建筑高层建筑室内消火栓给水管道设计探讨吴杰生了三种环网的适用条件,指出对于设计中的具体问题应根据规范,灵活解决。

  在现行高层民用建筑设计防火规范(以下简称高规)中,明确规定室内消防给水管道应布置成环状,其目的在于确保消防f管和竖管的双向供水,提高供水的安全可靠性。而不设阀门的闭合(或环状)给水管道,在发生事故的情况下,与枝状管网相同,不能保证正常的消防供水,所以无阀门管道不成环状,设计闭合的消防给水管道和阀门布置是高层建筑室内消火栓环状管网设汁的两个重要组成部分,二者相辅相成,缺一不可。

  1高层建筑室内消火栓给水管道设计在高层民用建筑中,室内消火栓环状给水管网有水平环网、竖向环网和立体环网。从安全可靠性这个角度来比较,三种环网都比枝状管网安全可靠,都能保证消防干管和竖管的双向供水,在任一管段发生事故的情况下,竖向环网局部有横干管不成环状,竖向环网局部变成枝状管网,安全可靠性较高,而立体环网仍为环状管网,安全可靠性最高,水平环网的安全可靠性与水平及竖向是否同时成环有关,可能与竖向环网相同,也可能与立体环网相同,因此可以说竖向环网和水平环网是消火栓管道设计的基本要求,是必须要满足的,立体环网的安全可靠性要比竖向环网高,水头损失小,水力条件好。

  假定某竖向环网的横千管和竖管管径均为DNI00,在某——管段检修的情况下,该环网可能出现的最大水流速度(最大事故流速)只与室内消火栓用水量有关。室内消火栓用水M又与火灾危险性大小、扑救难易等因素有关。用水量越大,火灾危险性越大,最大事故流速也越大,因此,最大事故流速在一定程度上是火灾危险性大小和扑救难易等因素的一种量化反映。根据规范的编制思想,可以采用最大事故流速作为设计选择消火栓环网的一个判定条件,最大事故流速小,采用安全可靠性较低的竖向环网;最大事故流速大,采用安全可靠性较高的立体环网。下面就以不同的室内消火栓用水量对假定的竖向环网做一分析:当室内消火栓用水量为20I/s时,最大事故流速为2.3m/s,小于现行建筑给水排水设计规范第2.6.8条的规定(消火栓系统消防给水管道水流速度不宜大于2.5m/s),这时假定的竖向环网能够满足规范要求,可以采用竖向环网;当室内消火栓用水量为30178时,最大事故流速为3.45L/S,大于规范规定的2.5m/s,这时需要合理布置阀门和消防泵出水管在横千管上的位置,最不利横干管的最大管径为DN丨50,若使最大事故流速降到1.95mA,仍可以采用假定的竖向环网;当室内消火栓用水量为40L/s时,最大事故流速达到4.6ra/S,如果仍采用假定的竖向环网,不但要放大横干管的管径,甚至要放大消防竖管的管径,投资增加较多,影响美观,而且安全可靠性较低,这时就宜采用立体环网t水平环网在设计中遇到的较少,它适用于建筑体型和平面布除氧方法的探讨,以求推动除氧技术的改进,使之性能稳定,除氧设备真正成为热水锅炉及采暖系统的守护神,由太原先科新技术有限公司提供的“新型解析除氧器”样本,其除氧器是在解析除氧器基础上开发设计的,为该公司的专利技术,其工作方式是:将价廉的氮气经计量后进人涡流泵,氮H由钢瓶储存,涡流泵在工作时将氮气与除氧水强烈混合,混合效率是解析除氧用引射器混合效率的3倍左右,所以氮气用量少。混合液流经特殊结构的脱气罐后,气体排放,脱气后的水流人除氧水箱或直接由补水泵补人系统,经其脱气后水残余氧含Mh丁达0.1mg/L该设备不仅可以除氧,同时还可以去除二氧化碳、硫化氢等,与传统解析除氧器相比,优点较多:传统解析除氧器在除氧的同时又增加水中二氧化碳含量,对锅炉及系统不利。

  新型除氧器同时可去除氧、二氧化碳,硫化氢等多种气体氮气解析除气时,具有氮气化学性能稳定、对锅炉及系统无害等优点。

  新型除氧器装机功率仅为传统解析除氧器装机功率的1/30,运行能耗省。

  故该新型除氧设备值得广泛采用,同时使用该种新型设备,对大量的热水锅炉及系统的安全运行将起到积极作用。

  山西建筑置等比较特殊、不宜设置消防竖管的一些建筑,与其它两种环网相比较,最大的区别是消防竖管变成横干管,横干管变成消防竖管,把原应接在消防竖管上的消火栓改接在水平环网的横干管上,水平环网的横干管可以设成水平环状,也可以设成枝状,这主要取决于每层每个防火分区内消火栓的个数,当消火栓个数不超过4个时,水平横干管宜设成枝状,横干管长度较短,阀门较少;当消火栓超过4个时,横干管宜设成环状,阀门较少,横干管管径的计算方法是假定本层最不利横干管检修,由本层所有出水消火栓的出水量计算确定,但不小于DN100,水平环网的竖管与竖向环网的进水管相似,不少于两根。某跃层住宅,户门设在住宅底部的走廊层,每户需在户门附近设一个消防箱,箱内设两个消火栓才能满足任一点着火有两股充实水柱同时到达的规范要求,采用竖向环网,消防竖管需穿过走廊上层的客厅和餐厅,影响使用和美观;采用水平环网后,两根消防竖管分别缉在走廊端头的两个管井内,横干管设在走廊吊顶下,消火栓支管暗敷在墙内,整个系统能够满足规范要求,避免了竖向环网的弊端。

  在设计选择消火栓环网时,最大事故流速是必须考虑的一个重要因素,还要考虑建筑体型、平面布置、功能要求等因素,在条件允许且投资增加不是很大时,应优先选择安全可靠性高、水力条件好的立体环网,其次才是竖向环网,如塔式建筑、楼梯和走廊布置在建筑平面的中心部位,消火栓沿走廊布置,位置相对紧凑,容易水平成环,消火栓管道应设计成立体环网;通廊式建筑,走廊成长条形,消火栓环网宜设计成竖向环网;不宜设置消防竖管的建筑,消火栓管道应设计成水平环网。

  2高层建筑室内消火栓给水管道阀门布置无阀门管道不成环状,而无原则的滥设阀门,不但会增加工程造价,而且根据安全度理论(串联系统的总安全度为组成串联系统的各环节安全度的乘积),会降低消火栓环状管网的安全度,有害而无益。

  高层建筑主楼室内消火栓环状管网阀门布置应考虑以下四个方面1)任一管段损坏,任一点着火都能保证有一股充实水柱到达。2)阀门设置的数量尽量少。3)为检修消火栓和消防给水管网,阀门关闭的数量尽量少。4)消防竖管上不是必须设阀门,也可以设在横干管上。

  现行高规改变了原篼规N-1的阀门布置原则,在7.4.4条关于阀门的布置中规定了三条。

  第一,室内消防给水管道采用阀门应分成若干独立段。这是指消防竖管长度过长,消防竖管上的消火栓数量过多,在消防竖管的中间部位设阀门,也是指消防水箱出水管、消防水泵出水管和水杲接合器连接管与横干管连接点处的横干管上要设有阀门。

  当建筑高度超过50m或重要的建筑物,屋顶消防水箱宜分成两个,两根水箱出水管与横干管连接点之间应设有阀门,其余建筑物只设一个水箱时,在这条出水管与横干管连接点的两侧应设有阀门;两个以上的水泵接合器连接管与横干管连接点之间应设有阀门;两条以上的消防水栗出水管与横干管连接点之间应设有阀门。高层建筑消防竖管较长,应合理布置该阀门的位置,以免因某一管段检修,消防用水过分集中于个别消防竖管中,使消防竖管阻力增大,造成消防水泵扬程的剧增。

  第二,阀门的布置应保证检修管道时,关闭停用的消防竖管不超过一根,当消防竖管超过4根,可关闭不相邻的两根。即在检修管道时,任一点着火都要保证有一股充实水柱到达,每层每个防火分区内消火栓不趄过4个,可关闭一个消火栓,消火栓超过4个可关闭不相邻的两个消火栓,这是高规对高层建筑主楼室内消火栓给水管道阀门布置的最终要求。

  消防竖管上不是必须设阀门,可以设在横干管上,在设计中往往在消防竖管的上下端各设一个阀门,而消防竖管较多,阀门也就较多,要想使阀门数量尽量少,就需要减少布置在消防竖管上的阀门,并考虑消防水箱出水管、消防水茱出水管和水泵接合器连接管要求设在横干管上。

  水平环网的阀门布置比较特殊,但基本布置原则不变,即在检修管道时,任一点着火都至少有一股充实水柱到达,每层每个防火分区消火栓不超过4个时,可关闭一个消火栓,消火栓超过4个时,可关闭不相邻的两个消火栓。一般情况下当每层每个防火分区消火栓不超过4个时,水平横干管宜设成枝状,每隔一个消火栓设一个阀门;当每层每个防火分区消火栓超过4个时,水平横干管宜设成环状,首先用两个阀门把水平环状横干管分成两个管段,把相邻的两个消火栓分别接在不同的管段上,再在每段管段上每隔两个消火栓设一个阀门,两根或两根以上的消防竖管之间应设有阀门。

  第三,裙房内消防给水管道的阀门布置,可按现行的国家标准建筑设计防火规范的有关规定执行,水平环网每隔5个消火栓设一个阀门,消防竖管不超过3根时,阀门布置与高层建筑消防竖管不超过4根时相同,消防竖管超过3根时,阀门布置与高层建筑主楼消防竖管不超过4根,且消防竖管相邻位置关系不发生变化时相同。

  通过以上分析,室内消火栓竖向环网和立体环网阀门的布置分三步,首先是布置消防竖管上的阀门,其次是布置水平横干管上的阀门,最后是检横干管和消防竖管上是否有重复设置的阀门,尽量减少阀门的数量。

  3结语现行高层民用建筑设计防火规范高度概括,高度浓缩,对于设计中的具体问题,还需要在理解规范编制思想和内在含义的前提下,灵活运用规范,具体分析解决。