摘要:随着我国经济建设的快速发展,高层民用建筑越来越多的出现在现代城市之中,高层民用建筑具有的火灾蔓延快、人员疏散难、扑救难度大等特点,也给消防工作带来一定的难度。如何按照现行防火规范合理设置高层民用建筑消防给排水设施成为亟待解决的问题。
关键词:高层民用建筑;消防;给排水设施
城市基本建设的步伐,人民生活水平的日趋提高,离不开高层民用建筑发挥的作用。哈尔滨市共有各类高层建筑1347幢,其中,一类高层居住建筑256幢,二类高层居住建筑636幢,一类高层公共建筑268幢,二类高层公共建筑172幢,高层工业建筑15幢。这象征着城市的繁荣与发展,但同时高层民用建筑具有的火灾蔓延快、人员疏散难、扑救难度大等特点,给消防工作带来了一定的难度。对于立足于自救的高层民用建筑来说,直接作用于灭火的消防给水设施尤为重要。现就工作实践中碰到的情况结合现行防火规范对高层民用建筑消防给排水设施的设置做几点探讨。
一、室外消火栓与水泵接合器的设置
室外消火栓是消防用水的取水口,而水泵接合器的主要用途是供消防车从室外消火栓取水,通过其将水送入室内消防给水管网,供灭火用。在高层民用建筑设有消防水池(储有满足火灾延续时间内的消防用水)的情况下,这是对消防用水的一种补充,使得系统更为可靠。《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)(GB50045-952005年版)7.3.6条规定室外消火栓的数量应按室外消火栓用水量经计算确定,每个消火栓的用水量应为10L/s～15L/s;7.4.5.1条又规定了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10L/s～15L/s计算且距室外消火栓的距离宜为15m～40m。也就是一般来说,一组水泵接合器对应于一个室外消火栓的供水,因此,室外消火栓与水泵接合器的设置应结合起来考虑。实际工程中,由于喷淋系统湿式报警阀的止回作用,喷淋系统水泵接合器需于报警阀前环网接出室外,经常是两组或三组甚至更多水泵接合器布置于一处,或者将室内消火栓系统的水泵结合器也布置在一起,而周边规范规定距离内只设置有一个室外消火栓。这样的情况下除一组水泵接合器外,其余需通过消防水带从更远处的室外消火栓处吸水,不利于水泵接合器的使用以及消防灭火工作的进行。笔者以为室内各水消防灭火系统的水泵接合器宜分散布置,以利于室外消火栓数量的对应,同时遇两组或两组以上水泵接合器布置于一处时,可在规范规定距离内适当增设室外消火栓。
二、消防电梯前室的消火栓设置
《高规》规定“高层民用建筑消防电梯间前室必须设消火栓”,那么设于前室的消火栓可否保护相邻部位呢?对于这个问题争议很大。《高规》的条文说明对此并没有具体说明,而《建规》(GB50016-2006)中对“消防电梯前室应设室内消火栓”的条文说明中指出:消防电梯前室内消火栓是为便于消防队员使用消火栓并开辟通路,不能计入总消火栓数内。有一些地方部门认为依据此将其视为消防电梯间前室专用,而不保护其余部位,笔者认为这样的观点有待商榷。
消防电梯是建筑物发生火灾时供消防人员进行灭火与救援使用的电梯,其往往是消防队员首先到达火灾现场的地方。以消防队员的习惯而言,不可能利用前室消火栓开道后,放开手中水枪再来寻找附近其他的消火栓来救火,这不合常理。尤其对于单元式或塔式住宅的特例,建筑核心筒内除消防前室外已无墙面设置消火栓,也就只能利用前室消火栓灭火。另外对于部分可能进入前室的烟气,可通过消防前室正压送风系统提高室内空气正压加以保护。综上所述,在特殊情况下,消防电梯前室内消火栓除用于消防队员开道外应该也可用于保护其充实水柱能到达的其余着火部位。
三、高位消防水箱的设置和容积的确定
当高层民用建筑采用临时高压给水系统时,应设高位消防水箱,设于高层民用建筑屋面,其作用是利用位差提供系统启动初期的用水量和水压。对于消防水箱的容积,《高规》(GB50045-952005年版)7.4.7.1条规定“一类公共建筑不应小于18m3;二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12m3;二类居住建筑不应小于6m3”。而实际工程中,有设计人员援引《建规》(GB50016-2006)8.4.4条“消防水箱应储存10min的消防用水量。当室内消防用水量小于等于25L/s,经计算消防水箱所需消防储水量大于12m3时,仍可采用12m3;当室内消防用水量大于25L/s,经计算消防水箱所需消防储水量大于18m3时,仍可采用18m3”,认为高层民用建筑消火栓系统及喷淋系统设计流量总和大于25L/s,经计算10min消防用水量大于18m3,所以不分建筑类别均设计了18m3的消防水箱。
笔者以为将喷淋及消火栓系统设计流量简单相加的理解是有误的。自动喷淋系统是按作用面积内喷头同时打开并喷水强度满足规范要求来设计流量,但是火灾初期即喷淋泵启动前作用面积内喷头不可能全数动作。《自喷规范》(GB50084―20012005年版)对喷淋系统高位消防水箱容积的确定没有作具体的叙述,只是提到其储水量应符合现行有关国家标准(《建规》或《高规》)的规定。但是参考10.3.2条:“不设高位消防水箱的建筑,系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积,应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定”。可以理解为同样需保证喷淋泵启动前喷淋用水量的情况下,高位水箱内喷淋系统消防储水量可按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定(因通常情况下火灾初期影响面积不大,喷头开启不多,按4只喷头开启作用计)。以中危险II级,最低工作压力0.1Mpa为例,最不利处喷头流量为1.33L/s,可计算得高位水箱内喷淋系统消防储水量为3.2m3,与按喷淋系统设计流量计算出的结果相差甚大。
因此,正确理解《建规》(GB50016-2006)第8.4.4条,不能将建规的条文套用到高层民用建筑的高位消防水箱容量计算。
例如,一中学教学楼工程验收工程,仅地下室部位设有自动喷水灭火系统,设计、施工人员在设计、施工时未在屋顶水箱处设置保压管,认为地下室部分自动喷水灭火系统的保压可通过市政水管网保证地下室喷淋管网的压力,而不用通过屋顶水箱保压,这种看法是错误的。在哈尔滨夏天旱季时,一些地方也经常会停水,不能保证10min消防用水量,同时也不能保证地下室喷淋管网的压力。所以,设置临时高压给水系统的建筑物必须要设置消防水箱是与实践相符合的。
四、消防电梯底坑的排水问题
《高规》GB50045-95第6.3.3.11条规定“消防电梯的井底应设排水设施,排水井容量不应小于2.00m3,排水泵的排水量不应小于10l/s。”不难理解,此条是为了保证消防电梯正常而安全地运行,以利于救人、灭火。对此大部分设计人员还是考虑了排水设施。但是在工程实践中看到,潜污泵多布置于消防电梯底坑内,潜污泵检修时消防电梯需停用,由此会影响到消防电梯的运行保证。须知《高规》规定为保证消防电梯的运行,要求对其设置备用电源,且自动切换时间需在30s以内。
所以,消防电梯井底排水应在底坑外地下室的其他部位设置集水坑,两者通过管道连通。集水坑容积及排水泵应满足《高规》第6.3.3.11之要求。另外必须设备用泵,宜为一用一备,自动切换,以提高潜污泵的可靠性。还必须配消防电源,以防一旦发生火灾,普通电源切断后,排水泵不起作用。
五、自喷配水管入口应按要求减压
《自喷规范》8.0.5条规定:“管道直径应经水力计算确定。配水管道的布置,应使配水管入口的压力均衡。轻危险级、中危险级场所中各配水管入口的压力均不宜大于0.4MPa.”。此条规定了轻、中危险级场所自喷配水管入口的最大压力,高层民用建筑火灾危险等级一般为中危险级,自喷水泵是根据最高层最不利喷头工作压力经过计算而选择的。由于自喷水泵的扬程还需考虑建筑高度、水力损失等因素,故必使高层民用建筑的每个喷淋分区的底部几层配水管入口处压力大于0.4Mpa。工程实践当中有设计及施工单位对此不予重视,往往对超压部分的配水管道没有做减压措施,这样超压部分的作用面积内喷头喷水强度会远超规范规定。结果是在火灾延续时间内喷淋系统用水量大于按规范基本设计参数设计出的喷淋消防水池蓄水量。因此合理运用安装减压孔板等手段,对自喷配水管入口应按要求进行减压,是保证消防安全的一个重要方面,不容忽视。
六、正确设置自喷末端试水装置
《自喷规范》(GB50084―20012005年版)要求“每个报警阀组控制的最不利点喷头处,应设置末端试水装置,……末端试水装置的出水,应采取孔口出流的方式排入排水管道。”末端试水装置由试水阀、压力表以及试水接头组成,对于消防验收和日常检查,是很重要的一个设施,用来判断喷淋系统工作压力能否满足规范要求。在实践中,我们通常看到末端试水装置的设置被忽视,或设置位置不在最不利点,或试水接头设置不规范,最为常见的是施工单位为图方便,将末端试水装置与排水管道直接相连接。正确的做法应该是最不利点喷头后接试水阀(平时常闭,试验时打开),之后接压力表,之后再接流量系数等同于防火分区内的最小流量系数喷头的试水接头。此外,试水接头不能与管道或软管直接连接,应以孔口出流的形式排入排水漏斗。这样末端试水装置才能准确的模拟出最不利点喷头的实际喷水情况,测出其实际工作压力,以达到消防验收或检查的目的。
高层民用建筑结构复杂,火灾载荷大,发生火灾时扑救难度高,易造成损失大。因此消防设施的设置要根据技术的可靠性、实际的可操作性、经济的合理性综合考虑,只有技术可靠、实际操作方便,才能确保安全。以上是笔者在工作实践过程中的一些体会,共同探讨,有不妥之处敬请批评指正。