高層建筑消防給水

1、,高層建筑消防給水系統(tǒng),防火監(jiān)督處技術(shù)科 陳 正,廣州市公安消防局消防監(jiān)督執(zhí)法業(yè)務(wù)培訓(xùn),,,,,,一、高層建筑消防給水形式 二、分區(qū)供水原理 三、分區(qū)供水中需探討的幾個(gè)問題 四、高層建筑供水中的兩個(gè)誤區(qū) 五、高層建筑供水對(duì)裝備的要求,課程主要內(nèi)容,高層建筑消防給水形式,給水方式的選擇是高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，往往決定著系統(tǒng)的成功與失敗。以下是高層建筑常見的給水方式 不分區(qū)給水方式,

2、不分區(qū)給水方式,高層建筑消防給水形式,此種方式一般用于建筑高度不超過50米的高層建筑。為什么會(huì)以50米為劃分界線第二節(jié)分區(qū)供水原理部分將做詳細(xì)介紹。其最大優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單、設(shè)備少，但對(duì)管材管件及用水設(shè)備等的耐壓要求高。,分區(qū)給水方式,高層建筑消防給水形式,此種方式一般用于建筑高度超過50米的高層建筑。分區(qū)給水系統(tǒng)有串聯(lián)分區(qū)供水系統(tǒng)和并聯(lián)分區(qū)供水系統(tǒng)兩種形式，其中并聯(lián)供水系統(tǒng)按照水泵和管網(wǎng)又分為水泵并聯(lián)分區(qū)供水系統(tǒng)和管網(wǎng)并聯(lián)分區(qū)供水系統(tǒng)，左

3、圖為水泵并聯(lián)形式，即高區(qū)和低區(qū)分別設(shè)置水泵。因多了消防水泵和豎管，故造價(jià)較高，占地面積大，現(xiàn)少用。但舊的高層建筑中還采用，如花園酒店。其優(yōu)點(diǎn)是各區(qū)水泵單獨(dú)運(yùn)行，系統(tǒng)可靠性較好。,分區(qū)給水方式,高層建筑消防給水形式,但水泵并聯(lián)另一種變通形式較為普遍使用，即采用雙級(jí)雙出口消防水泵，高區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，即水泵高區(qū)出水口出水供水，低區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，水泵低區(qū)出水口出水供水。此種方式節(jié)省一套消防水泵，同時(shí)還能節(jié)省水泵房占地面積。,,,兩套水泵合為一套雙出

4、口型消防水泵,分區(qū)給水方式,高層建筑消防給水形式,兩個(gè)出水口可同時(shí)出水，也可單獨(dú)出水。雙出口水泵起到一泵當(dāng)二泵的作用，當(dāng)兩個(gè)出口同時(shí)出水時(shí)，會(huì)很好地解決不同給水分區(qū)的分界處的摟層發(fā)生火災(zāi)時(shí)的消防給水問題，既減少變配電的增容量，達(dá)到降低工程設(shè)備費(fèi)用的目的。所以，雙出口水泵供水是高層建筑消防給水中一種有發(fā)展前途的供水設(shè)備。,,分區(qū)給水方式,高層建筑消防給水形式,左圖為管網(wǎng)并聯(lián)形式，即供水堅(jiān)管直接到高區(qū)，只設(shè)置一臺(tái)消防水泵，水泵揚(yáng)程以高區(qū)校核

5、，在高區(qū)以下區(qū)采用經(jīng)過減壓閥后再接入管網(wǎng)。此種給水方式系統(tǒng)簡單，水泵機(jī)組少，占地面積小，節(jié)約造價(jià)，建設(shè)單位比較容易接受，也比較利于設(shè)計(jì)和施工。由于減壓閥具有上述的優(yōu)勢，因而在消防給水系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。,分區(qū)給水方式,高層建筑消防給水形式,尤其是高低兩區(qū)交界的兩層失火時(shí)，只需要啟動(dòng)一臺(tái)水泵。不足之處是由于只設(shè)置一套消防水泵，可靠性降低。另一個(gè)問題是，對(duì)通過減壓閥的水流的水質(zhì)要求較高。生活給水系統(tǒng)由于采用給水塑料管，水質(zhì)較好，對(duì)減壓閥減

6、壓給水很有利。消防給水管道一般采用鍍鋅鋼管，往往因長時(shí)間不運(yùn)行而受到銹蝕，產(chǎn)生鐵銹等。一旦使用容易堵塞減壓閥前的過濾器或減壓閥，對(duì)滅火產(chǎn)生嚴(yán)重影響。,高層建筑消防給水形式,分區(qū)給水方式,分區(qū)給水方式,高層建筑消防給水形式,左圖為串聯(lián)分區(qū)供水形式，即供水堅(jiān)管到中間水箱，再通過水泵抽取中間水箱水至高區(qū)，各區(qū)水泵分別串聯(lián)加壓，水泵工作壓力小，運(yùn)行安全可靠。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是占用上層使用面積，易產(chǎn)生噪聲和二次污染，投資大，設(shè)備分散，維護(hù)管理不便，同

7、時(shí)。由于上面分區(qū)供水受下面分區(qū)給水的影響，安全性較差。但在一些超高層建筑中，尤其是高區(qū)不在消防車供水范圍內(nèi)的超高層建筑，使用較多，如威斯汀酒店。,分區(qū)給水方式,高層建筑消防給水形式,由于下一個(gè)分區(qū)高位水箱（中間水箱）是最高分區(qū)的水源，其供水有兩種方法： ①在火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)最高分區(qū)的消防水量全部存貯于下一個(gè)分區(qū)的高位水箱內(nèi)，安全性好。但增加了水箱的容積，同時(shí)增加了結(jié)構(gòu)的荷重，此法在實(shí)際應(yīng)用中有一定困難。,分區(qū)給水方式,高層建筑

8、消防給水形式,②在地下層設(shè)置水泵作為轉(zhuǎn)輸泵，從貯水池內(nèi)抽水向上轉(zhuǎn)輸流量。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，先開轉(zhuǎn)輸泵，再開最高分區(qū)的消防水泵，對(duì)水泵的控制要求較高。雖然安全性要差一些，但減少了結(jié)構(gòu)的荷重，系統(tǒng)簡單。轉(zhuǎn)輸水泵的壓水管可以接至最高區(qū)水泵的吸水管上，轉(zhuǎn)輸流量進(jìn)入中間水箱在火災(zāi)初期消防流量未達(dá)到全流量時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)從水箱中溢流一部分水量，一般情況下不采用。但是當(dāng)中間水箱設(shè)置的高度能夠以重力流保證本分區(qū)的消防水壓時(shí)，轉(zhuǎn)輸流量可進(jìn)入中間水箱。高位水箱的重

9、力流給水安全性更好，系統(tǒng)更簡單。,分區(qū)給水方式,高層建筑消防給水形式,串聯(lián)分區(qū)供水還有另外一種形式，即高區(qū)水泵直接從低區(qū)供水堅(jiān)管或供水管網(wǎng)中抽水至高區(qū)，當(dāng)高區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)高區(qū)消防水泵和低區(qū)消防水泵，此時(shí)高區(qū)消防水泵作為轉(zhuǎn)輸泵使用，但此種方式要求兩個(gè)水泵同步，控制比較復(fù)雜，可靠性降低。在一些超高層建筑中如中華廣場就使用此種方式。,分區(qū)給水方式,高層建筑消防給水形式,有文獻(xiàn)總結(jié)高層建筑消防給水方式如下： 高層建筑消防給水系

10、統(tǒng)的給水方式主要由建筑高度確定。 當(dāng)建筑高度小于70m 時(shí)，采用不分區(qū)的給水方式。當(dāng)建筑高度大于70m 時(shí)，應(yīng)采用分區(qū)給水方式；其中當(dāng)建筑高度為70~130m 時(shí)，可采用減壓閥給水方式或并聯(lián)給水方式；當(dāng)建筑高度為130~250m 時(shí)，下面兩個(gè)分區(qū)可采用減壓閥給水方式或并聯(lián)給水方式，上面各分區(qū)應(yīng)采用串聯(lián)給水方式及與其它給水方式相結(jié)合；當(dāng)建筑高度大于250m時(shí)，還應(yīng)采取特殊的措施。,分區(qū)給水方式,高層建筑消防給水形式,同樣的，分區(qū)

11、供水也適用于噴淋系統(tǒng)。但其分區(qū)高度通常以100米為界。,不分區(qū)方式,串聯(lián)分區(qū)方式,并聯(lián)分區(qū)方式,,1、消火栓給水系統(tǒng),分區(qū)給水理論依據(jù),《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第7.4.6.5條規(guī)定：“消火栓栓口的靜水壓力不應(yīng)大于1.00MPa，當(dāng)大于1.00MPa時(shí)，應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)。消火栓栓口的出水壓力大于0.50MPa時(shí)，應(yīng)采取減壓措施。注：0.1MPa=10米水柱=1個(gè)大氣壓=1kg/cm2,,1、消火栓給水系統(tǒng),分區(qū)給水理論依據(jù),同

12、時(shí)，第7.4.7.2條規(guī)定：”高位消防水箱的設(shè)置高度應(yīng)保證最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力。當(dāng)建筑高度不超過100m時(shí)，高層建筑最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力不應(yīng)低于0.07MPa；當(dāng)建筑高度超過100m時(shí)，高層建筑最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力不應(yīng)低于0.15MPa。當(dāng)高位消防水箱不能滿足上述靜壓要求時(shí)，應(yīng)設(shè)增壓設(shè)施?！?,,1、消火栓給水系統(tǒng),分區(qū)給水理論依據(jù),假設(shè)某棟99米高建筑的建筑，各層消火栓離地面均為1.1米，最高層消火栓靜水壓力正好為0.07MPa

13、，如不分區(qū)則首層消火栓至少為0.07+0.99＝1.06MPa，按照7.4.6.5條規(guī)定則必須采用分區(qū)供水。類似的，如高101米的超高層建筑，最高層消火栓靜水壓力正好為0.07MPa，如不分區(qū)則首層消火栓至少為0.15+1.01＝1.16MPa， ），,,,1、消火栓給水系統(tǒng),分區(qū)給水理論依據(jù),再看，高度為50米的建筑，按照上述方法計(jì)算顯然是不需要考慮分區(qū)供水的，但為什么在第一節(jié)中講到超過50米就考慮分區(qū)供水呢。僅考慮第7.4.6.5條

14、同時(shí)規(guī)定了：“消火栓栓口的出水壓力大于0.50MPa時(shí)，應(yīng)采取減壓措施?！币簿褪钦f，當(dāng)一個(gè)分區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)消火栓與最低點(diǎn)消火栓超過50米、最高點(diǎn)消火栓出口壓力達(dá)到充實(shí)水柱的要求時(shí)，則最低點(diǎn)消火栓出口壓力必然會(huì)超0.5MPa，因此需要做采取減壓措施，會(huì)增加工程成本，因此一般情況下超過50米的高層建筑均會(huì)分區(qū)供水。（有文獻(xiàn)認(rèn)為可以放寬到70米）,,因此可以得出如下結(jié)論：對(duì)于不分區(qū)供水方式,其供水的建筑高度仍宜控制在50 m 左右 ,對(duì)于接近10

15、0 m的高建筑采用不分區(qū)供水,會(huì)造成建筑底部多層必須采用具有減壓穩(wěn)壓功能的消火栓,且管網(wǎng)壓力大,資源浪費(fèi)嚴(yán)重,投資成本高,對(duì)于采用分區(qū)供水的高層建筑宜采用減壓閥分區(qū)供水,這種供水方式具有占用建筑空間小、設(shè)計(jì)靈活性大等優(yōu)點(diǎn),更適合現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)。,,1、消火栓給水系統(tǒng),分區(qū)給水理論依據(jù),,,2、噴淋給水系統(tǒng),分區(qū)給水理論依據(jù),,,,,,2、噴淋給水系統(tǒng),分區(qū)給水理論依據(jù),8. 0. 1 配水管道的工作壓力不應(yīng)大于1.20MPa，并不應(yīng)設(shè)

16、置其他用水設(shè)施。因此，超過120-5＝115米的建筑，自動(dòng)噴淋系統(tǒng)應(yīng)分區(qū)供水。通常取100米，也就是說超高層建筑噴淋系統(tǒng)一般會(huì)分區(qū)供水。,,,1、消防車供水范圍外的分區(qū)是否需要設(shè)置水泵接合器的問題,分區(qū)供水中幾個(gè)值得探討的問題,7.4.5 室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)水泵接合器，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 7.4.5.1 水泵接合器的數(shù)量應(yīng)按室內(nèi)消防用水量經(jīng)計(jì)算確定。每個(gè)水泵接合器的流量應(yīng)按10～15L/s計(jì)算。 7

17、.4.5.2 消防給水為豎向分區(qū)供水時(shí)，在消防車供水壓力范圍內(nèi)的分區(qū)，應(yīng)分別設(shè)置水泵接合器。,,1、消防車供水范圍外的分區(qū)是否需要設(shè)置水泵接合器的問題,分區(qū)供水中幾個(gè)值得探討的問題,有部分設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)200米以上的分區(qū)沒有設(shè)置水泵接合器，理由就是依據(jù)規(guī)范第7.4.5條，本人認(rèn)為消防車的供水范圍與能力是個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，現(xiàn)在廣州支隊(duì)的五十鈴主戰(zhàn)消防車車載泵基本都是中低壓泵，范圍在10.-2.0MPa之間，理論上，可以供水高度可以達(dá)到

18、200米，UD水罐車車載水泵出口壓力可以達(dá)到2.5MPa，在試水中可以供到226.5米的范圍。,,1、消防車供水范圍外的分區(qū)是否需要設(shè)置水泵接合器的問題,分區(qū)供水中三個(gè)值得探討的問題,此外，壓縮空氣泡沫在高層建筑滅火工作中的應(yīng)用也越來越廣泛，壓縮空氣泡沫成為高層建筑滅火劑已成為一種趨勢，上海消防總隊(duì)在消防車供水能力測試時(shí)的數(shù)據(jù)表明，單車供泡沫能力可以達(dá)到375米，因此，不論是消防車供水范圍內(nèi)還是供水能力范圍外的分區(qū)都應(yīng)設(shè)置水泵接合器，以

19、適用裝備的發(fā)展。,（2）采用90㎜水帶供B類泡沫，高度達(dá)到370m，泡沫從消防車出口供至槍口用時(shí)4分30秒。 （3）采用65㎜水帶供B類泡沫，高度達(dá)到335m。,高層供水測試數(shù)據(jù),,（1） AT水罐消防車和一七式壓縮空氣泡沫消防車單泵采用65㎜支線水帶供水，高度均超過130m。,分區(qū)供水中幾個(gè)值得探討的問題,,2、串聯(lián)供水時(shí)，中間水箱的設(shè)置高度問題,分區(qū)供水中幾個(gè)值得探討的問題,在實(shí)際工作中，會(huì)經(jīng)常遇到采用中間水箱串聯(lián)供水的建筑，但一

20、些設(shè)計(jì)院在設(shè)置中間水箱時(shí)沒有考慮能否在消防車供水范圍內(nèi)，導(dǎo)致消防車根本不能供水至中間水箱。,,3、供水豎管未接至分區(qū)管網(wǎng)最高層的問題,分區(qū)供水中幾個(gè)值得探討的問題,,3、供水豎管未接至分區(qū)管網(wǎng)最高層的問題,分區(qū)供水中幾個(gè)值得探討的問題,左圖的水泵接合器供水管網(wǎng)無論是在高區(qū)，還是在低區(qū)，均只接到分區(qū)管網(wǎng)的底部，試想，如果一分區(qū)最高層著火，而中間一些消火栓因維護(hù)保養(yǎng)不到位被破壞漏水，此分區(qū)最高層的消火栓會(huì)否有水？ 可以這樣理解，

21、這樣做法會(huì)大大降低系統(tǒng)的可靠性。因此，建議供水豎管應(yīng)接到分區(qū)最高層。如右圖紅線所示。,,1、功率越大，供水高度就越高,高層建筑供水中的兩個(gè)誤區(qū),在實(shí)際滅火救援中，有指揮員將功率與供水能力混為一談。認(rèn)為大功率水罐車的供水能力最好，高層建筑火災(zāi)應(yīng)調(diào)用大量大功率水罐車。 W（功率）＝P（壓力）*Q（流量） 一般的消防車，在功率一定的情況下，流量越大，出口壓力越小，供水能力只與水泵出口壓力有關(guān)。 W（功率）=F

22、（力）*V（速度），而F＝P（壓力）*S（水管截面積），V＝Q(流量)/ S（水管截面積）。,,2、優(yōu)質(zhì)水帶即為高壓水帶,高層建筑供水中的兩個(gè)誤區(qū),有指戰(zhàn)員認(rèn)為，高層建筑火災(zāi)消火栓供水時(shí)采用優(yōu)質(zhì)水帶就可以滿足要求。通常稱作的優(yōu)質(zhì)是從水帶材料的角度說的。而高壓、中壓和低壓是從耐壓角度說的，低壓水帶有0.8、1.0、1.3MPa等；；中壓有1.6、2.5Mpa等，高壓水帶有4.0MPa。部消防局編的《消防滅火救援教程》 Ø

23、65MM-16-20M（水帶編號(hào)，其中16表示可以承受16個(gè)壓力，即1.6MPa）,,2、優(yōu)質(zhì)水帶即為高壓水帶,高層建筑供水中的兩個(gè)誤區(qū),有指戰(zhàn)員認(rèn)為，高層建筑火災(zāi)消火栓供水時(shí)采用優(yōu)質(zhì)水帶就可以滿足要求。通常稱作的優(yōu)質(zhì)是從水帶材料的角度說的。而高壓、中壓和低壓是從耐壓角度說的，低壓水帶有0.8、1.0、1.3MPa等；；中壓有1.6、2.5Mpa等，高壓水帶有4.0MPa。部消防局編的《消防滅火救援教程》 Ø65MM-

24、16-20M（水帶編號(hào)，其中16表示可以承受16個(gè)壓力，即1.6MPa）,高層建筑供水對(duì)裝備的要求,1、車輛方面。應(yīng)配備一定比例的壓縮空氣泡沫車。（采用室內(nèi)消火栓管網(wǎng)供空氣壓縮泡沫是否可行？在充滿水時(shí)不能打開單向閥，如果為空管，那供泡沫時(shí)間需要多長？或邊放空管網(wǎng)，邊供泡沫？需要實(shí)踐數(shù)據(jù)作支撐） 2、水帶方面。應(yīng)配備一定數(shù)量中高壓水帶，耐壓能力在2.5Mpa以上。 3、水帶接口，應(yīng)逐步將其更換成中高壓水帶接口。,高層建

25、筑供水對(duì)裝備的要求,遇到水泵接合器供水時(shí)不成功時(shí)應(yīng)如何解決？ 1、接錯(cuò)水泵接合器。高區(qū)著火接到低區(qū)，火避免此類情況發(fā)生，水泵接合器上的標(biāo)記不應(yīng)只標(biāo)明是高區(qū)、中區(qū)、低區(qū)，應(yīng)細(xì)化到具體的層數(shù)，便于中隊(duì)快速展開戰(zhàn)斗。建議中隊(duì)開展六熟悉時(shí)要注意收集建筑的消火栓給水原理圖，這樣才真正做到對(duì)建筑物內(nèi)部消防設(shè)施了如指掌。 2、某些常開的閥門不慎關(guān)閉。需要著火單位的技術(shù)人員協(xié)助解決。 3、消火栓維護(hù)保養(yǎng)不到位，導(dǎo)致分區(qū)中間

26、的管網(wǎng)漏水（？）。,高層建筑供水對(duì)裝備的要求,如何測試高層建筑消火栓給水系統(tǒng)？ 1、將建筑本身的消防水泵調(diào)至手動(dòng)狀態(tài)，以免誤啟動(dòng)影響測試效果。 2、關(guān)閉天面水箱至管網(wǎng)的閥門。 3、打開水泵房消火栓管網(wǎng)泄水閥放水至高區(qū)天面試驗(yàn)栓剛剛不能出水時(shí)再關(guān)閉閥門。 4、利用消防車供水。將車載水泵壓力緩慢上調(diào)，直至天面試驗(yàn)栓充實(shí)水柱達(dá)到要求，保持車載水泵壓力不變約半分鐘后將車載水泵壓力緩慢下調(diào)至天面試驗(yàn)栓不能出