高层建筑消防给水系统的设置和应用实例.pdf

黄俊山等： 商层建筑消防给水系统的设霞和应用实例 2 9 古目 同 建筑消防给水系统的设置和应用实例 黄俊山 ， 王宗禹。 ( 1 大庆市消防支队， 黑龙江大庆1 6 3 3 1 6 ； 2 青岛市消防支队， 山东青岛1 2 6 6 0 0 2 ) 【 摘要】 本论文针对近年来国内频繁发生的高层建筑火灾案例以及在高层建筑火灾扑救中面临的一系列 问题 ， 以大庆市万达广场为例 ， 从高层建筑消防给水系统方面分别介绍了大容积高位消防水箱的设置方法和高层 建筑外墙灭火系统的原理及应用 ， 从而为今后高层建筑消防给水系统的设计提供一些参考。 【 关键词】 高层建筑消防给水系统； 高位消防水箱 ； 高层建筑外墙灭火系统 【 中图分类号】 T U 9 7 6 5 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 1 ) 1 0 0 0 2 9 0 2 高层建筑火灾的扑救已经成为消防部门当前必须面对 的一个重要课题， 积极探索高层建筑消防技术 ， 搞好高层建 筑消防工作已刻不容缓。下面以大庆市万达广场为例介绍 一 下高层建筑消防给水系统最新应用实例。 1 工程概况 大庆市万达广场主要 由住宅区和商业中心两部分组 成 ， 其中商业中心又由贯穿整个商业中心的室内步行街、 娱 乐楼、 百货楼和两栋写字楼共五部分组成。由于每个部分 的面积都比较大， 通常情况下， 每个部分应当至少有一个独 立消防给水系统， 但这样不仅使消防工程施工的成本大大 增加， 使每个区域都要被消防泵房和消防水池及高位水箱 占去很大的面积， 而且在工程全面投入使用后 ， 对这些消防 设施后期的管理以及维护保养也要花费大量的人力物力， 造成很大的浪费。 综合考虑以上几点因素， 大庆市万达广场的商业中心只 采用了一套消防给水系统( 为临时高压给水系统) ， 这样即降 低了消防工程施工成本同时又方便了后期的集中管理。 2 高位水箱的分置 商业中心采用一套消防给水系统带来一个新的问题， 就是商业中心消防给水系统高位水箱的如何设置的问题。 商业中心这一套消防给水系统不仅包括室内消火栓系统和 湿式喷水灭火系统， 而且还包括水幕系统 和高压水炮系统 等 ， 若按一次火灾延续时间为 3 h 计算 ， 商业中心消防给水系 统若能满足火灾发生时前 1 0 m i n供水的需要， 至少需要设置 容量为 7 0 m 的高位消防水箱， 也就是说， 至少要把重达 7 0 t 左右的水箱放置在高达 9 8 m的写字楼 1 # 或者写字楼 2 的 顶层板上 ， 这给写字楼的结构无疑带来了巨大的负担。为 了减小写字楼顶层荷载， 避免对写字楼进行结构加固， 减少 工程造价和缩短工期， 故将 7 0 m 的高位消防水箱平均分成 两部分， 分别放置于写字楼 1 和写字楼 2 # 的顶层楼板上 ， 见 图 1 ， 在每个水箱出水口处设置单向阀， 让这两个水箱可以 同时为一套消防水系统供水。这样大大降低了每座楼的荷 载， 同时也满足了消防供水的要求。 3 高层建筑外墙灭火系统 大庆市万达广场在建的高层建筑共有 1 5栋， 其中建筑 高度在9 0 m以上的就有 1 2栋， 如果其中任意一栋高层建筑 图1 大庆市万达广场商业中心消防给水系统简图 发生火灾 ， 以现有的消防装备和扑救能力尤其是在超高度 举高车、 高喷消防车缺乏的情况下， 消防部门很难在短时问 内控制住火势。 从国内外高层建筑火灾实例来看 ， 高层建筑发生火灾 时 ， 冷却和控制火灾蔓延扩大的用水量非常大， 一般的用水 量需要每秒上百升至几百升， 而且 目前扑救高层建筑火灾 的消火栓系统的供水量约为每秒几十升， 只借助消防车往 高楼供水， 由于受水带耐压强度和消防车供水高度影响， 会 因供不上水而贻误灭火战机。经多方论证和现场考察， 在 高层建筑外墙的顶部周围安装环形喷淋管道， 在火灾发生 时能够及时喷水 由外至内给建筑降温， 不仅能在一定时间 内有效的控制火灾， 为消防部门救援提供便利， 而且还能有 效的阻止火灾产生的辐射热给邻近建筑带来的危害。 3 1 高层建筑外墙灭火系统的基本结构 l 一 外部供水管道 2 一 喷淋管道 3 一 管道支架 4 一 建筑外墙 5 一 室 内高压消防 和高压自来水 连接管道 图2 建筑外墙灭火系统原理图 ( 俯视 图 ) 高层建筑外墙灭火系统( 见图2 ) 是由外部高压供水管 道( D N 1 0 0的内外热镀锌钢制管道) ， 喷淋管( 有变径时可由 D N 1 0 0变到 D N 6 5或 D N 5 0 ， 以维持管道内的压力并减少重 3 0 低温建筑技术 2 0 1 1 年第 l O 期( 总爿 ； 1 6 0 期) 量， 见图5 ) 、 支撑架和室内高压消防水和高压 自来水连接管 道组成 。 图3 喷淋管道的结构 喷淋管( 上有问距为 1 0 0 ram， 直径为5 mm的喷淋水孔， 见图3 ) 环绕于高层建筑墙体的外周 ， 并由多个支撑架与高 层建筑墙体固定， 见图4 ， 同时， 与高层建筑的消防水、 自来 水和外部供水管道相连接。外部供水管道下部设有多个与 消防车连接的快速接头。与喷淋管相连接的室 内消防水、 高压自来水和外部供水管道均设有单向阀， 见图6 。 图4 喷淋管与支撵架图 图 5 建筑外墙灭火系统管道的变径 3 2 高层建筑外墙灭火系统的灭火原理 高层建筑一旦发生火灾， 在消防部门没有到达现场前， 通过高压自来水或者室内消防水向系统供水， 使喷淋管喷 出的水在高层建筑外墙的四周形成水幕向下喷淋 ， 降低高 层外墙的温度， 并阻止火势的蔓延， 从而起到灭火的作用， 见图7 。消防部门到达现场后 ， 利用外部供水管道上的快速 接12 1 ， 可以使一台或者多台消防车同时为系统供水， 以保证 顶部环形喷淋管道的压力和水量 ， 经测试， 本灭火系统在高 层建筑顶部水压可以达到 0 2 MP a ， 消防水量大于 3 0 L s ， 可 满足火灾发生时的灭火要求。 环形管 图7 建筑外墙灭火系统的喷水示意图 3 3 高层建筑外墙灭火系统的特点 ( 1 ) 结构简单， 便于安装。该系统有两只竖管和一个 水平环形钢管， 以及几处单 向水阀组成。环形钢管螺旋形 布设三排喷水孔， 设计合理， 结构简单 ， 便于安装、 防损易 修。安装时对建筑物的破坏性极小。 ( 2 ) 操作便捷， 启动迅速。该系统平时干管， 火灾时 由两路供水： 一路是地面消防车通过竖管向环状管网内高 压给水。另一路是住宅内生活水网或消防水网， 通过开启 单向水阀， 向环状管网里注水。在消防车没能及时到达， 由 第二路供水完全可以达到灭火效果。即便是未经培训的 人， 通过开启单向给水阀， 环形管上的三排喷水孔即刻形成 立体水幕， 达到灭火作用。楼有多高， 系统就跟多高， 随之 消防水就跟多高 ，此灭火之讯速， 等同于就地取水， 而普通 消防车接口 自来水 图6 建筑外墙灭火系统的结构简图 的消防车， 自接警到火灾现场至少需要五分钟以上的时间， 加之到现场后展开装备， 启动设施再进行灭火救援就需要 更长的时间。 ( 3 ) 安全可靠， 灭火有力。试验发现， 通过环形管上 布设的三排喷水孔， 向下形成了立体水幕， 起到了阻断上升 烟气 ， 扑灭外墙火焰， 冷却周边温度的作用。充分达到了预 期的灭火救援效果。 ( 4 ) 价格低廉， 经济适用。由该系统组成便知， 系统 主要由钢管和为数不多的几个单向阀门组成， 不论在建或 在用的建筑都可以安装 ， 且对建筑无破坏， 成本极低。 4 结语 在不违反国家现行标准的前提下 ， 通过适当而灵活的 改动， 将同一消防给水系统的大容积的高位消防水箱分开 设置， 不仅可以节省巨大的资金投入， 而且还可以大大提高 场所的安全系数。同时， 高层建筑外墙灭火系统的推广及 应用， 可以极大的扭转高层建筑外墙火灾越演越烈的不利 局面， 产生极大的社会效益， 为百姓的安全 、 平安造福。 参考文献 1 G B 5 0 0 4 5 - 9 5 ( 2 0 0 5 年版) ， 高层民用建筑设计防火规范 s 2 G B 5 0 0 1 6- 2 0 0 6 。 建筑设计防火规范 s 3 G B 5 0 0 8 4 2 0 0 1 ( 2 0 0 5 年版) ， 自 动喷水灭火系统设计规范 s 4 ( 美) 弗兰克 P 英克鲁佩勒 戴维 P 戴威特 传热的基 本原理 M 葛新石。 王义 方， 郭宽良译 【 5 霍然， 胡源， 李元洲 建筑火灾安全工程导论 M 合肥 ： 中国 科学技术大学出版社， 1 9 9 9 6 霍然 性能化防火分析 与设计 z 火灾科学国家重点实验室 研究生讲义 【 收稿日期 2 0 1 1 - 0 8 - 2 2 作者简介 黄俊l l J ( 1 9 7 1 一) ， 黑龙江齐齐哈尔人， ： 程 帅 ， 主要从m消防舱错管理 ： 作。