王永強(qiáng)　李佳麗

(晉城市建筑設(shè)計(jì)院，山西 晉城　048000)

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2014版消防水規(guī)范高位消防水箱設(shè)計(jì)探討

王永強(qiáng)李佳麗

(晉城市建筑設(shè)計(jì)院，山西 晉城048000)

結(jié)合GB 50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，從流量、壓力、靜壓等數(shù)值方面，探討了消防水箱設(shè)置時(shí)流量開關(guān)開啟的流量值，分析了建筑群共用高位消防水箱時(shí)在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題，以保證消防給水系統(tǒng)的可靠性。

消防水箱，流量開關(guān)，共用高位水箱，水壓力

0　引言

GB 50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范(以下簡稱《消水規(guī)》)中關(guān)于消防水箱部分的規(guī)定更加系統(tǒng)全面，其變化主要是消防水箱有效容積有所增加，消防水箱最低有效水位滿足最不利點(diǎn)處的靜水壓力有所提高，穩(wěn)壓泵設(shè)計(jì)變化較大，消防水箱出水管管徑應(yīng)滿足消防給水設(shè)計(jì)流量，消防水箱出水管增設(shè)流量開關(guān)等。

本文介紹高位消防水箱設(shè)置計(jì)算，探討建筑群共用消防水箱的問題。

1　高位消防水箱設(shè)置

現(xiàn)行《消水規(guī)》高位消防水箱的有效容積有所增大，同時(shí)規(guī)范條文明確了有效水深計(jì)算方法。

下面介紹消防水箱最低有效水位滿足《消水規(guī)》規(guī)定的最不利點(diǎn)處的靜水壓力下最不利消火栓水槍噴射流量和充實(shí)水柱。

表1　不同靜水壓不同水槍噴射流量

由表1可知，消火栓水槍噴射流量隨靜水壓力值及水槍噴嘴直徑增加而增加。

表2　不同靜水壓力不同水槍直徑水槍噴嘴處壓力值

由表2可知，影響水槍噴嘴處壓力的主要因素是高位消防水箱的靜水壓力。

表3　不同靜水壓力不同水槍充實(shí)水柱長度

由表3可知，影響實(shí)水柱長度的主要因素是高位消防水箱的靜水壓力。

由表4可知，水槍噴嘴直徑對(duì)水槍噴嘴射出流量影響較大，對(duì)充實(shí)水柱長度影響較小。最不利點(diǎn)消火栓在靜水壓力7 m時(shí)對(duì)于直接滅火是有一定難度的，不過消火栓系統(tǒng)現(xiàn)行《消水規(guī)》將消防水泵的啟泵方式改成了自動(dòng)啟動(dòng)。消防水箱出水管上的流量開關(guān)信號(hào)應(yīng)能直接自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵，流量開關(guān)應(yīng)能在管道流速為0.1 m/s～10 m/s時(shí)可靠啟動(dòng)，對(duì)應(yīng)的管道流量見表5。

表4　《消水規(guī)》高位消防水箱不同靜水壓力應(yīng)用

表5　流量開關(guān)流速與流量對(duì)應(yīng)表

由表5可知，《消水規(guī)》流量開關(guān)啟動(dòng)流量與出水管管徑有關(guān)，流量開關(guān)應(yīng)能在管道流速為0.1 m/s～10 m/s時(shí)可靠啟動(dòng)對(duì)應(yīng)流量為0.79 L/s～314 L/s，由表1得出噴嘴直徑16 mm水槍在靜水壓力7 m時(shí)最小噴射流量1.96 L/s,此數(shù)值在流量開關(guān)流速0.1 m/s～1 m/s的靈敏度范圍之內(nèi)，因此消火栓最不利點(diǎn)一支水槍在最小靜水壓力值下能夠可靠啟動(dòng)消防主泵。

2　獨(dú)立的消火栓給水系統(tǒng)

獨(dú)立的臨時(shí)高壓消火栓給水系統(tǒng)是每幢建筑設(shè)置一套完整的室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)。高位消防水箱的設(shè)置問題根據(jù)《消水規(guī)》有效容積的規(guī)定及表4，表6來選擇，需要注意的問題是當(dāng)高位水箱最低有效水位不能滿足《消水規(guī)》最不利點(diǎn)處靜水壓力要求時(shí)需要設(shè)置穩(wěn)壓泵。

表6　《消水規(guī)》流量開關(guān)開啟流量值

2.1穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量

穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量應(yīng)大于消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)的正常泄漏量和自噴系統(tǒng)報(bào)警閥壓力開關(guān)等自動(dòng)啟動(dòng)流量。

表7　壓力管道嚴(yán)密性試驗(yàn)允許滲水量

表7水壓試驗(yàn)時(shí)的滲水量為室外管網(wǎng)的滲水量，允許滲水量與管材、管徑、接口方式、施工質(zhì)量、地質(zhì)條件等有關(guān)，實(shí)際設(shè)計(jì)中不便計(jì)算。穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量實(shí)際設(shè)計(jì)過程中還是按照消防給水設(shè)計(jì)流量的1%～3%取值，且不宜小于1 L/s。注意報(bào)警閥壓力開關(guān)的自動(dòng)啟動(dòng)流量，可參見GB 5135.2—2003自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)第2部分：濕式報(bào)警閥、延時(shí)器、水力警鈴中有關(guān)規(guī)定。

消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓泵設(shè)計(jì)流量10 L/s～100 L/s時(shí)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)壓泵設(shè)計(jì)流量為0.1 L/s～3 L/s，計(jì)算結(jié)果小于1 L/s時(shí)取1 L/s。

2.2穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力

穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力能夠滿足系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)和管網(wǎng)充滿水的基本要求。穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力要保持最不利點(diǎn)處水滅火設(shè)施在準(zhǔn)工作狀態(tài)下的靜水壓力不小于0.15 MPa，穩(wěn)壓泵設(shè)計(jì)壓力大于系統(tǒng)設(shè)置自動(dòng)啟泵壓力值0.07 MPa～0.10 MPa，這與消防穩(wěn)壓泵的設(shè)置位置有關(guān)，下面主要介紹高位消防水箱設(shè)置穩(wěn)壓泵上置時(shí)參數(shù)設(shè)置。

為了防止穩(wěn)壓泵頻繁啟停，系統(tǒng)設(shè)置氣壓水罐時(shí)調(diào)節(jié)容積應(yīng)根據(jù)穩(wěn)壓泵啟泵次數(shù)不超過15次/h計(jì)算，且有效出水容積不小于150 L(見表8)。

表8　氣壓水罐調(diào)節(jié)容積

穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力值應(yīng)保持最不利點(diǎn)處水滅火設(shè)施在準(zhǔn)工作狀態(tài)下的靜水壓力不小于0.15 MPa。穩(wěn)壓設(shè)施氣壓水罐的充氣壓力(最低設(shè)計(jì)壓力)P1應(yīng)為最不利點(diǎn)最小靜壓減去消防水箱最低水位與最不利消火栓的高差加上此管段水頭損失。消防系統(tǒng)氣壓水罐參數(shù)選用計(jì)算表見表9。

表9　消防系統(tǒng)氣壓水罐參數(shù)選用計(jì)算

設(shè)計(jì)中選用穩(wěn)壓設(shè)施氣壓水罐的充氣壓力(最低設(shè)計(jì)壓力)P1=0.15 MPa,在氣壓水罐工作壓力比為0.7時(shí)穩(wěn)壓設(shè)施計(jì)算結(jié)果見表10。穩(wěn)壓泵的揚(yáng)程計(jì)算應(yīng)在(PS1+PS2)/2時(shí)，水泵曲線高效區(qū)取值。

表10　穩(wěn)壓設(shè)施計(jì)算結(jié)果

3　區(qū)域的消火栓給水系統(tǒng)

區(qū)域集中高壓(或臨時(shí)高壓)消防給水系統(tǒng)，即兩幢或兩幢以上高層建筑共用一個(gè)泵房的消防給水系統(tǒng)在7.3.5條中提到了消防水箱共用問題。區(qū)域集中臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)在2014《消水規(guī)》中沒有明確提出高位消防水箱共用問題，如果共用時(shí)高位消防水箱至最不利消火栓之間的水頭損失如何計(jì)算均沒有明確規(guī)定。

消防給水管道水頭損失計(jì)算在2014《消水規(guī)》第10節(jié)水力計(jì)算中已有詳細(xì)介紹，管道水頭損失應(yīng)根據(jù)管材、水力條件等因素選擇，在管道材質(zhì)、水溫等選定后，水頭損失主要與管道內(nèi)徑、管道內(nèi)流速、管段給水設(shè)計(jì)流量和管道長度有關(guān)。水頭損失計(jì)算時(shí)流量該如何選擇，根據(jù)表1，不同靜壓不同水槍噴嘴流量不同，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)所選擇的水槍和滿足的靜水壓力選擇表1對(duì)應(yīng)的噴射流量作為水頭損失的計(jì)算流量，根據(jù)計(jì)算流量可以推導(dǎo)出管道內(nèi)的水流速度。水頭損失計(jì)算時(shí)管道的長度室內(nèi)可以簡化為支狀管網(wǎng)，按最不利管段長度計(jì)算消防給水管道的水頭損失。

根據(jù)水頭損失的計(jì)算可以選擇區(qū)域集中臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)共用高位消防水箱及穩(wěn)壓泵等設(shè)施的情況，共用高位消防水箱可以滿足區(qū)域集中臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)使用要求，經(jīng)濟(jì)合理。但是根據(jù)2014《消水規(guī)》建筑群共用臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)居住小區(qū)500 000 m2的保護(hù)面積偏大，針對(duì)建筑面積較大的小區(qū)建議設(shè)置兩個(gè)高位消防水箱滿足消防供水要求，使系統(tǒng)更加安全可靠。

4　結(jié)語

高位消防水箱是消防給水系統(tǒng)中除了消防水池外的第二消防水源，2014《消水規(guī)》也適當(dāng)提高了高位消防水箱的設(shè)置高度和有效容積，在經(jīng)濟(jì)合理的情況下提高了消防給水系統(tǒng)的可靠度。區(qū)域集中臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)在設(shè)置穩(wěn)壓設(shè)施滿足最不利消防給水點(diǎn)靜水壓力要求是可以共用高位消防水箱，但宜根據(jù)建筑群規(guī)模和重要性設(shè)置兩個(gè)高位消防水箱，保證一個(gè)消防水箱檢修時(shí)，另外一個(gè)消防水箱仍能滿足整個(gè)建筑群消防給水系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

[1]王增長.建筑給水排水工程——普通高等教育土建學(xué)科專業(yè)“十五”規(guī)劃教材[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[2]GB 50974—2014，消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].

[3]核工業(yè)第二設(shè)計(jì)研究院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第二冊(cè)建筑給水排水[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[4]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司，中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施給水排水[J].水務(wù)世界，2009(3)：59-60.

Discussion on 2014 edition Fire Water Specification of high-place fire water tank design

Wang YongqiangLi Jiali

(Jincheng Architectural Design Institute, Jincheng 048000, China)

Combining with the GB 50974—2014 Fire Water Supply and Fire Hydrant System Technical Specification, from the flow, pressure, static pressure values and other aspects, this paper discussed the flow switch open flow value in fire water tank setting, analyzed the matters should pay attention to in building group shared high-place fire water tank are design, so as to ensure the reliability of fire water supply system.

fire water tank, flow switch, shared high water tank, water pressure

1009-6825(2016)25-0119-03

2016-07-01

王永強(qiáng)(1983- )，男，工程師；李佳麗(1987- )，女，助理工程師

TU998.1

A