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高層建筑室內消火栓給水管道設計探討

時間:2018-3-8 10:33:00   來源:本網   添加人:admin

  山西建筑高層建筑室內消火栓給水管道設計探討吳杰生了三種環網的適用條件,指出對于設計中的具體問題應根據規范,靈活解決。

  在現行高層民用建筑設計防火規范(以下簡稱高規)中,明確規定室內消防給水管道應布置成環狀,其目的在于確保消防f管和豎管的雙向供水,提高供水的安全可靠性。而不設閥門的閉合(或環狀)給水管道,在發生事故的情況下,與枝狀管網相同,不能保證正常的消防供水,所以無閥門管道不成環狀,設計閉合的消防給水管道和閥門布置是高層建筑室內消火栓環狀管網設汁的兩個重要組成部分,二者相輔相成,缺一不可。

  1高層建筑室內消火栓給水管道設計在高層民用建筑中,室內消火栓環狀給水管網有水平環網、豎向環網和立體環網。從安全可靠性這個角度來比較,三種環網都比枝狀管網安全可靠,都能保證消防干管和豎管的雙向供水,在任一管段發生事故的情況下,豎向環網局部有橫干管不成環狀,豎向環網局部變成枝狀管網,安全可靠性較高,而立體環網仍為環狀管網,安全可靠性最高,水平環網的安全可靠性與水平及豎向是否同時成環有關,可能與豎向環網相同,也可能與立體環網相同,因此可以說豎向環網和水平環網是消火栓管道設計的基本要求,是必須要滿足的,立體環網的安全可靠性要比豎向環網高,水頭損失小,水力條件好。

  假定某豎向環網的橫千管和豎管管徑均為DNI00,在某——管段檢修的情況下,該環網可能出現的最大水流速度(最大事故流速)只與室內消火栓用水量有關。室內消火栓用水M又與火災危險性大小、撲救難易等因素有關。用水量越大,火災危險性越大,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災危險性大小和撲救難易等因素的一種量化反映。根據規范的編制思想,可以采用最大事故流速作為設計選擇消火栓環網的一個判定條件,最大事故流速小,采用安全可靠性較低的豎向環網;最大事故流速大,采用安全可靠性較高的立體環網。下面就以不同的室內消火栓用水量對假定的豎向環網做一分析:當室內消火栓用水量為20I/s時,最大事故流速為2.3m/s,小于現行建筑給水排水設計規范第2.6.8條的規定(消火栓系統消防給水管道水流速度不宜大于2.5m/s),這時假定的豎向環網能夠滿足規范要求,可以采用豎向環網;當室內消火栓用水量為30178時,最大事故流速為3.45L/S,大于規范規定的2.5m/s,這時需要合理布置閥門和消防泵出水管在橫千管上的位置,最不利橫干管的最大管徑為DN丨50,若使最大事故流速降到1.95mA,仍可以采用假定的豎向環網;當室內消火栓用水量為40L/s時,最大事故流速達到4.6ra/S,如果仍采用假定的豎向環網,不但要放大橫干管的管徑,甚至要放大消防豎管的管徑,投資增加較多,影響美觀,而且安全可靠性較低,這時就宜采用立體環網t水平環網在設計中遇到的較少,它適用于建筑體型和平面布除氧方法的探討,以求推動除氧技術的改進,使之性能穩定,除氧設備真正成為熱水鍋爐及采暖系統的守護神,由太原先科新技術有限公司提供的“新型解析除氧器”樣本,其除氧器是在解析除氧器基礎上開發設計的,為該公司的專利技術,其工作方式是:將價廉的氮氣經計量后進人渦流泵,氮H由鋼瓶儲存,渦流泵在工作時將氮氣與除氧水強烈混合,混合效率是解析除氧用引射器混合效率的3倍左右,所以氮氣用量少?;旌弦毫鹘浱厥饨Y構的脫氣罐后,氣體排放,脫氣后的水流人除氧水箱或直接由補水泵補人系統,經其脫氣后水殘余氧含Mh丁達0.1mg/L該設備不僅可以除氧,同時還可以去除二氧化碳、硫化氫等,與傳統解析除氧器相比,優點較多:傳統解析除氧器在除氧的同時又增加水中二氧化碳含量,對鍋爐及系統不利。

  新型除氧器同時可去除氧、二氧化碳,硫化氫等多種氣體氮氣解析除氣時,具有氮氣化學性能穩定、對鍋爐及系統無害等優點。

  新型除氧器裝機功率僅為傳統解析除氧器裝機功率的1/30,運行能耗省。

  故該新型除氧設備值得廣泛采用,同時使用該種新型設備,對大量的熱水鍋爐及系統的安全運行將起到積極作用。

  山西建筑置等比較特殊、不宜設置消防豎管的一些建筑,與其它兩種環網相比較,最大的區別是消防豎管變成橫干管,橫干管變成消防豎管,把原應接在消防豎管上的消火栓改接在水平環網的橫干管上,水平環網的橫干管可以設成水平環狀,也可以設成枝狀,這主要取決于每層每個防火分區內消火栓的個數,當消火栓個數不超過4個時,水平橫干管宜設成枝狀,橫干管長度較短,閥門較少;當消火栓超過4個時,橫干管宜設成環狀,閥門較少,橫干管管徑的計算方法是假定本層最不利橫干管檢修,由本層所有出水消火栓的出水量計算確定,但不小于DN100,水平環網的豎管與豎向環網的進水管相似,不少于兩根。某躍層住宅,戶門設在住宅底部的走廊層,每戶需在戶門附近設一個消防箱,箱內設兩個消火栓才能滿足任一點著火有兩股充實水柱同時到達的規范要求,采用豎向環網,消防豎管需穿過走廊上層的客廳和餐廳,影響使用和美觀;采用水平環網后,兩根消防豎管分別緝在走廊端頭的兩個管井內,橫干管設在走廊吊頂下,消火栓支管暗敷在墻內,整個系統能夠滿足規范要求,避免了豎向環網的弊端。

  在設計選擇消火栓環網時,最大事故流速是必須考慮的一個重要因素,還要考慮建筑體型、平面布置、功能要求等因素,在條件允許且投資增加不是很大時,應優先選擇安全可靠性高、水力條件好的立體環網,其次才是豎向環網,如塔式建筑、樓梯和走廊布置在建筑平面的中心部位,消火栓沿走廊布置,位置相對緊湊,容易水平成環,消火栓管道應設計成立體環網;通廊式建筑,走廊成長條形,消火栓環網宜設計成豎向環網;不宜設置消防豎管的建筑,消火栓管道應設計成水平環網。

  2高層建筑室內消火栓給水管道閥門布置無閥門管道不成環狀,而無原則的濫設閥門,不但會增加工程造價,而且根據安全度理論(串聯系統的總安全度為組成串聯系統的各環節安全度的乘積),會降低消火栓環狀管網的安全度,有害而無益。

  高層建筑主樓室內消火栓環狀管網閥門布置應考慮以下四個方面1)任一管段損壞,任一點著火都能保證有一股充實水柱到達。2)閥門設置的數量盡量少。3)為檢修消火栓和消防給水管網,閥門關閉的數量盡量少。4)消防豎管上不是必須設閥門,也可以設在橫干管上。

  現行高規改變了原篼規N-1的閥門布置原則,在7.4.4條關于閥門的布置中規定了三條。

  第一,室內消防給水管道采用閥門應分成若干獨立段。這是指消防豎管長度過長,消防豎管上的消火栓數量過多,在消防豎管的中間部位設閥門,也是指消防水箱出水管、消防水泵出水管和水杲接合器連接管與橫干管連接點處的橫干管上要設有閥門。

  當建筑高度超過50m或重要的建筑物,屋頂消防水箱宜分成兩個,兩根水箱出水管與橫干管連接點之間應設有閥門,其余建筑物只設一個水箱時,在這條出水管與橫干管連接點的兩側應設有閥門;兩個以上的水泵接合器連接管與橫干管連接點之間應設有閥門;兩條以上的消防水栗出水管與橫干管連接點之間應設有閥門。高層建筑消防豎管較長,應合理布置該閥門的位置,以免因某一管段檢修,消防用水過分集中于個別消防豎管中,使消防豎管阻力增大,造成消防水泵揚程的劇增。

  第二,閥門的布置應保證檢修管道時,關閉停用的消防豎管不超過一根,當消防豎管超過4根,可關閉不相鄰的兩根。即在檢修管道時,任一點著火都要保證有一股充實水柱到達,每層每個防火分區內消火栓不趄過4個,可關閉一個消火栓,消火栓超過4個可關閉不相鄰的兩個消火栓,這是高規對高層建筑主樓室內消火栓給水管道閥門布置的最終要求。

  消防豎管上不是必須設閥門,可以設在橫干管上,在設計中往往在消防豎管的上下端各設一個閥門,而消防豎管較多,閥門也就較多,要想使閥門數量盡量少,就需要減少布置在消防豎管上的閥門,并考慮消防水箱出水管、消防水茱出水管和水泵接合器連接管要求設在橫干管上。

  水平環網的閥門布置比較特殊,但基本布置原則不變,即在檢修管道時,任一點著火都至少有一股充實水柱到達,每層每個防火分區消火栓不超過4個時,可關閉一個消火栓,消火栓超過4個時,可關閉不相鄰的兩個消火栓。一般情況下當每層每個防火分區消火栓不超過4個時,水平橫干管宜設成枝狀,每隔一個消火栓設一個閥門;當每層每個防火分區消火栓超過4個時,水平橫干管宜設成環狀,首先用兩個閥門把水平環狀橫干管分成兩個管段,把相鄰的兩個消火栓分別接在不同的管段上,再在每段管段上每隔兩個消火栓設一個閥門,兩根或兩根以上的消防豎管之間應設有閥門。

  第三,裙房內消防給水管道的閥門布置,可按現行的國家標準建筑設計防火規范的有關規定執行,水平環網每隔5個消火栓設一個閥門,消防豎管不超過3根時,閥門布置與高層建筑消防豎管不超過4根時相同,消防豎管超過3根時,閥門布置與高層建筑主樓消防豎管不超過4根,且消防豎管相鄰位置關系不發生變化時相同。

  通過以上分析,室內消火栓豎向環網和立體環網閥門的布置分三步,首先是布置消防豎管上的閥門,其次是布置水平橫干管上的閥門,最后是檢橫干管和消防豎管上是否有重復設置的閥門,盡量減少閥門的數量。

  3結語現行高層民用建筑設計防火規范高度概括,高度濃縮,對于設計中的具體問題,還需要在理解規范編制思想和內在含義的前提下,靈活運用規范,具體分析解決。

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