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對《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJl6—87)若干條文的探討

論文類型 技術(shù)與工程 發(fā)表日期 2000-11-01
來源 第四屆全國給水排水青年學(xué)術(shù)年會
作者 梁文逵
摘要 梁文逵 廣東省建筑設(shè)計研究院   現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJl6—87)(以下簡稱《建規(guī)》)中關(guān)于高位消防水箱、消防水泵的設(shè)置規(guī)定不明確,消防水泵的啟動控制方式容易引起誤報、誤啟動。為此,本文探討如下:   一 關(guān)于高值消防水箱的設(shè)置高度問題   《建規(guī)》第8.6.2條文(以下簡稱 ...

梁文逵
廣東省建筑設(shè)計研究院

  現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJl6—87)(以下簡稱《建規(guī)》)中關(guān)于高位消防水箱、消防水泵的設(shè)置規(guī)定不明確,消防水泵的啟動控制方式容易引起誤報、誤啟動。為此,本文探討如下:

  一 關(guān)于高值消防水箱的設(shè)置高度問題

  《建規(guī)》第8.6.2條文(以下簡稱“該條文”)規(guī)定:高層工業(yè)建筑和水箱不能滿足最不利點消火栓水壓要求的其他建筑,應(yīng)在每個室內(nèi)消火栓處設(shè)置直接啟動消防水泵的按鈕,并應(yīng)有保護設(shè)施。因此,消防水泵設(shè)置與否取決于高位消防水箱(以下簡稱“水箱”)是否滿足該條款的規(guī)定。但《建規(guī)》中并沒有明確規(guī)定水箱的設(shè)置高度。計算水箱所需設(shè)置高度或確定是否設(shè)置消防水泵時,只能依據(jù)該條文第二款的規(guī)定:水槍的充實水柱長度應(yīng)由計算確定,一般不應(yīng)小于7m,但甲、乙類廠房、超過六層的民用建筑、超過四層的廠房和庫房內(nèi),不應(yīng)小于10m,高層工業(yè)建筑、高架庫房內(nèi),水槍的充實水拄不應(yīng)小于13m水柱。現(xiàn)以水槍的充實水柱長度Sk=7m來計算水箱所需的設(shè)置高度。
  當水槍的充實水往長度Sk=7m時,水槍噴嘴(口徑為19mm)流量qxh=3.8L/S,這時最不利點消火栓栓口(SN65)處所需水壓,應(yīng)由下式計算:

     Hxh=hd+Hq=AdLdq2xh+qx2h/B(mH2O)

  Hxh——消火栓栓日處所需水壓(mH2O);
  hd——消防水帶的水頭損失(mH2O);
  Hg——水槍噴嘴造成一定長度的充實水柱所需水壓(mH2O);
  qxh——直流水槍射流出水量(L/S);
  Ad——水帶的比阻,取0.00172;
  Ld——水帶長度(m),取25m;
  B——水流特性系數(shù),取1.577。
  求得Hxh=0.00172×25×3.82十3.82/1577=9.78(mH2O),加上消火栓栓口水頭損失(據(jù)有關(guān)資料:hxh<2mH2O)、最不利點消火栓至水箱之間管路的水頭損失(≈0.5mH2O),則水箱所需設(shè)置高度H=Hxh十hsk十hw=9.78十2十0.5≈12(mH2O)。水箱設(shè)置如此之高,在實際工程中難以做到,從而不能滿足最不利點消火栓水壓要求。
  另外,《建規(guī)》中按“滿足最不利點消火栓水槍的充實水柱長度”,計算確定高位消防水箱的設(shè)置高度,或確定是否設(shè)置消防水泵很不準確。因為消防管道管徑不同,消火栓栓口和水槍口徑不同,水槍充實水校長度的計算值各不相同,而且計算繁瑣,不便于執(zhí)行。建議按“保證最不利點消火栓處靜水壓力”規(guī)定高位消防水箱的設(shè)置高度。因“靜水壓力”比“充實水柱長度”更準確,易于執(zhí)行。同時《建規(guī)》中應(yīng)把對消火栓水槍的充實水校長度和高位水箱的設(shè)置高度要求分開明確規(guī)定。因為高位消防水箱設(shè)置高度除應(yīng)考慮保證最不利點消火栓水槍的充實水柱長度外,還受到建筑物本身結(jié)構(gòu)特點的限制,不可能 “有求必應(yīng)”,無限制地增高。即使置之于電梯機房上面,最不利點消火栓處的靜水壓力也只有7m水柱左右。另外,它側(cè)重于保證火災(zāi)前10分鐘的消防用水壓力,一般為沒有受過專業(yè)訓(xùn)練的非消防人員使用,如果出水壓力過大,水槍將難以架穩(wěn);而水槍充實水柱長度主要考慮火災(zāi)發(fā)生,消防水泵啟動加壓后,水槍射水達到室內(nèi)最高著火點的水柱滅火有效長度。側(cè)重于火災(zāi)10分鐘后消防隊員到場使用,快速有效控制、撲滅火災(zāi)。兩者側(cè)重點不同,制定規(guī)范時不應(yīng)互為條件應(yīng)獨立分開。

   關(guān)于消防水泵的設(shè)置問題

  由上討論得知,大多數(shù)水箱的設(shè)置高度均保證不了最不利點消火栓的水壓要求。在這種情況下,依據(jù)該條文第九款的規(guī)定,則大多數(shù)低層民用建筑不得不設(shè)置消防水泵。
  由于低層民用建筑特別是住宅,一般規(guī)模小,內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單。人員密度低,易于疏散和撲救。根據(jù)目前我國的經(jīng)濟狀況和消防車隊的裝備水平,低層民用建筑發(fā)生火災(zāi)時宜立足于消防車隊撲救。若非設(shè)置消防水泵不可,能否用生活水泵兼作消防水泵?
  我國大中型城鎮(zhèn)中,絕大部分城市供水壓力很低,一般四層以上的用戶均需增設(shè)生活水泵進行二次加壓。筆者認為:(1)低層民用建筑消防要求簡單,自救能力弱,消防用水量小,水壓低。最小消火栓用水量為5L/s,消火栓水槍的充實水柱長度不應(yīng)小于7m,這與100戶住宅(每戶生活用水為3.5當量)的生活用水設(shè)計秒流量、壓力相當;(2)生活水泵長期處于工作運轉(zhuǎn)狀態(tài),兼作消防加壓設(shè)備安全可靠性較高;(3)低層民用建筑消火栓系統(tǒng)免設(shè)增壓穩(wěn)壓設(shè)施,系統(tǒng)簡單,為生活水泵兼作消防加壓設(shè)備提供了前提條件。生活水泵出水管路、控制系統(tǒng)稍做改變就可兼作消防加壓之用。所以,用生活水泵兼作消防水泵,一方面可以充分利用生活水泵,節(jié)省投資,減少泵房面積,另一方面可以避免消防水泵長期處于非工作狀態(tài)運轉(zhuǎn)不靈,提高消防系統(tǒng)的安全可靠性,加強低層民用建筑的消防自救能力。
  另外,《建規(guī)》中對于水箱設(shè)置高度能滿足上述要求的其他建筑并沒有明文規(guī)定是否需設(shè)置消防水泵。這給各地消防主管部門執(zhí)行《建規(guī)》時造成一定的迷惑,也是消防設(shè)計人員與有關(guān)部門一直爭論不休的焦點之一。建議應(yīng)予以明確規(guī)定。
  生活水泵兼做消防水泵的工作原理(如圖所示):正常狀態(tài)時,生活水泵向高位水箱加壓送水,經(jīng)室內(nèi)生活飲用水管道輸送至用戶;發(fā)生火災(zāi)時,消火栓水槍射流出水。水箱底下消防總出水管上水流指示器①動作,或水泵出水總管消防用水端的水流指示器①動作,動作信號傳送到水泵控制箱,水泵控制箱發(fā)出信號關(guān)閉水泵出水總管生活用水端的電磁閥②,保證了消防管網(wǎng)用水。為了保證室內(nèi)生活飲用水的水質(zhì)衛(wèi)生,水箱消防出水總管和水泵出水總管消防用水端均需設(shè)置管道倒流防止器③,防止消防管網(wǎng)內(nèi)的非飲用水倒流進生活管網(wǎng)或水箱,避免生活飲用水因倒流而被污染。

  三 關(guān)于消防水泵的啟動方式問題

  消火栓系統(tǒng)是低層民用建筑最基本的滅火設(shè)備,發(fā)生火災(zāi)時,消防水泵及時、迅速啟動加壓是其正常運行的重要保障。為此,《建規(guī)》制定了該條文第九款的規(guī)定,以便迅速遠距離啟動消防水泵。但萬一出現(xiàn)如下情況:(1)無火災(zāi)時人為啟動消火栓處按鈕:(2)發(fā)生火災(zāi)時?;艁y中先啟動按鈕,再展開水槍、連接接扣、開啟栓口、持槍射水等過程中,由于操作不熟練而延誤時間,或僅啟動按鈕而來不及開槍射水。這兩種情況都會導(dǎo)致整個消防管網(wǎng)在沒有真正投入使用(無水槍出水)前消防水泵已經(jīng)啟動,造成消防管網(wǎng)壓力劇增,嚴重超壓并極有可能引起管網(wǎng)爆破,從而使整個消火栓系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。規(guī)范只強調(diào)火災(zāi)發(fā)生時消防水泵的及時、迅速啟動,卻忽視了整個消火栓系統(tǒng)實際運行的安全可靠性、準確性。為了避免上述情況下消火栓按鈕或誤動作所帶來的誤報,誤啟動。筆者認為,每個室內(nèi)消火栓處的按鈕不宜直接啟動消防水泵,可以把它作為警報信號傳送給消防水泵房或消防值班室、提醒管理人員應(yīng)立即查明、核實火情,防止誤報;嚴格地講,只有水流指示器的水力信號才是真正火警信號,才可以直接啟動消防水泵。為此,于上圖所示位置設(shè)置水流指示器①,并由其發(fā)出的水力信號直接啟動消防水泵。當然,緊急狀況下,在消防水泵房內(nèi),或消防值班室亦可直接啟動消防水泵。

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