超高層建筑消防系統(tǒng)設計若干問題探討

超高層建筑消防系統(tǒng)設計若干問題探討一、工程概述天立廣場位于武漢市漢口建設大道邊，建設大道是漢口嚴格規(guī)劃建設的大道，大道兩邊高樓林立，是武漢市的金融一條街。該地區(qū)有完善的城市基礎設施，供水可靠，水質良好；排水設施完善，有可靠的城市消防保證體系。天立廣場由不等高的169.2米A座和139.2米B座兩座高度均超過100M的塔樓組成，地下二層，有裙房五層，總建筑面積93616m2，地下兩層均設有停車場，地下二層為設備層。裙房設商場、餐廳、娛樂等多功能用房，六層以上為寫字樓。整個建筑為一多功能綜合性建筑。本工程水源由城市自來水管網(wǎng)供給。本大樓毗鄰建設大道，有城市干管通過，城市供水壓力最不利季節(jié)可達0.15MPa，進水管采用DN250給水鑄鐵管，設DN150水表一只。二、消防系統(tǒng)設置（一）消防用水量本大樓建筑高度為169.20米（A座），A座43層，B座33層，為超高層建筑，建筑設計防火按一類執(zhí)行。結合《建規(guī)》及《高規(guī)》7.3.5條,按一處火災計消防水量。1、消火栓系統(tǒng)室外：Q1=30L/S室內：Q2=40L/S2、自動噴淋系統(tǒng)均按中等危險級：Q3=6L/mimx200m2/60x1.3=26L/S3、水幕系統(tǒng)在防火墻大于3m2洞口水幕用水量按：q=0.5L/S.m計，Q4=0.5x30=15L/S根據(jù)《高規(guī)》，當建筑物內設有數(shù)種消防用水滅火設備時，其室內消防用水量的計算，一般可能同時開啟的下列數(shù)種滅火設備的情況確定：1)、消火栓給水系統(tǒng)加上自動噴水滅火設備。2)、消火栓給水系統(tǒng)加上水幕消防設備或泡沫滅火設備。3)、消火栓給水系統(tǒng)加上水幕消防設備、泡沫滅火設備。4)、消火栓給水系統(tǒng)加上自動噴水滅火設備、水幕消防設備或泡沫滅火設備。5).消火栓給水系統(tǒng)加上自動噴水滅火設備、水幕消防設備、泡沫滅火設備。根據(jù)本工程特征,按以上消火栓給水系統(tǒng)加上自動噴水滅火設備、水幕消防設備或泡沫滅火設備計列；同時火災次數(shù)按一次計，總消防水量為121L/S。（二）系統(tǒng)設置1、消防給水系統(tǒng)分區(qū)全樓采用穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)，穩(wěn)壓氣壓罐及穩(wěn)壓泵設置于屋頂水箱間，消防給水按栓口靜壓不超過0.8MPa,配合給水系統(tǒng)豎向分為兩個系統(tǒng)，在壓力超過0.5MPa的消火栓口處設減壓閥分區(qū)。自動噴淋系統(tǒng)結合報警閥數(shù)量設置分區(qū)，豎向共分為六個區(qū)。見表。表1消防給水系統(tǒng)分區(qū)一覽表(A座)系統(tǒng)編號分區(qū)號層數(shù)標高(M)高差(M)靜壓(水柱M)供水來源X2V43F162.6032.7024.9022F消防水泵36F129.9057.60IV35F126.5034.0023.0025F92.5057.00III24F89.1027.2023.0016F61.9050.20X1II15F58.5030.4023.80-2F消防水泵6F27.9058.30I夾層24.0033.0023.00-2F-9.0051.20表2消防給水系統(tǒng)分區(qū)一覽表(B座)系統(tǒng)編號分區(qū)號層數(shù)標高(M)高差(M)靜壓(水柱M)供水來源X2IV33F128.6036.1024.9022F消防水泵25F92.5057.00III24F89.1027.2023.0016F61.9050.20X1II15F58.5034.5023.80-2F消防水泵夾層24.0058.30I5F19.2028.2023.00-2F-9.0051.20表3噴淋給水管減壓孔板一覽表系統(tǒng)編號分區(qū)號層數(shù)管徑孔徑系統(tǒng)編號分區(qū)號層數(shù)管徑孔徑系統(tǒng)編號分區(qū)號層數(shù)管徑孔徑FAL2VI40-36FDN100d50FAL1II夾層-4FDN100d50FBL2II10-6FDN100d50V30-27FDN100d50I-1--2FDN10d50I2--2FDN100d50FAL1IV20-18FDN100d50FBL2IV30-25FDN100d50減壓閥FI-AL:后水壓0.6MP:FV-AL0.9MPIII13-10FDN100d50III19-16FDN100d50FII-ALFIV-AL0.9MP0.5MPFI-BLFIII-BL0.7MP0.4MP2、消火栓系統(tǒng)室內按二股水柱同時到達任何一點布置室內消火栓，每股充實水柱高度不小于13米，每座標準層布置消火栓箱4臺，消防電梯前室設消火栓1臺，每臺消火栓箱內配備DN65單口消火栓，20m襯膠水龍帶，d19直流水槍，小口徑消防水喉及軟管。消火栓箱設有破玻手動報警按扭，消防管系統(tǒng)設置壓力監(jiān)控系統(tǒng)，采用破玻按扭+壓力監(jiān)控的消防泵啟動方式，消防泵出水管設置泄壓裝置。每根消防立管流量按不小于15L/S計。屋面設置檢查用的消防栓并設置壓力檢測器。3、自動噴淋系統(tǒng)根據(jù)《高規(guī)》要求，各處均設置自動噴淋滅火系統(tǒng)，設置濕式報警閥13組，滅火噴頭采用玻璃球閉式噴頭，動作溫度除燒火間為79OC外，其余均為68OC，每只噴頭最大保護面積不超過12.5m2,各層配水干管設置水流指示器及監(jiān)控閥。4、水幕系統(tǒng)在防火墻開洞及防火卷簾上方設溫感雨淋閥和水幕噴頭，水幕系統(tǒng)接在各層的消防拴給水系統(tǒng)，由消防拴給水泵供水。（三）消防水池消火栓系統(tǒng)用水按火災延續(xù)時間3小時計，自動噴淋滅火系統(tǒng)按1小時計。不考慮室外消防水量，不計火災時外管補水量。消防水池容積為：V=40l/sX3.6x3+26l/sx3.6x1+0.5l/s.mx30mx3.6x1=687.6m3與生活用水共用水池，有效容積為900m3,根據(jù)地下室布置，水池面積183m2,有效水深4.9米，水池分為兩格，設置保證消防容積不被動用的措施。（四）高位水箱高位水箱消防水量按18m3儲存，并設置保證消防容積不被動用的措施。水箱間設增壓穩(wěn)壓設備。（五）消防水泵房消防水泵房設置于地下水泵間內(供22層以下）及22層設備間（供22層以上）。1、消防栓系統(tǒng)水泵（地下水泵間）選用選用XBD20-120型消防泵四臺，三用一備。Qb=72-100m3/hHb=120mN=45KW2、消防栓系統(tǒng)水泵（22層設備間）選用選用XBD30-80型消防泵二臺，一用一備。Qb=120-150m3/hHb=120mN=45KW3、自動噴淋系統(tǒng)水泵（地下水泵間）選用XBD20-120型消防泵二臺，一用一備。Qb=72-100m3/hHb=120mN=45KW4、自動噴淋系統(tǒng)水泵（22層設備間）選用XBD20-120TB型消防泵二臺，一用一備。Qb=72-100m3/hHb=120mN=45KW5、屋頂增壓穩(wěn)壓設備（屋頂水泵間）設計參數(shù)：下限壓力：P1=0.1MPa上限壓力：P2=0.3MPa30秒鐘容積V=0.6m3選用XQB-30/0.6型消防氣壓給水設備二臺。（各座一臺）(六）消防水泵結合器室外設置SQ-150型地上式消防水泵結合器7組。（七）急救滅火器材按規(guī)范要求在大樓各層布置干粉或泡沫滅火器。（八）氣體滅火裝置在變配電室、電氣控制室、電子計算機房、柴油發(fā)電機房及燃油鍋爐房設置二氧化碳滅火系統(tǒng)，變配電室、電氣控制室、電子計算機房采用全淹沒滅火系統(tǒng)，柴油發(fā)電機房及燃油鍋爐房采用局部施用系統(tǒng)。三、有關問題的探討1.消防管網(wǎng)超壓以及消火栓水泵啟動方式《高規(guī)》規(guī)定：“臨時高壓給水系統(tǒng)的每個消火栓出應設置直接啟動消防水泵的按鈕，并應設有保護按鈕的設施”，以便迅速遠距離啟動消防泵(設計中采用破玻按鈕)。火災發(fā)生時，在擊碎破玻按鈕后尚未動用水槍滅火這段時間，消防管網(wǎng)壓力劇增，將產生嚴重超壓現(xiàn)象，有可能引起管網(wǎng)爆裂，整個消火栓系統(tǒng)就會癱瘓,后果不堪設想。本設計采用了破玻按鈕+壓力監(jiān)控啟動水泵，在消防系統(tǒng)設置壓力監(jiān)控裝置，并與消防穩(wěn)壓設施結合在一起，當系統(tǒng)壓力下降到某一設定值時，壓力開關動作，該信號與破玻按鈕都動作時，消防泵啟動。本設計中采用了新型專用消防水泵，該水泵Q-H曲線幾乎為水平線，可以很好的解決小流量時超壓問題。2.防火卷簾水幕冷卻系統(tǒng)的設置處理根據(jù)《高規(guī)》5.4.4條要求“采用防火卷簾代替防火墻時,其防火卷簾應符合防火墻耐火極限的判定條件或在其兩側設閉式自動噴水滅火系統(tǒng)，其噴頭間距不應小于2.00M.”從火災延續(xù)時間與消火栓系統(tǒng)相同,而自動控制方式卻與自動噴水滅火系統(tǒng)相同，接在任何系統(tǒng)都不能滿足要求,參照條文說明，“為了確保其阻火的可靠性,必須在防火卷簾的兩側設自動噴水滅火系統(tǒng)保護，且為獨立系統(tǒng),火災延續(xù)時間3h，……”須單獨設置獨立系統(tǒng).設備間要增加一套水幕消防供水設備，及相應的一整套自動控制系統(tǒng)，且水池要增加三小時的消防水量，諸多弊端，宜選用滿足耐火極限的雙軌雙層防火卷簾或夾層防火卷簾，既保證防火要求，又可節(jié)約投資。本設計后來作了修改。3.避難層設置消火栓超高層建筑每隔15層須設避難層，設備專業(yè)也利用該層