建筑消防给排水设计的常见问题思考浅谈

建筑消防给排水设计的常见问题思考浅谈

孟凡栋 1   王宇涵 2

1. 同圆设计集团有限公司 山东省济南市  250000 2. 身份证号码： 23022719930729****

摘要：由于建筑结构日渐复杂，使用的材料日渐丰富，加大了建筑消防给排水设计难度。在科学技术迅速发展的时代背景下，我国开发了自动喷水灭火系统，作为建筑消防给排水的核心结构。该系统虽然引入了自动化控制技术，但是在流量、喷水压力、储水、水泵型号选取等多个方面的设计仍然存在问题，当前对于这些问题的研究不够深入，缺少针对性策略的提出。本文通过整理大量文献资料，结合建筑消防设计实践工作经验，尝试更为深入的探究。

关键词：建筑消防给排水设计；常见问题；对策

1建筑消防给排水设计的常见问题

1.1自动喷水灭火系统流量设计不合理

目前，大部分自动喷水灭火系统设计中，对流量问题考虑比较少，采用区间设定方法，根据模拟火灾消防相关数据，设计系统喷水最大流量和最小流量。当火势达到一定程度时，将系统喷水流量提升至最大，计算灭火所需时间，此部分时间的计算结果显示，可以为现场人员争取更多逃生的机会，同时对人身安全给予了一定保障。然而此部分模拟分析，忽略了系统喷水压力、喷水强度等参数。实际作业中，系统喷水流量与理论分析数值相差较大，当喷水量达到最大点时，未能达到预算的喷水覆盖面积，导致系统功能没有得到充分发挥，不利于现场消防指挥工作的开展。

1.2自动喷水灭火系统喷水压力设计不合理

为了加快建筑灭火工作的开展，很多给排水设计方案中将系统喷水压力数值设置过大，希望能够在短时间内喷射出更多水资源。然而这种想法的设计，没有考虑水压过大对管道的影响，从当前系统作业情况来看，由于水压设置过大，导致部分管道出现了渗水、破裂情况，不利于消防工作的开展。另外，系统喷水压力与系统喷水扬程密切相关。如果喷水压力设置不合理，则很难达到预期的喷水距离。而喷水扬程决定了系统喷水覆盖面积，对喷头设置合理性也会造成较大影响。在有限的建筑空间内，只有准确计算喷水压力与扬程之间的关系，采取合理调节方法，才可以保证两个参数数值变化不会发生矛盾，使其达到理想消防效果。

1.3消防水池储水量与用水量不符

由于火势不同，对消防给排水的需求存在一定差异，所以消防用水量不是固定的，需要根据建筑当前的火势情况确定。那么在现有的空间中，如何设置消防水池的储水量参数成为了设计难点。目前，大部分设计方案中没有具体提及消防水池储水量的设定，而是直接给出的设计方案，此部分数据设置不够严谨。通过收集大量建筑消防给排水工作开展信息发现，建筑内部设计的消防水池尺寸不一，储水量相差较大，并且存在建筑空间较小而消防水池占据空间较大、建筑空间较大而消防水池占据空间较小的情况，如此大的反差，造成了空间资源的严重浪费和消防给水不足问题，埋下了安全隐患。

1.4消防水泵选型不合理

消防水量给排水主要受消防泵影响，如果消防泵型号选取不合理，那么势必对消防系统喷水效果造成一定影响，包括系统使用寿命缩短、水资源喷射持续时间减短、增加栓口操作难度等问题。为了提高水资源利用率，尽可能的发挥消防系统作用，大部分设计根据建筑结构部署情况，设计了不同的喷头部署方案和压力控制方案。这些方案的实现，需要与之匹配的消防水泵搭配使用。然而，大部分设计方案未考虑此部分因素，而是采用统一规格配备消防水泵，导致实际作业效果与预期不符。

2建筑消防给排水设计问题解决策略

2.1自动喷水灭火系统流量设计新思考与优化

《自动喷水灭火系统设计规范》中9.1.3条规定：系统中流量的设计，必须以最不利点作用面积内喷头同时作业喷水消耗的总流量来确定标准数值。然而，实际作业中最大流量区域并不是喷头作业最不利点处作用面积。因此，当前大部分的流量设计存在问题，导致火灾现场喷水作业未能达到预期灭火效果。考虑到灭火系统作业期间，压力的平方数值与喷水量之间存在正比关系，喷头同时作业产生的流量是系统作业所需最小流量，而最大流量需要根据压力参数数值进行确定。一般情况下，系统作业流量最小点与压力最不利点之间存在较强的关联关系，并且流量最大点与压力最大点之间也存在较强的关联关系。所以，为了满足消防给排水需求，保证存水量能够达到喷水持续时间标准，同时保证喷水强度满足作业要求，应该按照流量最大处作用面积内喷头同时作业产生的喷水总流量展开设计。按照“喷规”9.1.2条中提出了如何划分压力最不利点的作用面积，根据此部分内容的理解，整理出流量最大点作用面积的划分方案：以矩形作为此部分面积划分区域，即流量最大点，要求配水管与矩形的长边保持平行，作用面积与矩形长度的关系为1.2倍作用面积平方根小于矩形长边长度。假设喷头全部开启消耗水资源产生的流量数值为Qb，选取消防专用变流恒压水泵为例，计算流量参数数值。

2.2自动喷水灭火系统喷水压力优化设计

系统喷水压力的设计，应该按照系统作业压力最不利点展开设计。按照“喷规”9.1.2条规定：关于水力的计算，应该选择矩形区域作为最不利点处面积，要求配水支管与矩形的长边保持平行，并且长度与作用面积的关系应该是大约等于1.2倍作用面积平方根。所以，作业压力最不利点面积的选取合理，能够达到火灾喷水作业要求。以系统作业压力最不利点作为设计突破口，通过分析此处喷头作业的喷水压力，是此部分设计的关键。其中，涉及到的参数有两个，其中一个参数为喷头灭火保护面积A（按照s单个计算），另外一个参数为喷水强度D。参数As数值的大小主要取决于喷头位置的布设，而参数D数值的大小主要取决于建筑危险等级。灭火系统喷水压力与扬程密切相关，为了满足系统作业喷水压力需求，必须合理设置扬程。以压力最不利点作为问题分析区域，计算喷头均切换到开启作业状态下的系统作业压力。选定出水口压力后，根据出口压力特性，推导喷水总作用面积的流量和压力值，最终确定系统喷水压力数值。

2.3消防用水量的确定及消防水池储水量的设置

为了满足消防给排水需求，消防用水量的计算应该以最大流量作为参数，开启所有水泵共同作业下消耗水量就是最终的消防用水量，而消防水池储水量需要与其保持一致，才能够保证给排水作业实际情况达到预期效果。按照“导则”5.4和“导则”5.5规定，分析建筑室内与室外消防所需用水量。一般情况下，室内消防所需用水量在20L/s左右，室外消防用水量更多一些，约为25L/s。确定消防用水量时，需要综合分析系统喷水压力、喷水持续时间、喷水流量等参数，最终确定用水量。根据喷水流量确定每秒用水量后，计算所有喷头全部开启条件下的用水量，与持续喷水时间最大值相乘，计算结果就是消防用水量。

2.4消防水泵型的合理选取方案

考虑建筑内部结构中，每一个区域对于消防用水量的需求存在一定差异，需要根据喷水压力、喷水用量、喷头布设角度等，分析消防水泵为建筑消防提供的喷水作用力需求，以分析结果中最大需求为标准，为各个区域分配不同的消防泵。在满足作业需求的情况下，选择价格比较低的设备作为消防系统部署材料，能够起到成本控制作用，优化设计方案。

3结束语

本文围绕建筑消防给排水设计的常见问题展开探究，通过整理大量文献资料可知，当前设计方案存在较多的问题。受这些问题影响，系统给排水实践应用未能达到预期的灭火效果。针对这些问题，本文按照系统设计规范和导则，提出了各项参数计算方法，确定了系统流量、喷水压力、消防水池储水量与用水量数值，优化了防水泵选型方案。

参考文献

[1]张亮.成都某超高层建筑给排水与消防设计要点探讨[J].给水排水,2019,45(1):77-80.

[2]陈云峰.超高层住宅水消防系统的设计思考[J].给水排水,2021,47(8):112-116.