住宅小区区域消防给水系统设计探讨

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1　工程概况

　　1995年，我院受兰化公司民用处的委托对该公司的3#、4#、15#、16#街区进行改造规划设计。在这次规划设计中，我们选择了3#街区作为住宅小区区域消防给水系统设计的试点，进行了住宅小区区域消防给水系统的设计尝试，并准备在此试点的基础上对其他街区进行改造。目前，该住宅小区的区域消防给水系统已建成并已试运行一年半，整个系统运行良好。现将该系统的设计情况作如下介绍。

2　3#街区原貌及现况

　　兰化3#街区是50年代规划修建起来的住宅小区，总占地面积5.56ha。本次规划设计前区内主要建筑是五六十年代修建起来的3至5层住宅，室内仅有生活给排水设施。近两年来修建了2栋8层住宅和1栋18层住宅，均按单体建筑的建筑防火要求修建了室内消火栓消防系统。8层住宅内按《建筑设计防火规范》要求修建了保证消防初期10min用水的高位水箱间和生活、消防合用的高位水箱，高位水箱内存3m3消防用水。室内消火栓系统设置了室外水泵接合器。18层高层住宅则按《高层民用建筑防火规范》要求设计了室内消火栓消防系统、消防加压泵房、高位水箱、室内地下生活、消防合用300m3蓄水池、室外地下水泵接合器井等消防设施。

　　本次改造规划设计后，小区内设计了2栋24层商住楼、3栋18层商住楼、1栋16层商住楼和20栋8层住宅楼，而且马上面临2栋高层商住楼的设计开工。在这种情况下，住宅小区内每栋单体高层商住楼的设计是按原先模式每栋单体进行消防设计?还是设计住宅小区统一的区域消防给水系统?我们面临着选择。

3　两种设计方案的简单对比

　　我们把按单体建筑进行消防系统设计定名为方案一，把按住宅小区进行区域消防系统设计定名为方案二，对两个方案进行了简单的对比，得出结论见表1。根据表1的对比，我们得出了区域消防给水系统在经济上、管理上比较优越的结论。经过市规划局，省、市消防主管部门的同意，我们确定了兰化3#街区按区域消防给水系统进行设计。

表1　消防设计方案对比

  方　案　一 方　案　二 高位
水箱间
数量 高层建筑
(每间按45m²计算) 6 1 多层建筑
(每间按20m²计算) 20 0 高位
水箱
数量 高层建筑
(每个消防容积18m³) 6 1 多层建筑
(每个消防容积3m³) 20 0 加压泵房数量
(每间加压泵房按60m²考虑) 6 1 消防加压泵型号、数量 (1)125DL×5泵4台2用2备45kW (1)150DL×6泵2台1用1备75kW (2)125DL×6泵12台6用6备30kW (2)稳压泵2台1用1备 (3)100DL×5泵8台4用4备22kW (3)1 000L气压罐1个 消防蓄水池数量、容积 300m³生活、消防合用水池6座，每座内存消防用水250m³ 400m³消防、生活合用蓄水池1座，内存消防用水310m³ 地下水泵接合器数量 高层建筑每栋楼5个，多层建筑每栋楼1个，总共50个 6 减压阀井数量 0 除最不利建筑物49^#楼由消防泵房直供外，其它5栋高层建筑消火栓消防系统、自动喷淋消防系统入口均设两个减压阀井，多层建筑设一个减压阀井，总共40个 外部消防管道 无 DN200管道850m

4　主要设计构思

　　(1)整个住宅小区同一时刻的火灾次数按一次考虑。

　　根据《建筑设计防火规范》第8.2.1条规定，城镇、居住区同一时间的火灾次数和城镇、居住区的人口数有关。本规划区总居住人口为7 242人，根据规范规定同一时刻火灾次数按一次考虑。

　　(2)选择由区域消防系统泵房供水的最不利建筑(要求消防水量最大、压力最高)，作为区域供水系统设备选型的依据。

　　本住宅小区内要求消防用水量最大，水压最高的是编号为49#楼的24层商住楼。该楼和54#楼同为24层商住楼，建筑高度相同，但由于距区域集中消防加压泵房较远，因此被确定为最不利建筑。该楼由于在底层有较大面积的商业营业厅和公共活动用房，因此室内除设计了集中消火栓消防系统外还按中危险等级在商业营业厅和公共活动用房设计了自动喷水灭火系统。室内消防流量为两个消防系统设计流量之和。

　　(3)小区室外消防管网设计为环形管网，且每栋高层建筑室内消防灭火系统进水管不少于两条。

　　根据《高层民用建筑设计防火规范》第7.3.1条规定，我们在设计室外消防管网时在本小区最外围建筑内侧的小区路网上设置了环形消防管网。这样，可以方便地与消防管网外侧的高层建筑和管网内侧的建筑物连接，保证建筑物消防用水的安全性。为了提高建筑物消防用水的可靠性，高层建筑的室内消防系统均有两条管道从不同方向引入室内，当其中一条管道发生故障时，另外一条进水管仍能保证室内消防系统的用水量。

　　(4)区域消防系统的消防加压泵房宜布置在本小区的中心地带。

　　本住宅小区总面积5.56ha，呈长方形，小区内6栋高层建筑布置在小区四周临街的街道上。为保证室外环形消防干管内压力的均衡，小区消防集中加压泵房的位置尽量布置在小区的中心地带，泵房的消防总出水管从两个方向和室外消防环状管网连接。

　　(5)设置小区集中使用的消防蓄水池，并按小区内消防用水量最大的一栋建筑物的室内消防设计流量之和储备消防蓄水量。

　　本住宅小区区域消防系统在集中加压泵房旁边设置了生活、消防合用储水池，并采取了消防储水平时不被动用的技术措施。消防储水量是根据本小区内消防用水量最大的49#楼的室内设计消防用水量之和计算而得，为310m³，设计采用了400m³生活、消防合用蓄水池。本小区位于兰州市水厂附近，有两条主干管从小区两侧主干道通过，并有两根DN150市政给水管线接入本小区内。

　　(6)小区内多层建筑的室内消火栓消防系统通过减压阀井与室外环状区域消防管网连接。

　　小区内8层住宅楼的室内消防要求与高层建筑相比消防水量、水压都较低。本设计将多层建筑的室内消防系统通过减压阀井和小区室外环形消防管网相接，大大提高了多层建筑的消防能力。减压阀井内的减压阀采用了既减静压又减动压的液压式减压阀组。为了提高可靠性，减压阀采用了并联阀组。

　　(7)集中消防加压泵房内采用先进可靠的计算机控制的临时高压给水系统。

　　集中加压泵房内除了按最大消防负荷选择消防加压泵外，还设计了稳压泵和小型气压罐。既保证室外消防管网随时保持高压状态，也使稳压泵不致频繁启动。各栋高层建筑内的消防控制讯号、报警讯号均远传至集中加压泵房内，通过计算机对泵房进行自动控制。

　　(8)设置统一的小区水泵接合器。

　　水泵接合器的主要用途是当消防水泵发生故障或遇大火，室内消防用水不足时供消防车从室外消火栓取水，通过水泵接合器将水送到室内消防管网。采用区域消防供水系统以后，既然主要的消防用水都可以从集中加压泵房外供而来，那么作为备用的水泵接合器自然也应可在外部统一集中设置。以这种推论为依据，本区域消防管网按小区内最大一栋楼的室内消火栓系统设计流量和自动喷淋消防流量之和在小区外部环状管网上设置了6组地下式DN100水泵接合器。由于是在小区内统一设置，水泵接合器的位置选择极利于消防车的进出、掉头、吸水、加压的操作。

　　(9)室外地下消火栓的设置。

　　室外地下消火栓的用途，一是提供室外消防流量，二是满足消防水泵事故状态或消防水量不足时消防车向消防管网补水之用。因此，从数量上，室外消火栓的数量应满足大于小区室内、外最大消防用水量之和；从分布上，室外地下消火栓应尽量围绕高层建筑布置，也应兼顾水泵接合器的布置和《建筑设计防火规范》第8.3.2条对地下消火栓布置的要求。

　　本小区结合小区四周的路网在小区内市政给水管网上共设置了10个DN100地下式消火栓。(10)区域消防系统中高位水箱的设置。

　　本住宅小区区域消防系统仅在小区内最高的24层商住楼上设置了20m3生活、消防合用水箱2座，其中消防容积18m3。一根消防总出水干管与室外环形区域消防管网直接相连，以满足各建筑物火灾初期前10min的供水要求。消防总出水管上设置了水流指示器，在消防水泵房内设有30L/s的加压泵2台(并联)。任意一栋楼内发生火警用水时，该加压泵均可手动或自动启动，以保证消防水量、水压。高水箱还采取了消防水平时不被动用的技术措施。小区的区域消防给水系统示意见图1。

5　对住宅小区区域消防给水系统的评价

　　(1)区域消防给水系统的用地、投资明显节省，有明显的经济效益和社会效益。

　　(2)由于将各高层建筑的消防管理统一集中在集中加压泵房内，大大提高了管理效率，简化了物业管理的层次。

　　(3)小区内多层建筑的室内消防管网直接与区域消防给水系统相接，使消防初期10min后的用水也得到了保证，从而使多层建筑的消防更趋于安全。

　　(4)由于减少了高层和多层建筑的生活、消防合用高位水箱的数量，也因此减少了生活用水的二次污染的机会，在一定程度上提高了供水水质。

6　区域消防供水系统尚需完善的问题

　　区域消防供水系统虽然使用日渐增多，效益也非常明显，但在规范中对此系统并未作明确的推荐。上版《高规》中在第6.4.7条曾提出过区域集中临时高压给水系统的概念。本版《高规》中虽然进一步提出了可共用消防水池、消防泵房(这实际也是区域消防系统的概念)，但区域消防系统所涉及到的诸如水泵接合器是按单体建筑考虑?还是按整个小区考虑?高位水箱可否整个小区只设一个?对区域消防系统有无新的技术要求等细节问题均无现行规范条文可作依据。因此，影响了这一优点很多的区域消防系统的推广使用。故希望在日后规范修订时能对该系统作出明确的推荐和要求，以便使该系统在日渐增多的小区建设中发挥节约占地、节省投资、提高物业管理效率的优越性。