高层建筑人防地下室给排水设计探讨

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高层建筑人防地下室给排水设计探讨简介：人民防空地下室的设计应考虑平、战结合，设计中应考虑平时和战时功能的不同，采用减少或避免给排水管道穿越人防地下室顶板的方式，方便临战时转换。关键字：人防工程地下室给排水消防1问题的提出　　在人民防空地下室的设计中，防空地下室内部的给排水管道设计往往较易处理，难在人防地下室与上部高层建筑的管道要在满足人防规范的前提下进行联系。在《人民防空地下室设计规范》的第3.1.6条规定：“与防空地下室无关的管道，不宜穿过人防的围护结构。当因条件限制需要穿过其顶板时，只允许给水、采暖、空调冷媒管道穿过，且其公称直径不得大于75mm。凡进人防空地下室的管道及其穿过的人防围护结构，均应采取防护密闭措施[1-2]。”　　在高层建筑的给排水设计中，上部建筑的给水、排水、消防、喷淋管道绝大多数大于75mm，而且这条规范又是工程建设标准强制性条文，在工作中如何执行此条文是大家关心的问题。下面就高层建筑人防地下室的给水、排水、消防三个方面谈谈设计心得体会。2给水　　高层建筑地下室生活水池一般采用不锈钢生活水池，当其布置在人防工程防护区内时，战时可用作生活饮用储水池。平时生活给水管道通过集中管道井与上部建筑用水点相连，集中管道井布置在人防防护区外，因此，给水系统管道一般均在侧壁穿过人防围护结构，只需在人防围护结构内侧安装防爆波阀门即可。3排水　　高层建筑的上部排水的管道均与人防地下室无关，为避免排水管道穿过人防顶板，高层建筑应考虑管道转换层，上部建筑的排水管道在管道转换层集中后分两三个集中的出口排出，集中管道井的布置，给排水专业在建筑方案设计时就应参与。集中管道井宜布置在靠外墙或布置在人防地下室的防护区外，当不能布置在人防地下室的防护区外时，可采取做管沟或地下室顶板降板的方式处理。　　当上部为功能较简单的办公建筑等，卫生设施相对集中，管道相对较小，在底层无卫生用水设施时，可采取地沟的形式，排水管道在地沟中敷设，管道穿梁时预埋钢套管，地沟宽度一般为500mm，深度一般等于地下室顶板的梁高。管道在地沟中敷设完成后，地沟中回填细沙密实，其上再做建筑垫层。　　当上部为功能较复杂的宾馆、商住楼建筑等，特别是底层为小开间商店的商住楼，建设单位往往要求带有卫生设施，这种情况下，上部集中排水管道相对较多，底层卫生设施比较分散，可采取地下室顶板降板的方式处理。降板的深度一般为600mm左右，底层卫生设施和上部集中的排出管道均布置在600mm以内。如果再深，将增加地下室的土建造价。当底层卫生设施排出横管放坡仍不够时，可考虑部分卫生间再垫高。4 消防　　人防工程在乎时大多作为汽车库或自行车库，并且都设置了室内消火栓系统及自动喷淋灭火系统，而这些管道在战时又都为人防工程消防时需要使用的。根据《人民防空工程设计放火规定》第7.3.1条规定：建筑面积大于300m2的人防工程应设置室内消火栓；第7.3.2条规定，建筑面积大于1000m2的人防工程应设置自动喷淋灭火系统[3]。按此要求，平时设计的消防管道在战时是需要的，是与人防“有关的管道”，是可以穿过人防围护结构的，但应采取防护密闭措施。　　当高层建筑地下室不为人防地下室时，以往的消火栓立管DN100或DN150管直通上下，上部的管道穿过地下室顶板在地下室形成环网，常见的系统示意图见图1。　　当高层建筑地下室不为人防地下室时，设计人员往往为满足强制性规范而将直通上下的消火栓立管改为2—3根DN65管穿过人防顶板，笔者认为此种做法有牵强附会之嫌。然而，人防地下室与上部建筑的消防系统平时是一个整体，它们之间的联系又是必须的。因此，在这种情况下，笔者认为将人防地下室的消火栓系统独立设置成一个分区的系统是解决问题，满足规范条文的很好途径之一。布置的系统示意图见图2。此种布置形式没有消防立管穿过人防防护区的顶板，2根消防泵出水管穿过人防围护结构的侧壁与上部建筑的消火栓系统相连。战时因为这种布置形式穿过人防防护区的点少，所以方便临战转换。　　自动喷淋灭火系统管道一般设计在集中管道井中，集中管道井布置在人防防护区外，因此，自动喷淋灭火系统管道同给水管道一样均在侧壁穿过人防围护结构，只需在人防围护结构内侧安装防爆波阀门即可。参考文献：　　[1]CB50038—94，人民防空地下室设计规范[S].　　[2]建设部.工程建设标准强制性条文(房屋建筑部分)[M].北京中国建筑工业出版社2002.　　[3]CB50098—98，人民防空工程设计防火规范[S]. 简介：大多数消防水源提供的消防用水，都需要消防水泵进行加压，以满足灭火时对水压和水量的要求。水泵由于设置、维护不当产生故障势必影响灭火救援，造成不必要的损失。在此，笔者针对工作中遇到的几个消防水泵问题谈一谈个人的理解，以求方家斧正。关键字：消防水泵设置性能保护控制大多数消防水源提供的消防用水，都需要消防水泵进行加压，以满足灭火时对水压和水量的要求。水泵由于设置、维护不当产生故障势必影响灭火救援，造成不必要的损失。在此，笔者针对工作中遇到的几个消防水泵问题谈一谈个人的理解，以求方家斧正。一、多层建筑是否有必要设置专门的消防水泵《建筑设计防火规范》（以下称《建规》）第8.6.3条规定：“设置临时高压给水系统的建筑物，应设消防水箱或气压水罐、水塔”。照此规定，设置临时高压消防给水系统的建筑物，均应设置消防水箱。这类建筑多为4、5层的多层建筑，而市政管网的压力一般为20到30米水柱，为满足最不利点消火栓所需充实水柱的需要，这类建筑还应设置消防水泵。但是，多层建筑设置室内消火栓系统的目的仅是用来扑救初期火灾，大量的扑救工作还要依靠城市消防队，为此设置消防水泵难免有点浪费。对于这类建筑，不知是否可以借鉴高层建筑在消防水箱出水管上设置增压设施的做法，在消防水箱的出水管上设置能够通过消火栓箱内的按钮或由消防水箱出水管上的水流指示器启动的增压泵来满足充实水柱的需要。这种做法，增压泵设在了屋顶，是轻载启动，启动速度快，对扑救初期火灾应该有利。另外，在市政管网能够满足室内外消防用水量的前提下，不知是否可以考虑根据建筑物的不同用途来确定是否设置消防泵。即在厂区和大型的公共建筑内，提倡设立消防泵使其具备一定的自救能力，而在一般的居民住宅内，则允许其不设消防水泵，火灾时消防车利用水泵接合器在室外喷水灭火，毕竟即使在住宅楼内设了消防泵，居民也不一定能够正确使用。二、消防泵的性能和测试要求消防水泵与生活水泵和生产水泵相比性能上应有较高的要求，但我国现行规范对消防水泵的性能和测试要求没有做出较详细的特别规定，致使消防水泵在选用时无据可查，出现了多种问题。美国NFPA20对消防泵的性能要求是：消防泵的最大流量应为设计值的150%，扬程不小于选定工作点扬程的65%，关闭水泵时的扬程不大于选定工作点扬程的140%，稳压泵流量为1—2L/S，扬程为消防泵扬程的1.1—1.2倍。同时规定在消防泵出水管上应设测量用流量计，流量计应能测试水泵选定流量的175%，消防泵在出水管上应设直径大于89mm的压力表。建议关关部门参照美国标准对我国的消防泵设计、选用提出更有针对性、更明确的要求，以便在对消防泵的选用、检测过程中有据可依。三、水泵线路的敷设 在许多设计图纸中发现：消防水泵的供配电线路、控制线路多穿PVC管进行保护，并从吊顶内走线。笔者认为这种走线方法欠妥。尽管《建规》只要求消防用电设备的配电线路明敷时穿金属管，没有要求暗敷时穿金属管保护，但《民用建筑电气设计规范》（以下称《民规》）24.8.5条要求：消防联动控制、自动灭火控制等的线路，应采用阻燃电缆穿钢管暗敷在不燃烧体结构层内，保护层厚度不小于3cm，当必须明敷时，应在金属管上采取防火措施。《火灾自动报警系统设计规范》（以下称《自动报警规范》）第8.2.2条对此也做出了相应规定。我们知道，消防水泵在火灾发生后一段时间内仍要发挥作用，来完成对建筑火灾的扑救工作。因此在这段时间内，仍要保证水泵线路的安全。对于配电室与电气竖井距离较远，消防用电设备容量较大，线路无法暗敷的，可以在采取有效的防火措施后敷设在吊顶内。在这种情况下应避免采用耐火槽盒，因为吊顶也是火灾多发地段，敷设在吊顶内的线路火灾时并不安全，而且槽盒仅能防止外部燃烧对线路的破坏，无法防止槽盒内线路自身故障造成的火灾。建议消防水泵等重要消防设备采用耐火电缆供电，以保证发生火灾时能够在一定的时间内不受影响继续工作。四、消防水泵是否应设过载保护消防水泵是灭火救援的重要设备，在消防灭火中起着极为重要的作用。按照我们的习惯性思维，凡是重要设备就应设过载保护。但《民规》第8.6.3.5条、第10.2.2.4条(3)条规定:“对于突然停电会导致比因过负荷而造成损失更大的配电线路,不应装设切断电路的过负荷保护电器(如消防水泵的供电线路),但应装设过负荷报警电器”。照此规定，消防水泵不应装设过载保护切断装置。这主要是考虑到火灾发生时，应全力保证消防用水的需要，因为由于水泵过载可能造成的线路、设备损失与火灾损失相比微不足道。但在工程实际中甚至在一些标准施工图集，包括高校现行教材中所介绍的消防水泵电气图上，消防水泵电路仍然加上了过载保护切断电器,如《建筑电气安装工程图集》JD13-318页“高层建筑消防系统全电压启动消防水泵控制装置图（二）”。这显然不符合规范要求。五、消防水泵的控制（1）控制电压。《民规》第24.6.2.1规定：设在消防栓箱中的起动消防水泵的按钮及启泵信号灯的控制回路应采用50Ｖ以下的安全电压。第24.9.11规定：消防联动装置的直流操作电源电压应采用24V。这主要是防止使用消火栓时，有水溢出使消火栓箱及水、水枪带电伤及消防队员（这种击伤事故时有所闻）。但在施工实际及部分参考资料中消防栓按钮的操作电源电压仍接到了交流220V上，如前面提到的《图集》在同一页上就犯了这样的错误。（2）启动控制。消火栓泵有三个地方可控制启动。①根据《建规》和《高层民用建筑设计防火规范》要求，在室内消火栓箱处直接启动。②根据《自动报警规范》要求，在消防控制室处控制。③在水泵房消火栓泵附近控制。这样应正确处理以下两个问题：一是应正确确定消防控制室、消火栓按钮与消防泵房的控制优先级问题。一般来讲应以消防控制室远距离操作为主。但由于现今有关部门对远距离操作没有一个明确的指导标准，工程实际中做法很多，合理性、操作性难免良莠不齐。有的简单地将启停泵按钮并/串接到二次回路的手动启停泵按钮上，有的干脆去掉了热继电器，多数是在泵房控制柜上设置手动/自动转换开关，通常情况下置于自动位置。我们认为这几种方法都有所欠妥。宋高飞同志在《关于消防泵远距离操作设计的探讨》一文中提出将远距离操作继电器动作触点越过转换开关部分，直接接到消防泵主接触器的线圈回路，实现直接启动消防泵。我们认为设想不错，既解决了直接启动问题，又便于控制室统一监控，还满足了泵房控制柜处于任一状态时都能够远距离启动消防泵的需要。二是确定消防水泵采取何种方式启动。为尽快将消防设备投入工作以降低火灾损失，同时考虑到火灾时多数非消防负荷已经切断，消防水泵应优先采用全压直接起动方式。（3）故障控制。根据《自动报警规范》第4.2.1条要求，消防控制室应能显示消防设备的故障状态。由于技术问题,对电源断电等简单故障信号消防控制能够显示，而对其它故障信号如消防水泵过负荷故障信号由于在《自动报警规范》、《民规》都没有明确说明实现办法，施工实际中往往避开这一点,影响了控制室对设备故障的正确检测。 （4）用手动报警按钮代替消火栓按钮启泵。用消火栓处的手报代替消火栓按钮启泵在工程实际中比较流行,工程中多采用双触点按钮,一触点作手报用,将报警信号传送到火灾报警控制器,另一触点作启泵按钮用,把启泵信号送到控制室经双切换盒启泵。但根据《建规》第8.6.2(九)条、《高规》第7.4.6.7条：每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮。而手报按钮启泵是将火灾信号反馈到报警联动控制器，经确认后再由控制器启动消防水泵，并不是直接启动消防水泵。而且，这种代替方式对自动报警系统提出了较高的要求。在目前，由于自动报警系统误报率高及运行费用等问题，部分建筑的自动报警系统往往带病运行甚至不开通，难以发挥其应有的作用。因此，我们认为，还是不要提倡用手报来代替消火栓按钮启动消防水泵。六、消防泵的定期维护保养尽管规范、规章明确要求消防设施、器材应当定期维护保养，但是目前消防水泵都不能做到定期试机运行，天长日久导致泵体卡死、锈死，以至火灾时不能发挥应有的作用。10月25日广州日报就以《50万元消防设施为何滴水喷不出》为题披露了越秀区一德路综合市场内的消防设施由于没有维护保养，火灾时不能正常运行，造成特大损失一事。因此我们建议在规范中要求在消防泵中采用可编程序控制器（PLC）对泵组进行控制，实现消防泵在备用时定期试运行，扑救火灾时自动启动，从而有效地杜绝消防水泵关键时刻不能用的局面。参考资料:1、消防供水群众出版社2、关于消防泵远距离操作设计的探讨