小高層住宅小區給水及氣體頂壓消防給水設備設計淺探
2013-5-9 18:02:34??????點擊：
小高層住宅小區給水及氣體頂壓消防給水設備設計淺探
1前言
某商住樓由五棟10-15層的小高層建筑組成。其地下1層為車庫以及設備用房；1、2層為衛生院、會所、商場等；3層為管道轉換層；4層以上為標準層住宅。住宅每層面積650m2，六個單元，共計300戶。該小區總建筑面積為32000m2，建筑高度為48.50m。
2給水設計
2.1用水量及水源
該小區地下室及裙樓較高日用水量為60m3，塔樓(住宅)部分300m3，總計360m3。水源為自來水，即從小區南邊的市政自來水干管引入一根DN200mm給水管，接入地下1層的生活貯水池(100m3)和消防貯水池(367m3)作為本小區室內生活、消防給水水源。天面設置18m3的消防水箱一個，以保證消防初期的用水。
2.2給水方式
小區公共生活、住宅及消防用水均分開設置，其中生活給水分兩個系統。低區給水系統供應地下1層至地上3層的公共用水，設水表單獨計量，由城市自來水管網直接供水，以便充分利用城市管網的水壓。四層及以上樓層給水采用變頻調速水泵給水系統。
考慮到四層及以上樓層給水系統無調節水箱，故加壓泵按用水秒流量選型。水泵運行時，在變頻調速的同時有多種流量組合以適應不同用水量的變化，選用三臺主泵、兩臺小泵配一小型氣壓罐。三臺主泵二用(其中一臺恒速，一臺變速)一備，變頻調速裝置可以在幾臺主泵之間互相切換。夜間小流量時啟動小泵與氣壓罐共同供應生活用水，以節省供水能耗。
為使住宅給水系統豎向分區的水壓分布均勻，在四層及以上樓層給水分區的四-六層水表前的橫支管上，設置新型的可調節式減壓閥，把給水壓力控制在設定的范圍內，避免部分樓層的超壓現象，保證給水系統的正常運行和使用。
3氣體頂壓消防給水設備設計
本高層住宅區采用區域集中的室內臨時高壓氣體頂壓消防給水設備系統，消防泵房(與生活泵房合用)設于地下一層，消防貯水池容積為367m3，儲存2h的室內消火栓用水量270m3和1h噴淋用水量97m3。在十五層塔樓屋頂設有初期(10min)消防用水量18m3。天面消防水池用水由生活水泵供給。
3.1消火栓給水系統
室內消火栓用水量為10L/s，室外消火栓用水量為15L/s，火災延續時間按2.0h設計。系統基本流程為：消防專用貯水池→消防泵→總分配管和環狀干管→各棟塔樓的消防環狀管網。
每棟建筑的氣體頂壓消防給水設備系統消火栓栓口靜水壓不大于0.8MPa。管道在負一層、三層設備層和天面均連成環狀。消防泵(一用一備)的輸水管在水泵房外形成環狀，分別與管網相連，其開啟由消防箱上的碎玻璃按鈕或消防中心控制，以此來保證在火警時能使任何一個消火栓有足夠的水壓和水量。
當消火栓栓口出水壓力超過0.5MPa時，設置不銹鋼孔板減壓。
消火栓的布置應確保同層相鄰兩個消火栓水槍的水柱能同時到達室內任何部位。消火栓箱采用鋁合金箱，箱內配置：碎玻璃按鈕一個；警報器一個；指示燈一個；DN65mm消火栓一個；麻質襯膠水帶一條，L=25m；φ19mm×65mm直流鋁合金水槍一支；同時還配有供內部人員撲救初期火災的自救式小口徑(內徑φ19mm)膠管圈盤一套，噴嘴口徑為φ8mm，膠管長25米。箱體尺寸（mm）L×W×H=1100×650×240。
在首層消防通道附近設有兩套消防水泵接合器，以便消防車利用室外消火栓取水直接救援。
3.2自動噴水滅火系統
按照《自動噴水滅火系統設計規范》的規定，本工程火災危險等級屬于中危險級，噴淋系統的用水量為27L/s。在裙樓衛生院、商場、會所、地下車庫以及住宅層的走道、前室等均設自動噴水滅火設備。系統采用玻璃球噴頭，除廚房噴頭動作溫度為93℃外，其余部位噴頭動作溫度為68℃，每個噴頭保護面積不大于12.5m2。在裙樓自動扶梯周圍的防火卷簾處設加密閉式噴頭，其間距為2.0m。
根據建筑高度和每個報警閥控制的噴頭數不超過800個以及系統管網內的工作壓力不大于1.2MPa的原則進行垂直和水平分區。地下車庫分為三個區：首層分為兩個區；二層分為兩個區。每區各設置一組報警閥。
氣體頂壓消防給水設備系統設置兩臺噴淋主泵，一用一備，其開啟由濕式報警閥上的壓力開關控制或消防中心控制，1h后自動停泵。平時管網由全自動氣壓供水穩壓設備補壓，以保證系統較不利噴頭的水壓不小于0.10MPa。
3.3滅火設備
地下一層發電機房采用全淹沒CO2滅火系統，滅火劑設計濃度為58%。地下車庫、發電機房、變配電房、商場、電梯機房等處設置移動式滅火設備，按中危險級A類火災設計。
4小結
（1）小區采用變頻調速供水新工藝新設備，既節約能源又防止二次污染。生活給水系統取消了屋頂水箱，減少結構荷載，節省投資。
（2）“水表出戶”。每層設集中水表間，使檢修維護方便，抄表計費集中，節省時間，并減輕勞動強度，方便日后的物業管理。
（3）采用新型給水管材。住宅廚房、衛生間冷熱水管使用鋁塑復合管，鋁塑復合管防腐蝕、耐高溫、運輸和施工方便，是替代傳統鍍鋅鋼管的良好給水管材。
（4）為使住宅給水系統豎向分區的水壓分布均勻，在給水分區的較低三層橫支管上設置新型的可調節式減壓閥，把水壓控制在設定的范圍內，避免部分樓層的超壓現象，保證系統的正常運行和使用。
（5）在氣體頂壓消防給水設備系統中，消火栓系統在泵房形成環狀，保證了系統供水的安全性和可靠性。自動噴淋系統根據噴頭數量和功能分區，采用不同的報警閥控制，方便日后的物業管理。
氣體頂壓消防給水設備概述:
消防氣體頂壓給水設備是根據消防要求自主開發的一套符合消防標準的高科技產品， 符合國家消防行業標準GA30.4規定的十分鐘火災初期的滅火用水量和充實水柱的技術要求。該產品在結構上采取了標準化的設計，結構緊湊，使得安裝維護更加簡便，從而也減少了占地面積。其控制性能和可靠性能也有著顯著提高。
適用范圍: 該產品適用于寫字樓、賓館、體育館、住宅小區、熱電廠、倉庫等公共建筑的消防給水系統。
氣體頂壓消防給水設備產品特點
◎ 設備體積小，占地面積小，只有普通氣壓罐的1/3-1/2
◎ 設計采用模塊化、集裝化設計，施工費用低
◎ 滅火效果好，水量充沛
◎ 設備運行穩定，供水壓力恒定、使用維護方便
◎ 安全性能好 氣瓶采用優質材料特殊工藝加工而成，安全耐用
◎ 可靠性高 采用微機控制技術和UPS技術，設備具有自診斷功能和手動、自動、聯動功能和火災報警、故障聲光報警功能以及自動巡檢功能。
氣體頂壓消防給水設備技術參數
◎ 消防工作流量5L/S-60L/S
◎ 消防工作壓力0.4MPa-1.6MPa
◎ 設備有效水容積3m3-36m3
氣體頂壓消防給水設備工作原理
本設備主要有控制柜，穩壓泵，穩壓空壓機，集裝裝置，電接點壓力表，頂壓裝置，氣壓罐等設備組成。
其特征在于：氣壓罐上接有穩壓空壓機，氣壓罐上還接有頂壓裝置，頂壓裝置接有高壓氣瓶組（放置在集裝裝置內），氣壓罐通過止氣裝置接穩壓泵機組，穩壓機組接消防供水管。本實用新型的優點是氣室采用高壓氣瓶單獨設立，從而縮小了氣壓水罐的容積；壓縮氣體經減壓后，實現了恒壓供水。
設備運行狀態分兩種：設備待機穩壓運行和設備工作穩壓供水
※設備待機穩壓運行：
▲ 氣壓罐穩壓
該設備有檢測系統實施定時循環檢測，并反饋給微處理器。微處理器將檢測值與設定值進行比較，并迅速發出動作指令起停水泵和空壓機來保證罐內壓力。
首先，檢測系統檢測氣壓罐內壓力值，當罐內壓力下降到設定壓力值下限時，系統再向液位控制器發出檢測指令：
① 當檢測到此時水位低于設定水位高度時，立即向補水泵發出啟動指令，水泵啟動向氣壓罐內補水，當罐內水位達到設定值時水泵停止。此時系統再次檢測氣壓罐內壓力，當壓力還是低于設定值時再啟動穩壓空壓機向氣壓罐內補氣以提高壓力，當達到設定壓力時停止穩壓空壓機。壓力過高時有安全閥瀉壓。
② 當檢測到此時水位高于設定水位高度時，啟動穩壓空壓機向氣壓罐內補氣 以提高壓力，當達到設定壓力時停止穩壓空壓機。
▲ 頂壓系統保壓
在設備待機狀態下，系統時刻保證頂壓裝置能正常啟動，氣體壓力不損失。此過程也由控制系統實施實時監控，檢測氣瓶組氣壓值。當氣體泄漏，氣壓低于設備所需壓力時，補氣空壓機開始工作向氣瓶組內加壓，來保證壓力正常。當壓力達到設定值時設備停止運轉。
此功能改變了以前設備長時間不用，頂壓裝置氣壓嚴重不足的現象。
※ 設備工作穩壓運行
當火災發生時，消防設備投入使用、水壓迅速下降。當系統檢測到氣壓罐內壓力小于頂壓裝置設定的壓力下限時，控制系統給頂壓裝置信號，頂壓系統動作，氣瓶組閥門打開，氣瓶內的氣體經減壓進入氣壓罐中把罐內存儲的水排出，保證了消防系統恒壓供水。
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