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一、 轻钢结构住宅相比于传统住宅,有其突出的优点
1.轻钢结构配件制作工厂化和机械化程度高,商品 化程度高。
2.现场施工速度快,主要为干作业,有利于文明施工。
3.钢结构建筑是环保型的可持续 发展产品。
4.自重轻,抗震性能好。
5.综合经济指标不高于钢筋混凝土结构。
二、结构体系选型
1.冷弯薄壁型钢体系
构件用薄钢板冷弯成C形、Z形构件,可单独使用,也可组合使用,杆件间连接采用自攻螺钉。这种体系节点刚性不易保证,抗侧能力较差,一般只用于1~2层住宅或别墅。
2.框架的选择
现阶段,在多层钢结构房屋建筑中这种体系的应用相对较广,在纵横向位置都设置为钢框架,门窗的设置有一定的灵活性存在,能够对较大的开间进行提供,为用户二次设计提供便利,与各种生活需求相满足。钢框架与楼盖的组合作用进行考虑,在低多层住宅中应用时,通常能与抗侧要求相满足。由于现阶段框架结构大多数为H型钢,很难对弱轴方向柱梁连接的刚度进行保障,所以在设计施工时应进行合理操作。
3.框架支撑体系
对于加大风载或地震作用的区域,为了使体系的抗侧刚度得到提升,对轴交支撑或偏交支撑提升的效果较好,该体系属于多重抗侧体系,而且可以将梁柱节点及柱脚节点设计成半刚接、胶接形式,存在简单的施工构造,基础对轴力进行承受,存在较小的提醒,因此被人们所广泛接受。
4.框架剪力墙体系
在低多层住宅工程中,能够对传统的剪力墙体系进行应用,例如钢板剪力墙、钢筋混凝土剪力墙。目前正在研发的一种较为理想的抗侧结构则是空腔结构板,作为一种新型的轻质板材,运用黄纸制成的具有众多等边空腔结构的板状基架,通过浸渍逐渐形成。该板材能够与钢框架实施可靠连接,从而产生新型剪力墙。
三、多层轻钢结构的设计
在多层轻钢结构房屋的设计中,主要结构体系一般有四种:冷弯薄壁型钢体系、框架结构体系,框架支撑体系和框架剪力墙结构体系。由于框架结构体系可提供较大空间、门窗设置灵活、受力简洁易形成纵横框架,并且框架可与楼盖组合共同抵抗水平荷载作用,因而,在多层轻钢结构中得到广泛应用。楼层可采用主次梁体系及压型钢板组合楼盖。在组合楼盖中,楼板与钢梁间要设置抗剪连接件,以提高结构整体刚度和承载能力,抗剪连接件有抗剪栓钉、抗剪槽钢和抗剪弯筋等,但常用抗剪栓钉,栓钉的大小和配置数量应根据规程计算确定,并要满足相应的构造要求;为保证钢板与混凝土结合面上能可靠传递梁内的纵向剪力,对无痕开口式压型钢板,根据计算设置剪力钢筋并要满足相应的构造要求。
四、设计及施工中易出现的问题
1.设计中的问题
多层轻钢结构的应用还处在起步阶段,相关技术规范、规程还在完善之中,设计、构造和施工仍存在着有待解决的问题,如多层轻钢结构承重结构体系、施工和安装技术、新型维护结构体系、承重与维护结构的连接方法和相互作用等方面的设计问题都在研究之中,其中在设计杆件节点和组合楼盖方面的出现的问题较普遍。
(1)支座的计算简图。通常对于框架结构的支座设计应为固端连接,在实际工程中,钢筋混凝土很容易有固端连接出现,而对于一般的钢结构则不太确定,由于腐蚀钢材的现象无法避免,在地基内对钢柱实施锚入的难度较大,一般采用锚栓将钢柱与高出地面的混凝土基础上进行连接,该处理方法很难达到固端连接的作用。由于在施工过程中,锚栓安装存在误差、混凝土浇筑及养护不当以及基础存在的不均匀沉降等都会导致柱基节点的固结无法实现。
(2)设计压型钢板和混凝土组合楼盖。与施工规程要求相结合,在组合楼盖中,在对痕、加劲肋或冲孔的压型钢板进行运用时,可无需对剪力连接钢筋进行设置,通过这些刻痕,叠合面上的纵向剪力会进行传递,但在施工过程中由于钢板具有不透水性及防腐层,使得接触面的结合作用得到大大削弱,而该位置的混凝土由于局部存在的高水灰比会使得强度出现下降。其次,与组合楼板的优点之一相结合,可以在施工中对压型钢板进行运用,使其发挥永久模板的作用。因此,压型钢板的运用总是采用模板,达到一材两用的效果。
2.施工易出现的问题及处理方法
(1)构件节点的施工,包括框架柱、主梁与连续次梁节点施工。根据设计意图,这些节点为刚性连接,如果设计时选用了焊接与高强螺栓连接的过渡间接连接节点,焊缝可在工厂进行,工地只进行螺栓连接,连接质量得到了保证。多层轻钢结构跨度不是很大(一般69米),出于经济的考虑往往采用直接焊接,即组合工字梁上下翼缘直接焊在H型钢或组合工字主梁上,腹板采用过渡板配以安装螺栓孔,由于下料误差、放线偏差等原因被焊母材间隙过大,冀缘焊缝质量很难得到保证,出现堆焊、虚焊、夹渣等焊接缺陷,致使次节点形不成刚接,严重影响结构的安全可靠,为此,要严格施工管理,保证各构件准确就位
(2)抗剪栓钉的施工。栓钉的施工应按“栓焊施工技术规定”来实施,正确选择焊接电流和焊接时间,调整栓钉伸出瓷环长度和栓钉的提升高度等,经严格检验后,可保证栓钉的焊接质量。如果操作上产生偏差一般会出现未焊透压型钢板或焊穿压型钢板使孔直径大于挤出的焊脚等焊接问题,这些问题都影响了栓钉、压型钢板和钢梁三者的有效熔合。应合理选择焊接参数,严格按操作规程施工,经试验、检验合格后再进行施焊。
一旦这些问题出现,应运用补救措施进行解决。应打掉未焊接的栓钉重新施焊电流,提升焊钉高度,确保施焊面应处于光洁平整状态。但存在凹坑时,应采用手工焊的方式进行填平。应在核定的时间对完成施焊,与压型钢板焊穿,使得构成的孔直径应超过挤出焊脚的焊接问题出现,其原因是由于电流过大、焊接时间过长导致在挤压钢板的焊钉之前会有较大的熔孔出现,一旦有该情况发生,会影响到组合板端部的锚栓,钢板的清微滑移会在后期施工及使用中产生不利影响,应通过仔细检查,当有上述问题出现时及时进行处理。通过在钢梁或压型钢板之间进行补焊的方式进行操作。
五、结语
在我国房屋建筑中,轻型结构处于快速发展阶段,在多层房屋中的应用相对较多,应通过研究、分析及经验总结,促使建筑和结构设计、制作及安装等技术都会有出现显著发展,使得我国轻钢结构技术与国际发展水平相接近。
社会经济正在不断的、快速的发展,然而随着经济和人口的增长,地球的使用面积却越来越局限。目前的城市里大多都是高林耸入的高层建筑,虽然在很大程度上解决了人类的居住问题,但也随之带来了安全隐患。如今,人们的、居住的条件已经得到了很大的改善,不仅仅只是为了生活而生活,而更多的是要求精致和品位。无论是工作还是居住,其堆放的可燃物都是比较多的,这也就造成了人们安居乐业的安全隐患的产生。更何况工作、生活的场所几乎都是多层结构的建筑,在逃生这一块看来,还是有着诸多不便的。但人们似乎并没有将这个问题严肃来看待,只是把火灾的重要责任全部都抛给了建筑单体本身所具有的消防设施,以及消防部门的扑救,也就是说,在保护自己安全的这一点上,人们似乎没有太重的意识,而是过分依赖他人。多层建筑的消防应该着重体现在建筑的设计上,而不只是简单的做样子。对于疏散人群的楼梯、消火栓以及稳压、自动喷淋等等这些消防工具,都需要专业的设计人员进行考虑设计,因为他们对于建筑物消防设施的设计是直接影响到建筑物的防火以及救火效果的。
一、我国多层建筑消防系统的现状
在我国的大中小城市以及周围乡镇中,多层建筑是被广泛运用的,而学校、医院、商场、娱乐场所等等几乎全都是多层的建筑物,而其室内的消防系统基本上都是消火栓这种非常老式的消防模式。虽然在我国新修改的《建筑设计防火规范》中,已经增加了对自动喷淋灭火系统的设置范围,而比较重要的公共场所也已经在消防部门的严厉控制下改革为自动喷水灭火系统,但以设置室内消火栓为消防模式的多层建筑物仍然占据着很大的比例。
二、我国多层建筑消防系统的问题
在过去,已经发生了的众多的火灾事故中,有相当多的多层建筑室内的消火栓系统在控制火灾前段时间的作用都是微乎其微的,由此可以看出,室内的消火栓使用的效率并不高,这是因为消防人员一般都会采用将消防车水龙带直接接到室内进行使用,又或者是利用消防车在室外直接朝着火的部位进行喷洒,所以一般来说,室内的消火栓设置的意义几乎是无法体现出来的。造成这种现象的原因主要有:现如今,全民的消防意识普遍都不够高,灭火的技能以及基本的灭火器材操作知识十分的缺乏。在现实中,发生火灾的时候,人们基本上都不可能有效的使用室内消火栓系统来进行灭火。所以,室内的消火栓系统最终还是需要经过严格训练的专业人员或者是消防队员来进行操作使用;经过实践的调查显示,很多的多层建筑室内的消火栓大多数都得不到良好的维护保养,从表面上就可以看出不是阀门锈蚀到已经不能开启,就是水带或水枪已经缺失,从而导致了在关键
的时候根本无法使用。可以说,这都是因为人们的安全意识不够高,一旦火灾真的发生了,消火栓将会是消防人员到来之前唯一可以进行自救的工具,对它的破坏,其实就是对自己生命的不在乎;从安全的角度上来讲,在能够利用外来的水源进行灭火活动的时候,而多层的建筑物高度又不是太高的时候,尤其是在没有人员被困在火场的情况下,消防队员是完全没有必要冒险进入多层建筑室内取用消火栓来进行灭火活动的。除此之外,随着经济的发展,住宅、办公、娱乐消费等等公共场所的装修标准,也是在大幅度上升的,其实这样一来建筑的火灾隐患也大大的增加了。在多层建筑的室内设消火栓系统,其主要的目的就是为了能够控制初期10 分种以内的火灾。然而,反应速度相对比较滞后的室内消火栓系统,却又非常容易耽误火灾初期极为宝贵的扑救时间,从而造成火势蔓延的大火。
三、如何有效的加强多层建筑消防系统
(一)加强人的安全意识
关于这一点必须大力的宣传,使人们在头脑中形成一种安全意识。比如说,怎样在火灾发生后逃生;怎样安全的使用火、安全的使用电等等。可以制作成文字图片张贴在人们居住附近的公告栏,也可以与电视系,在电视节目上频繁的播出,目的就是务必要使每一个人都清楚的知道怎么做才会安全的,甚至消防设施应该怎样用也是每一个人都应该知道的。
(二)设置灭火系统
The Design of Water Supply for Fire System of Residential Quarters
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
中图分类号:TU998文献标识码: A
引言
随着我国城市化建设飞跃式的发展,不论是大城市,还是小城市,各式各样的建筑如雨后春笋一般,一座座就矗立在了我们广阔的土地上。消火栓系统作为最基础的灭火系统,它是否可以有效的、及时的扑灭火灾,严重影响着人民的人身安全及居住建筑和公共建筑财产安全问题。各种建筑的消防设计更是建筑体系中一项重要的任务。
一、消火栓给水系统分类及组成
消火栓给水系统分为室内消火栓系统及室外消火栓系统两大类。根据系统压力来源不同又分为常高压系统、临时高压系统。水压和流量在任何时间和地点均能满足灭火时所需压力和流量,系统中不需设置加压设备的消防给水系统为常高压系统。系统内最不利点周围的平时水压和水量不能满足消防时所需要求,火灾时需起动消防水泵,才能保证系统流量和压力对消防时的要求的为临时高压系统。室外消火栓系统通常为常高压系统(也有例外的情况,需根据建筑情况具体分析),室内消火栓系统通常多为临时高压系统。
室内消火栓临时高压系统由市政水源、消防水池、消防泵房、消火栓增压泵、消火栓横向及竖向环管、消火栓及消防高位水箱等几大部分组成。
二、消火栓给水系统的形式
消火栓给水系统的确定不光要考虑安全、经济两方面的因素,还要结合建筑物的形式、高度、体积、可燃物多少以及扑救火灾的实际操作情况来确定消火栓给水系统的方式。
1、消火栓系统由市政供水管网直接供水方式
当市政的给水管网在任何时候都能够保证室内最不利点消火栓系统所需要的设计水量、设计水压和灭火设施的要求时,系统可采用市政管网直接供给建筑内部消火栓。其适用范围如下:
1.1 建筑高度不太高,建筑体积不太大,如:单层厂房、单层仓库、地下及半地下建筑等。
1.2 城市具备压力较高的专供消防系统的管网或在市政较高压力范围内的市政供水设施。
2、设消防增压泵供水的消火栓系统
在实际工程中,我们经常会遇到室外的消防给水管网的水压和流量不能够满足室内消火栓系统的消防水压和流量要求的情况。此时,需要增设消防增压泵并更具实际情况配以适当体积的消防水池、高位水箱、消防增压设备等。
三、消火栓系统设计中常见的问题分析
1、室内消火栓的设置
根据GB50016-2006建筑设计防火规范第8.4.3.3条规定可知,室内消火栓应设置在位置明显且易于操作的部位。而楼梯间作为明显易操作的部位是否可以设置,笔者认为,防烟楼梯间一般不可以设置消火栓用于防烟楼梯间外的灭火。理由如下:当防护场所发生火灾时,防烟楼梯间内的消防水龙带需穿过防火门抵达防护场所进行灭火,此时,由于水龙带的阻隔防火门将无法正常关闭,慢慢的防烟楼梯间将充满烟气,影响其安全可靠性。故防护区域内的消火栓应该设置在防护区内,不可设置在防烟楼梯间内,破坏防火门的关闭,影响防烟楼梯间的正常使用。
2、消防电梯前室的消火栓是否计入总数
消防电梯前室是消防队员从消防电梯进入火场的重要通道,为方便消防队员能够利用消火栓迅速开辟进入火场的通道,设计时必须在消防电梯前室设置消火栓,但是此消火栓是否计入总数,一直是争论的焦点。其争论点主要是消防水龙带破坏消防电梯前室防火门的密闭性是否可行。在实际灭火时,通常消防队员会乘坐消防电梯抵达着火层,利用消防电梯前室内的消火栓驱赶烟雾,用消防水进行电梯内降温,然后携带消防水带找到着火地点,进行灭火。从整个实战经验来看,消防人员采用的消防电梯前室内的水带破坏楼梯间的防烟性能是被认可的。但是根据GB50016-2006建筑设计防火规范第8.4.3.2条的条文解释可以看到,消防电梯间前室的消火栓与室内其他的消火栓一样,无特殊要求,但不计入消火栓总数内。故笔者认为,在实际设计中,应该尽量保持不计入总数的原则设计消火栓位置及数量,在条件根本无法满足的情况下,可以放宽一下规定,采用计入原则进行布置。
3、多层建筑漏设水泵接合器
在多层建筑消防系统中,如果不按照规范要求去设置消防水泵接合器,当室内消防水泵发生故障或消防水量、水压不足时,消防人员就必须要从室外铺设水龙带,携带水龙带至室内火场,严重的耽误了最佳火灾扑灭时间,导致火灾持续蔓延,加大财产损失。根据GB50016-2006建筑设计防火规范第8.4.2.5条,室内消防给水管道应符合下列要求:室内设置消火栓且层数超过4层的厂房和仓库或室内设置消火栓且层数超过5层的公共建筑,其室内消火栓给水系统应设置消防水泵接合器,距水泵接合器15m~40m内,应设室外消火栓或消防水池。接合器的数量,应按照室内消防用水量计算来确定,每个水泵接合器的流量按10L/s~15L/s计算,其布置地点应设置在室外便于消防车使用的地点。
4、防火分区的消火栓是否可以借用
防火分区的消火栓是否可以借用,设计专家一直持有两种观点:一种是坚持防火分区间的消火栓不可以相互借用;一种是防火分区内的消火栓可以相互借用。认为不能相互借用的原因主要有以下两种:一种是要保证火灾中的防火分区内的烟气不能蔓延到其他防火分区中;一种是不能让着火区域的防火分区内的火蔓延到其他防火分区内。在常见的设计中,各个防火分区大多采用防火卷帘进行分割,当火灾发生时,相邻的防火分区之间的防火卷帘会自然落下,起到防火墙的作用,这样相邻的防火分区内的消火栓无法穿越防火卷帘相互借用。笔者认为,虽然规范没有这样明确规定不能相互借用,但是考虑上述情况及GB50016-2006建筑设计防火规范第8.4.7条的规定,室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两只水枪的充实水柱同时到达任何部位。设计人员在设计时,就应该以防火分区间的消火栓不可以借用,满足单个防火分区任何一点均有两股水柱同时到达为原则进行设计。而实战中,在突发状况下,消防队员可以灵活考虑是否借用。
结束语
综上所述,对多层建筑消火栓系统进行设计和施工的技术人员,都应严格按照《高规》中的相关规范要求,并结合当地的实际情况,合理设计室内、外消防栓、水泵接合器、消防水池及消防水箱等位置和数量,为消防队员开展灭火救援工作提供便利。最大地减少火灾带来的损失,确保人民群众的生命、财产安全得到最大的保障。
参考文献
还有,众所周知多层建筑室内消火栓给水系统,主要目的就是为了扑救初期10分种内的火灾。但随着时间的推移,《建规》制定时的许多历史条件已经发生了变化。随着经济的发展,人民生活条件的改善已使得住宅、办公场所、消费场所的装修标准大幅度提高,增加了建筑的火荷载,相应的火灾危险性和大火蔓延速度也大幅提高;灭火程度极低的室内消火栓系统极易耽误火灾初期极为宝贵的扑救时间,造成火灾的蔓延。
二、自动喷水灭火系统的优点及设置必要性
自动喷水灭火系统的优点是:不需人员到起火点操作,值班人员只要在消防控制室就可以完全监控整栋楼的情况,做到早发现、早报告、早扑救。灭火成功率高,特别是对控制初起火灾极为有效、可靠。据国外的资料介绍,自动喷水灭火系统的灭火成功率高达90%以上。以美国为例,从1925年到1969年的45年中,安装这一系统的建筑物共发生火灾81425次,灭火、控火成功率达96.2%。又如澳大利亚和新西兰,从1886年到1968年的几十年中,安装这一系统的建筑物共发生火灾5734次,灭火成功率达99.8%。国内也有许多成功的实例,如1958年建的厦门纺织厂,曾发生过四次火灾,均由喷水头自动启动将火扑灭。自动喷水灭火系统以其目的性强,直接面对着火点,效率高,水渍少等诸多优点,已经成为国际公认的可以普及使用的主动固定消防设施。在美国,自动喷水灭火系统不仅在高层建筑、公共建筑、工厂和仓库中普遍使用,而且已经发展到在家庭住宅中安装这一系统。
从经济的角度考虑。我国的自动喷水灭火系统已经有40多年的实践经验,经过几十年的研究、实践,现在在技术、产品配套、全自动化程度、操作等方面都已经有了较丰富的经验;自动喷水灭火装置的大量生产和使用,以及国产化程度的提高,已经使得自动喷水灭火系统的相对价格大幅下降。据统计,国内安装该灭火系统的费用一般占工程总投资的1~3%。与室内消火栓系统相比,费用并没有升高多少,而灭火成功率却增长了数倍。完全符合经济利益的要求。
结论:
1.国内多层建筑室内消防体系的现状及弊端
尽管在新修改的《建筑设计防火规范》中增加了对自动喷水灭火系统的设置范围,但我国多层建筑室内灭火系统仍以设置室内消火栓为主。实践证明,室内消火栓系统能有效使用的机率不高。火灾时,消防人员采用消防车水带接龙的方式将消防车内的水送入室内使用,或者利用消防车在室外对着火部位进行灌救的情况较多。这样,室内消火栓设置的意义无法得到体现。主要原因:一是在当前全民消防意识普遍不高,灭火技能和基本的灭火器材操作知识缺乏的现实条件下,火灾时一般民众不可能有效使用室内消火栓系统来灭火。所以室内消火栓系统最终还需要有严格训练的消防队员来使用。但火灾时起火单位熟悉本单位室内消火栓系统的人员不一定在现场,消防人员又对内部系统情况一般都不熟悉,很难快速有效利用室内消火栓来灭火;二是调查发现,室内消火栓系统多数得不到良好的维护保养,或是阀门锈蚀不能开启,或是水带水枪缺失,导致关键时候无法使用。三是从安全角度上讲,在可以利用外来水源灭火,特别是又没有人员被困火场的情况下,消防队员没必要冒险进入建筑内取用室内消火栓来灭火。
还有,众所周知多层建筑室内消火栓给水系统,主要目的就是为了扑救初期10分种内的火灾。但随着时间的推移,《建规》制定时的许多历史条件已经发生了变化。随着经济的发展,人民生活条件的改善已使得住宅、办公场所、消费场所的装修标准大幅度提高,增加了建筑的火荷载,相应的火灾危险性和大火蔓延速度也大幅提高;灭火程度极低的室内消火栓系统极易耽误火灾初期极为宝贵的扑救时间,造成火灾的蔓延。
2.消火栓系统给水方式
2.1直接给水方式
由室外给水管网直接向室内管网供水,这种方式是最简单、最经济的给水方式,但它仅适用于建筑高度不大、室外给水管网提供的压力和流量在任何时候均能满足室内最不利点消火栓设计压力和流量要求的建筑。
2.2设水箱的给水方式
这种给水方式宜在室外管网一天之内有一定时间能同时保证室内最不利点消火栓的设计压力和流量要求,但周期性不足(一般是用水高峰期时不足)时采用。设有屋顶水箱或高位水箱,水箱通常储水量应保证10min消防用水量,灭火时由水箱供水。
2.3设水泵、水箱的给水方式
这种给水方式宜在室外给水管网经常不能满足室内消火栓给水系统所需压力和流量要求时采用。
3.室内消防用水量
保证火灾延续时间内室内消防用水,一要按现行规范“室内消火栓用水量”表格中的消火栓用水量,二要根据火灾时同时使用的室内消火栓实际出水(后者往往大于前者),确定室内消防水池容量。
4.消火栓的布置应以防火分区为界
建筑内应采用防火墙划分防火分区,当采用防火卷帘、防火墙加防火门等形成防火分区时,因为火灾时相邻的防火卷帘落下至底,起防火墙的作用,消防水龙带根本无法从该处通过,而防火门需紧闭,也不允许消防水带通过,此时应注意要按防火分区来设置消火栓,也就是说消火栓不可跨防火分区使用,无论是平面分区还是竖向分区。
5.在防烟楼梯间布置消火栓的问题
在工程中,有人将消火栓设在防烟楼梯间内。防烟楼梯间主要作用是火灾时供人员疏散用,与防护场所采用防火门相连,火灾时防火门紧闭,可供人员疏散又可挡住烟气,故防火门处一个缝隙也不可有。若将消火栓设在防烟楼梯间内,火灾时,消防水龙带需穿过防火门才可到达防护场所救火,防火门则关不严,防烟楼梯间内充满烟气,失去其安全可靠性。故防护场所的消火栓应设在防护区内,防烟楼梯间内设消火栓不应计人防护区范围内。
6.室内消火栓暗装于防火墙上的问题
现在,很多建设单位选择将室内消火栓暗装于防火墙上,因为明装时箱体会凸出墙面,且不美观。其实这么做,箱体暗装时,箱体有时要贯穿整个防火墙,在防火墙上形成只有一层铁皮的贯穿防火墙孔洞,增加火势蔓延的通道;如果防烟楼梯间前室的防火墙上安装的室内消火栓也贯穿整个防火墙,那么,该处墙体的耐火极限将远远小于规范要求的0.9H,无法满足封闭楼梯间耐火极限要求。因此,如必须安装于防火墙上时,应用防火板材或防火涂料对消火栓所在墙面部位进行阻燃处理,确保其墙面耐火极限不低于要求。
7.住宅消火栓的布置
住宅底部一般为商业网点、自行车库、汽车库,设有消火栓给水系统的住宅楼,该部分也应设置消火栓。有的开发商在设计超过6层商住楼时,除在底层或营业楼设置室内消火栓,居住部分则不设置;还有个别开发商在高层住宅中仅在6层以上消防竖管装设消火栓。这些方案都不符合规范要求。《建规>第8.4.1条第嗽明确规定”超过7层的单元式住宅、超过6层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业网点的单元式住宅应设室内消防给水系统。
《建规》第8.4.3条和《高规》第7.4.6条都明确规定”设有消防给水的建筑物,其各层(无可燃物的设备层除外)均应设置消火栓.”《高规》7.1.1条,高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。
此外,还应注意《建规) 2006中规定,超过7层的住宅应设置室内消火栓系统,当确有困难时,可只设置干式消防竖管和不带消火栓箱DN65室内消火栓。消防竖管的直径不应小于DN65。
8.结语
纵上所述,多层建筑建立以自动喷水灭火系统为主体的灭火体系是非常必要的,并且在经济上和技术上也是可行的。但受《建规》中以消火栓为主进行室内消防系统设计的规定以及消防设计人员多年来形成的习惯影响,要实现以自动喷水为主的目标,势必要在以下几个方面寻求突破。
一、修改《建规》,使设计者可以根据情况自由选择以室内消火栓为主或以自动喷水为主的消防设计方案。肯定自动灭火系统的主力军地位,在多层建筑中逐步淘汰室内消火栓系统。
二、加大在科研投入,组织技术力量研究和改进自动喷水灭火系统本身。学习国外的先进技术和经验,适当调整喷头的最大保护面积和作用面积,进一步降低此种系统的生产和安装成本,开发出更适合于多层建筑的简单、实用的系统,在某些城市试点和实验,以取得数据,并在全国推广。
众所周知,多层建筑消火栓给水系统可由下列要素组成,这些要素分别为:消防水池、消防水泵、消防水箱、气压水罐、消防水泵接合器、室内消火栓、消防管网及阀门等附件,并可根据建筑物局部、室外管网压力、流量和室内消防流量、水压等要求进行取舍组合。对照《建筑设计防火规范》相应条文和通常实际允许的设计条件可以发现如下状况:
(1)现行《建筑设计防火规范》第8.6.1条规定:“符合下列规定之一的,应设置消防水池:a.当生产、生活用水量达到最大时,市政给水管道、进水管或天然水源不能满足室内外消防用水量;b.市政给水管道为枝状或只有一条进水管,且室内外消防用水量之和大于25 L/S’。从条文中不难发现设消防水池是因为消防用水量不足;即使是第二款流量满足,但考虑压力不够(如压力足够,消防水池仅作为第二水源以便停水时消防车扑救火灾用安全起见)而设消防水池,故设消防水池必配消防水泵,以满足流量或压力的要求,而设消防水泵通常应有消防水池,以供取水。因为《建筑设计防火规范》条文第8.4.2规定:“允许直接吸水的市政给水管网,当生产、生活用水量达到最大且仍能满足室内外消防水量时,消防泵宜直接从市政给水管网吸水。’’这在绝大多数城市是不允许的。
(2)系统中设置消防水泵对于单个建筑而言肯定为临时高压系统,按现行《建筑设计防火规范》第8.4.4条规定:“设置临时高压给水系统的建筑物应设置消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱)’’。而在建筑物高处设消防水箱一般情况下是很难满足最不利点消火栓水压要求的( l80 kPa~200 kPa),根据第8.4.3条第8款:“高层厂房(仓库)和高位水箱静压不能满足最不利点消火栓水压要求的其他建筑,应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮,并应有保护设施。’’即设消防水箱就有消防水泵。
综合以上分析,符合规范要求和实际情况的消火栓给水系统,消防水池、消防水箱(或气压水罐)会在系统中同时出现,而消防水泵接合器可按现行《建筑设计防火规范》第8.4.2第5款进行取舍;室内消火栓、消防管网及阀门等附件是基本的必须要素。
目前大多数建筑群消防水源提供的消防用水,都是需要消防水泵进行加压供给,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,针对工作中遇到的几个消防水泵问题谈一谈个人的理解。
(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。 但需要在屋顶层设置一间消防水箱间,增加了建筑的公共使用面积。
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。
中图分类号:TU97文献标识码: A
多层建筑物的给排水设计水平是体现建筑物建设质量和现代化水平的重要标志,其技术水平及先进性直接影响到建筑物的使用功能,与人们的生活、卫生、环境安全等息息相关。本文就通给水系统和排水系统两个方面的设计对多层建筑的给排水设计进行了分析。
1 建筑给水系统设计
完善的建筑给水系统是能够以充足的水量、合格的水质和适当的水压向居住建筑、公共建筑或工业企业建筑等各类建筑内部的生活、生产以及消防用水设施供水的一整套构筑物、设备、管路系统及其附件的总称。在进行建筑给水系统的设计时,为保证工程设计的科学与合理性,需要注意以下几方面的设计内容。
1.1 建筑给水系统的分类及组成
建筑给水系统可分为生活给水系统、生产给水系统和水消防系统。其中生活给水系统需要满足用水设施对水量和水压的要求处,还应符合国家规定的相应的水质标准;生产给水系统由于采用的工艺流程不同,生产同类产品的企业对水量、水压、水质的要求可能存在较大差异;水消防系统包括消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。同时具备两种或两种以上的给水用途建筑,应根据用水对象对水质、水量、水压的具体要求,通过在技术经济方面的比较,确定采用独立设置的给水系统或共用给水系统。
建筑给水系统的组成包括引入管、水表节点、管道系统、给水附件、升压设备、贮水和水量调节构筑物以及消防和其他设备。对于居住小区而言,引入管是由市政管道引入至小区给水管网的管段;水表节点是安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称;管道系统的作用是将由引入管引入建筑物内的水输送到各用水点,根据安装位置和所起作用不同,可分 干管、立管和支管;给水附件包括在给水系统中控制流量大小、限制流动方向、调节压力变化、保障系统正常运行的各类配水龙头、闸阀、水锤消除器等;升压设备用于为给水系统提供适当的水压,常用的升压设备有水泵、气压给水设备、变频高速给水设备;贮水和水量调节构筑物包括贮水池和水箱,它们在系统中起着流量调节、贮存消防用水和事故备用水的作用。
1.2 建筑给水系统的给水方式
给水方式必须依据用户对水质、水压和水量的要求,结合室外管网所能提供的水质、水量和水压的情况、卫生器具及消防设备在建筑物内的分布、用户对供水安全可靠性的要求等因素,经技术经济比较或经综合评判来确定。
1.2.1 直接给水方式
由于建筑物内部只设有给水管道系统,室内给水管道系统与室外供水管网直接相连,利用室外管网压力直接向室内给水系统供水,因此这是最为简单、经济的给水方式,它适用于室外室外管网水量不水压充足,能够全天保证室内用户用水要求的地区。
1.2.2 单设水箱给水方式
这种给水方式是建筑物内部设有管道系统和屋顶水箱,且室内给水系统与室外给水管网直接相连。当室外管网压力能够满足室内用水需要时,则由室外管网直接向室内管网供水,并向水箱充水,以贮备一定水量。当用水高峰时,室外管网压力不足,由水箱向室内系统补充供水,为了防止水箱中的水回流至室外管网,在引入管上要设置止回阀。
1.2.3 水泵水箱联合给水方式
这种给水方式由水泵和水箱联合工作,水泵及时向水箱充水,可以减小水箱容积。同时,在水箱的调节下,水泵能稳定在高效点工作,节省电耗,在高位水箱上采用水位继电器控制水泵启动,易于实现管理自动化。贮水池和水箱能够贮备一定水量,增强供水的安全可靠性。
1.3 给水管道的布置
建筑物给水管道的布置,需要考虑用水要求、建筑结构、配水点和室外给水管道的位置,以及供暖、通风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置等因素的影响。在进行管道布置的设计时,需要满足以下两点要求。
1.3.1 在经济合理的前提下保证供水安全
管道布置时应力求长度最短,尽可能呈直线走向,并与墙、梁、柱平行敷设。给水干管应尽量靠近用水量最大设备处或不允许间断供水的用水处,以保证供水可靠,并减少管道转输流量,使大口径管道长度最短。当建筑物不允许间断供水时,引入管要设置两条或两条以上,并应由城市管网的不同侧引入,在室内将管道连成环状或贯通状双向供水。
1.3.2 在管道安全的前提下应方便安装维修
给水管道不宜穿越伸缩缝、沉降缝、变形缝,如必须穿越时,应设置补偿管道伸缩和剪切变形的装置。同时给水管道不宜敷设在烟道、风道、电梯井内、排水沟内。给水管道不宜穿越橱窗、壁柜、给水管道不得穿过大便槽和小便槽,且立管离大、小便槽端部不得小于0.5m。
2 建筑排水系统设计
2.1 多层建筑排水系统组成
多层建筑物内的排水系统设计水平关系到整个建筑物的设计质量。污水能够顺利、迅速地排出去,能够有效地防止污水管中的有毒气体进入室内等,是体现设计质量的重要内容,同时也是建筑物内部排水系统的基本要求。
2.1.1 卫生器具
卫生器具是多层建筑物内部排水系统的起点,是用来满足日常生活中各种卫生要求、收集和排除生活污水的设备。各种卫生器具的结构、形式等各不相同,选用时应注意各种卫生器具的结构特点、与管道系统的配套、安装尺寸等。
2.1.2 排水管道系统
排水管道系统包括器具排水管、存水弯、横支管、立管、埋地横干管、排出管等组成部分。在排水系统中,在每一个卫生器具的排水口的下方或在与卫生器具连接的器具排水管上,必须设置存水弯,以防止管道内的有害气体、虫类等通过管道进入室内,危害人们的健康。
2.1.3 通气管系统
由于多层建筑的室内排水管道中是气水两相流,当排水系统中突然大量排水时,可能导致系统中的气压波动,造成水封破坏,使有毒、有害气体进入室内。为防止以上现象的发生,需要在室内排水系统中设置通气管系统。它的主要作用是将室内排水管道中的臭气排到大气中并向排水管道补充空气,使水流畅通,减小排水管内压力变化幅度,防止水封破坏,同时向排水管道中补充的新鲜空气,可以减少污水和有害气体对管道的腐蚀,延长管道的使用寿命。
2.2 提高排水立管道通水能力的措施
在多层建筑物的排水系统设计中,在保证水封不被破坏的前提条件下,最大限度地提高排水立管的通水能力、即达到了经济和安全的目的。而防止水封破坏和尽量提高排水立管的通水能力都与立管内压力变化有关,因此为提高排水立管道的通水能力就应该稳定管道内的压力。
2.2.1 减小水流的下降速度
当管道材料、管径一定时,水流下降速度对管道内的压力影响很大。在排水立管中采取一些阻挡消能措施减小水流的下降速度,一方面可以减小立管内的负压防止水封破坏,另一方面可以增大水膜厚度,增大通水能力。通常采取的措施有:增加管道内壁粗糙度;立管上隔一定距离设置乙字弯;在接口处采用特殊配件;横管接入立管的三通或四能等管件采用侧向进水型管件等几种方法。
2.2.2 减小水舌局部阻力系数
水舌现象是水流在冲激流状态下,由横支管进入立管下落,在横支管与立管的连接处形成的水力现象。水舌沿着进水的流动方向充塞立管断面,同时水舌两侧有两个气孔作为空气流动通路,这两个气孔的断面远比水舌上方立管的气流断面积小,立管中的空气流动,通过水舌时,造成空气能量局部的损失比较大,形成了局部的负压区。为保证立管内的空气畅通,应尽量降低横支管与立管连接处的水舌局部阻力系数,水舌阻力系数与排水量大小、横支管和立管连接处的几何形状有关。
2.2.3 增加立管内的空气流通
稳定立管压力增大立管通水能力的一个重要措施是设置通气管道系统与大气相通,以泄放正压或补给空气减小负压,使管内气流保持接近大气压力,保证立管内的空气流通,增大立管的排水能力。
结束语:以上对多层建筑物中的给排水设计进行了分析,通过对给水系统及排水系统组成及设计的分析希望能为同行提供可借鉴的经验和设计的标准。
1 工程应用
某住宅小区内共有18栋楼,其中18层的高层商住楼有5栋、10层的商住楼有5栋、其余8栋均为10层的住宅楼。18层的高层商住楼建筑高度达到65m,而且设有二层地下室,底层局部为商业服务网点用房、物管用房,主要用作停车库。
2 高层建筑给水设计要点
1)高层建筑给水系统竖向分区。当建筑高度达某一高度时,给水系统需作竖向分区。合理的确定给水系统的竖向分区,是进行高层建筑给水系统设计的前提。分区压力值选定过高,仍会造成低层处配水点压力大、流量多、噪声大、用水器材损坏等后果。分区压力值选定过小,又会使分区数量增多,势必增加给水设备、管道的工程造价及维修管理工作等。因此,高层建筑给水系统竖向分区应根据使用要求、管材质量、卫生器具配件所能承受的工作压力,结合建筑层数合理划分。当市政管网压力具有一定资用水头,其压力能满足高层建筑下面几层,如地下室、裙房及附属建筑用水需要,为节省能源和基建投资与运行管理费用,在对给水系统进行分区时,根据市政管网压力.建筑的下几层可采用市政给水管网直接供水;
2)高层建筑给水方式。在高层建筑竖向分区确定后,就要对给水方式进行选择。高层建筑给水方式有:高位水箱给水方式、气压罐给水方式和无水箱给水方式。给水方式选择应以经济合理、技术先近、供水安全可靠为原则;
3)最高日用水量考虑。对于综合性建筑,如建筑的上部为住宅、下层为商店的商住楼,办公、会场和宴会厅等组合在一起的大会堂,旅馆、商店和营业餐厅等在一起的大型宾馆等,应分别按不同建筑的用水量定额计算各自的最高日生活用水量,然后将同时用水量叠加,取最大一组用水量为整个建筑的最高日用水量。
本小区总的设计用水量为:最高日用水量200m3/d;最大小时用水量20m3/d。根据甲方市政给水压力(约0.30Pa),本子项住宅部分给水系统竖向分为3个区。低区为地下室~4层,中区为5层~16层,高区为17层~28层,中、高区分别由两套变频恒压给水装置供水,其中5层~10层、17层~22层设干管减压阀减压供水。一层商铺由市政管网直接供水,并设专用商业总水表。生活水箱、变频恒压给水装置均设于地下室生活泵房内,二次加压供水采用紫外线消毒装置进行消毒、杀菌。
另外,考虑到消防需要,本小区室内消火栓系统采用区域性的临时高压制消防体系,集中设置消防加压系统。结合本工程定性为纯住宅,室内消火栓消防用水量为20L/s,室外消火栓消防用水量为15L/s,火灾延续时间为2小时。室内消火栓系统竖向分为2个区:地下室~5层为低区,6层~34层为高区,高、低区共用一套消火栓泵,低区经减压阀减压后供水。室内消火栓管网布置成环状,消防水泵有两条出水管与高区环网相连,室外设二组水泵接合器与高区环网相连。室内消防水池(有效400m3)、消防水池设有消防取水口。消防水池设置在地下一层,保证消防车的取水口高度不大于6m。屋顶消防水箱设于C单元屋顶,有效容积18m3,箱底标高84.60m,不能满足小区最不利消火栓栓口静压0.07MPa,在地下室泵房设置增压稳压设施。在室外给水环网上设室外消火栓。
3 高层建筑排水设计要点
鉴于高层建筑排水管道的设计基本参数、计算公式、计算方法与一般多层建筑的设计计算基本相同,其计算结果应能确定出排水管网各管段的管径、横向管道的坡度,从及各控制点的标高。
1)高层建筑的排水定额与多层建筑的排水定额相同,其中其定额有两个,―个是以每人每日为标准,另一个是以卫生器具为标难。每人每日的污水量和时变化系数与气候、建筑物内卫生设备完善程度等有关。因建筑内部给水量散失较少,所以生活排水定额和时变化系数与生活给水量计算方法相同,计算结果主要用来设计污水泵、化粪池等;
2)设计秒流量。高层建筑内排水管道的设计流量是确定各段管径的依据。因此,排水设汁流量的确定应符合建筑内部排水规律。高层建筑内排水流量与卫生器具的排水特点和同时排水的卫生器具数量有关,具有历时短、瞬时流量大、两次排水时间间隔长的特点。建筑内每昼夜、每小时的排水量都是不均匀的。与给水相同,为保证最不利时刻的最大排水量能迅速、安全排放,排水设计流量应为建筑内部的最大排水瞬时流量,称为设计秒流量;
3)排水横管的水力计算。对于横管和连接多个卫生器具的横支管,应逐段计算各管段的排水设计秒流量,通过水力计算各管段的排水设计秒流量,通过水力计算来确定各管段的管径和坡度。与―般多层建筑相同,横管按明渠均匀流公式计算;
4)排水立管计算。高层建筑排水立管的最大排水能力也与一般多层建筑相同,其决定于污水立管管径和系统的通气状况。
本工程污水系统采用雨、污水分流的排水体制,的最高日污水排水量为180m3/d。住宅污水有组织排放,卫生间污水设专用通气管,底层污水单独排出。污水排入市政污水管道。根据《四川省城市排水管理条例》,本小区在二环内,城市污水处理设施覆盖的范围内,故生活污水在室外集中后就近排入市政污水管网。
暴雨强度公式采用成都地区暴雨强度公式。屋面雨水排水的设计重现期取50年,室外雨水设计重现期取2年。经计算,小区总雨水量为293.90L/s。住宅屋面雨水采用外排水方式,阳台雨水管单独设置,并间接排放。地下车库、自行车库、设备房、消防电梯基坑废水排至集水坑,用潜水泵提升至室外雨水井或雨水沟。
4 结论
鉴于给排水设计的重要性,结合笔者从事给排水设计实践,提出设计人员在民用建筑给排水设计中应重点关注的设计要点以及总结了笔者在给排水设计中所遇到的一些问题,为同类工程给排水设计所借鉴。
当前,建筑给排水与人们的生活息息相关,优质的安装施工质量和科学的管理是保障管网系统高效安全运行的必要条件,而且也可以改进和弥补设计施工中的某些不足。为了满足给排水工程施工技术要求,提高施工质量,需要施工人员不断学习,提高自身的技术素质,才能确保施工的安全、质量、稳定、灵活性,满足民用建筑给排水的发展需要。
1 多层建筑的管道安装
多层建筑各种管道安装复杂,考虑管道的正确排列是管路安装中的一个重要环节,特别是对于室内管道,由于管道设备多,使问题尤为突出,现将管道排列间距及避让原则如下:气体管路排列在上,液体管路排列在下;热介质管路排列在上,冷介质管路排列在下;保温管路排列在上,不保温管路排列在下;金属管路排列在上,非金属管路排列在下。管线间距的确定:管线的间距以利于对管子、阀门及保温层进行安装和检修为原则。由于室内空间较小,其间距不宜过大,对于管子的外壁、法兰边缘及热绝缘层外壁等管路最突出部位距墙壁或柱边的净距不应小于lOOmm。对于并排管路上的并列阀门的手轮,其净距约lOOmm。管路相遇的避让原则:分支管路让主干管路:小口径管路让大口径管路;有压管路让无压管路;常温管路让高温或低温管路。
2 多层建筑的设计问题
多层住宅一般比普通多层住宅用水量多,卫生设备也齐全,所以按多层住宅每户水表DN15mm不一定相宜。水表可改为DN20mm,或水表仍用DN15mm但前后的横管改DN20mm,但卫生间内设有冲洗阀的住宅,水表应为DN20mm。设计人员缘于习惯,采用扣碗式或类似扣碗式水封两用地漏。根据长期实践经验和广大用户反映,扣碗式地漏存水量少(实际只有外圈空心圆柱一小段),水封高度短,一般很易蒸发完,致使臭气大量进入厨房问或卫生间。因此,应提倡在地板落水或两用地板落水下外加P形存水弯,加大存水量。另一方面施工时也要防止将横管吊得过低,影响厨房、厕所美观,一般要求丝口地板落水、丝口白铁管连接尽量短,若用s弯时,施工时往往将其出水管锯短一些,确保横管吊得高一些,美观一些。
多层住宅要考虑抗震要求,因此在选用给排水材料上要采取抗震措施,特别是污、排水管道及透气管道抗震问题更需慎重。排水管宜选用柔性排水管,其管道与管道连接处或管道配件连接处均装有柔性橡胶圈,确保抗震弹性质量。给水管抗震比较简单,一般可在管道上设置些橡胶弹性避震喉即可。距屋顶水箱达30m的楼层(即静水压大于0.3MPa,或动水压力超过0.5MPa),消防栓处要加减压孔板消能。这是由于压力太大反作用也大,消防队员难以掌握手提式水枪灭火,会严重影响战斗力,因此要减到正常压力才行。各层静水压均不同,在实用上要求每隔三层改变一种孔板孔径(一般从上层至下层孔径由大至小,也就是越到底层消能应越大),尽可能使流量及压力保持正常状态。多层住宅消火栓直径为DN65mm,水枪喷口直径DN19mm,保持最小充实水柱为10m,出流量5L/8。
当顶层或最高几层消火栓处压力不够,屋顶水箱又无法升高时,大多采用小型管道泵自动加压措施,选用的水量流量一般为5L/s。选用压力应以满足喷枪喷口充实水柱10m为准。多层住宅建筑群如居住人员少于2.5万人,消防、生活水池宜几幢楼合建水池,造价可以降低。因为室外给水和消防管道较多,设计时要精心布置,管道施工完成后应便于管理,否则会造成管理混乱,检修不便。由于对卫生要求不一样,消防水池、生活水池宜分开设置。
3 多层建筑的管材选用
我国以往的给水管材通常采用镀锌钢管。但随着对水质要求的越来越高,镀锌钢管由于管壁生锈问题无法解决,已被国家明令禁止使用。取而代之的是各种新型塑料管材,塑料管和镀锌钢管相比,具有重量轻、耐腐蚀、卫生安全、水流阻力小、安装方便等优点,受到了管道工程界的青睐。目前,国内常用的建筑给水塑料管主要有:R 管、PE-X管、PP-R管等,它们除具有一般塑料管重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等优点外,还具有以下优点:
其一:良好的卫生性能。制管的原料属聚烯烃,其分子仅由碳、氢元素组成,原、辅料均达到食品卫生标准要求。因此,R 管、PE-X管、PP-R管不仅可用于冷热水系统,而且可用于纯净饮用水系统,可避免传统金属管道系统中常见的“锈水”现象。其二:较好的耐温、耐热性能。PAP管、PE-X管和PP-R管维卡软化温度均在130℃ 以上,最高工作温度可达95℃ 。长期使用温度一般可达70℃ 。其三:安装方便、连接可靠。安装时,不需传统金属管安装时的“攻丝、缠麻”等工序,并且PAP管、PE-X管在拐弯处可利用其柔性弯制,PP-R管具有良好的焊接性能,管材、管件可采用热熔连接和电熔连接,安装方便,接头质量可靠。
4 多层建筑的地漏设置
地漏是排除室内地面积水的卫生设备。钟罩地漏是我国最普遍采用的一种地漏,它的特点是结构简单、制造成本低、易于清扫、使用寿命长。钟罩式存水弯的弊病是易堵,因为易堵要经常清淘,人们为了减少麻烦往往会把罩子拿走,但如果没有罩子水封也就不存在,这样便造成了臭味逸出,影响环境空气质量。地漏水蒸发量应少于地漏的补水量,水封才能保证,但往往地漏无补水,这是目前地漏被破坏的主要因素;地漏的构造合理、管道设置位置合理,使地漏不会因管道系统内部压力变化而使水封被破坏。
结语 建筑工程施工阶段,给排水的施工也是一个非常关键的环节。在这一阶段施工质量的好坏将直接影响到分部工程的质量以及最终客户的使用,甚至会影响到整个建筑主体的安全可靠性,作为施工管理者必须对此阶段的给排水施工给予足够的重视,并采取切实可行的措施,才能保证该施工阶段的施工质量。
中图分类号:TU998.13文献标识码:A文章编号:
引言:在电气施工图中,消防作为一个重要的内容,历来是审查过程中需要特别注意的。特别是2012年11月1日,在深圳市试行实施“消防设计技术审查与行政审批分离制度”后,各审图公司还应将各专业的消防审查意见单独列表,并填写施工图消防设计审查记录表。在此,仅对消防电气的有关内容及审查中经常碰到的问题,本着抛砖引玉的想法,罗列出来。由于对消防技术标准和执法尺度的把握不同,可能会有个别不一致的看法和意见,不妥之处,敬请谅解。
主要问题:一、消防电源: 负荷等级;备用电源;消防供电回路;二、 消防配电线路的选型与敷设。
1. 消防电源
1.1消防用电负荷等级应满足相关规范要求:
对于高层建筑,一般都能按照GB50045-95(2005年版)第9.1.1条的要求,“一类高层按一级负荷要求供电,二类高层按二级负荷要求供电。”但是对于多层建筑的消防负荷用电等级,经常出现问题。
多层建筑应注意按照《建筑设计防火规范》GB50016-2006第11.1.1条的要求,除了建筑高度大于50米(粮仓除外)的乙.丙类厂房和丙类仓库的消防用电为一级负荷外,其他的多层建筑,,应按室外消防用水量确定消防用电负荷等级,最好还能在说明中标注出室外消防用水量。对于有地下停车库的多层建筑的消防用电,还应满足《汽车库.停车库.停车场设计防火规范》GB50067-97第9.0.1条的要求。
1.2 自备发电设备,主要是柴油发电机的设置:
大多数送审的图纸,都设置了柴油发电机作为消防设备的备用电源,但仍有个别工程在消防初审时未设置。
虽然从符合国家规范的的角度看,仅有一级负荷(无一级负荷别重要的负荷)时,两个独立的市电电源(即两路10KV独立电源)是可以满足供电要求的。但从深圳的供电现状来看,在2010年10月25日开始实施的《深圳供电局业扩工作管理规定》第4.4.3.2条明确写明“对于低层(12层及以下)住宅楼和零散住宅用电。。。。如有消防.电梯等一类负荷的,应要求客户自备发电机作为电梯.消防的保安电源”。第4.4.3.3.4条写明:“高层建筑的电梯等一类负荷应有客户自备保安电源”。
而且,对于两路10KV电源,一般也是采取一用一备的供电方式,第4.4.23条明确写明:“。。。由供电部门提供的备用电源原则上只能作为客户生产的备用电源,而一般不能作为客户的保安电源。如客户的保安电源由供电单位提供不能满足要求时,必须有客户自备解决”。
根据深圳市的消防验收标准和常规做法,二级负荷的消防动力设备也是需要利用柴油发电机的配电回路作为备用电源的。
对此《深圳市建筑工程设计.审图及保健常见疑难问题解析汇编》的【问题5.2.6】及【问题5.2.7】中已有较为详尽的解答。
有关柴油发电机的进.排风,及烟色处理.排烟等,应结合建筑及通风等专业,切实解决好,还应尽量预留出上.下水点。
1.3消防用电设备的供电回路应满足规范要求:
消防用电设备应采用专用的供电回路,配电设备应有明显标志。消防控制室. 消防水泵.消防电梯.消防风机等的供电,应在最末一级配电箱处设置自动切换装置。最末一级配电箱处应指其所在的机房。
消防用电的分支线路,不应跨越防火分区。分支干线,不宜跨越防火分区。有些设计,将相邻的2~3个防火分区的主干线路,采用T接式供电,不很妥当,不提倡,还应特别注意T接处应满足相应的防火要求。
消防电梯的电源须专设,不得与其他的消防设备混接。
对于消防设备的配电回路,因过负荷断电会造成严重的后果,过负荷保护不应作用于切断线路。常见的问题是,消防风机配电图中,在末端控制箱中采用单电磁脱扣的开关,但上级开关是同样的整定值,却采用带有热脱扣的开关。
关于消防电源的末端切换开关,常见的问题是:采用PC级自动转换开关时,开关整定值偏小,小于回路计算电流的1.25倍,不能满足JGJ16-2008第7.5.4条的要求。
2. 消防配电线路选型与敷设
2.1低压消防配电线路一般都能按规范要求,采用有机绝缘耐火电缆。其中超高层建筑,是火灾自动报警系统的特级保护对象,应采用矿物绝缘电缆。若矿物绝缘电缆采用4芯电缆的,利用护套做保护导体,建议加专门说明,并补充有关对终端接头铜片及接地连接线的要求。
应特别注意满足JGJ16-2008第7.4.1条的要求,对于一类高层及重要的公共场所,因防火要求高,电缆须采用低烟无卤或无烟无卤的。
但对于高压供电电源,应注意:如果此高压线路所带变压器含有消防负荷,其高压电缆明敷段也应采用耐火电缆为妥。