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摘要：北方嚴(yán)寒地區(qū)冬季，低溫會(huì)造成消防設(shè)施及給水管網(wǎng)的凍結(jié)與損壞，給消防工作帶來(lái)極大隱患。故消防給水設(shè)施的保溫防凍工作就顯得至關(guān)重要。本文筆者對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，并列舉幾項(xiàng)高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的抗寒防凍保護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：高層建筑；消防給水；嚴(yán)寒地區(qū)；消火栓；保溫防凍

Abstract：The cold northern winter could freeze fire control facilities and water supply network，which brought great risks to the fire service.Therefore，the frost insulation of the fire water supply facilities is very important.In this paper，the writer analyze characteristics of fires in high-rise building in-depth，and give several cold frost protection measures of high-rise building fire water system design.

Key Words：High-rise building Fire control facilities Cold areas Hydrant Frost insulation

引言

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市人口不斷增加，城市用地也愈發(fā)緊張，為了更充分地利用土地資源，高層、超高層建筑逐漸成為了城市建筑的主流。與此同時(shí)，家用電器、智能設(shè)備等家用電器越發(fā)多樣復(fù)雜，加之目前人們大多火災(zāi)防范意識(shí)淡薄，高層建筑的消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作就顯得尤為重要。而對(duì)于我國(guó)北方嚴(yán)寒地區(qū)的高層建筑，冬季時(shí)氣溫遠(yuǎn)低于零度，常常會(huì)出現(xiàn)消防給水設(shè)施及消防給水管道凍結(jié)現(xiàn)象，火災(zāi)一旦發(fā)生，給水撲救工作難以進(jìn)行，將會(huì)造成的極大危害與巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，嚴(yán)寒地區(qū)高層建筑的消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就要考慮并解決這些關(guān)鍵問(wèn)題，保證人們的生命與財(cái)產(chǎn)安全。

1 北方嚴(yán)寒地區(qū)高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)

1.1 火災(zāi)蔓延途徑多且迅速

寒地高層建筑火災(zāi)蔓延速度之所以非常迅速是由于高層建筑火勢(shì)可通過(guò)門、窗、吊頂、走廊等途徑橫向蔓延，也能通過(guò)橫向的孔洞、管道、電纜橋架蔓延。高層建筑的樓梯間、電梯井、管道井、風(fēng)道、電纜井等豎向井道多，如果防火分隔處理不好，發(fā)生火災(zāi)時(shí)就好像一座座高聳的煙囪，成為火勢(shì)縱向蔓延的途徑，尤其是高級(jí)賓館、綜合樓和圖書館、辦公樓等高層建筑，一般室內(nèi)可燃物較多，一旦起火，燃燒猛烈，蔓延迅速。加之寒冷地區(qū)冬季氣候多干燥，進(jìn)一步加快了火災(zāi)蔓延的速度。

1.2人員疏散與救助困難

高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)：一是層數(shù)多，聚集人員多，垂直距離長(zhǎng)，疏散到地面或其它安全場(chǎng)所的時(shí)間長(zhǎng)；二是由于各豎井空氣流動(dòng)暢通，火勢(shì)和煙霧向上蔓延快，增加了疏散的難度，我國(guó)有些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)城市的消防部門購(gòu)置了少量的登高消防車，但大多數(shù)有高層建筑的城市尚無(wú)登高消防車，而且其高度也不能滿足安全疏散和撲救的需要；三是火災(zāi)發(fā)生后由于室內(nèi)消火栓、自動(dòng)噴水滅火裝置等消防設(shè)施的啟用，地面上會(huì)聚集大量的水，而北方嚴(yán)寒地區(qū)冬季氣溫均在零度以下，地面上的在水短時(shí)間內(nèi)便會(huì)結(jié)成一層薄冰，人員疏散時(shí)很可能會(huì)滑到造成例如踩踏事故等非火災(zāi)事故的人員及經(jīng)濟(jì)損失。

1.3 消防給水設(shè)施及給水管網(wǎng)易被凍壞，火災(zāi)撲救困難

高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防滅火面臨著建筑周圍場(chǎng)地狹小，登高限度有限的困難，在這種外部撲救困難的情況下，自救就尤為重要。而在寒冷的冬季，消防給水設(shè)施及給水管網(wǎng)在低溫下極易被凍壞，對(duì)外部撲救與內(nèi)部自救的工作造成了嚴(yán)重的阻礙，消防工作難上加難。

2 寒地高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1室外消火栓給水系統(tǒng)

北方嚴(yán)寒地區(qū)，高層建筑室外消火栓一般選用地下式消火栓。盡管在設(shè)置時(shí)地下消火栓給水管網(wǎng)已經(jīng)架設(shè)了保溫層，但這種普通的保溫層在寒地的低氣溫下保溫的功能降低，極易造成消火栓和給水管道的破裂，并出現(xiàn)漏水，嚴(yán)重影響火災(zāi)撲救，造成水資源浪費(fèi)。因而寒地高層建筑室外地下消火栓的給水管網(wǎng)在設(shè)置時(shí)要進(jìn)行合理的深埋，一般要在凍土層以下，并在管道周圍包裹保溫材料。管道要布置成進(jìn)水管不少于2條的環(huán)狀，管徑不小于100mm。室外消火栓要在高層建筑的周圍均勻布置，距層建筑外墻的距離在5.00—40.00m之間，距路邊的距離也不應(yīng)大于2.00m。消火栓的數(shù)量則根據(jù)其建筑使用性質(zhì)、疏散及撲救難度等來(lái)進(jìn)行確定。為了防止消火栓和水泵接合器的凍結(jié)，要在使用完畢后對(duì)殘留其中的水加以放空清理，避免閥門的凍結(jié)。

另外，寒地室外消火栓在設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況考慮在消火栓的出水口及水泵接合器的入水口處安裝智能保溫裝置，冬季時(shí)保溫功能開(kāi)啟，保證室外消火栓低溫環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用及滅火使用后的盡快修復(fù)。結(jié)冰期結(jié)束后，保溫功能關(guān)閉。有效防止水凍結(jié)影響設(shè)備使用。

圖1 SA100/65型 室外地下式消火栓安裝圖

2.2室內(nèi)消防給水系統(tǒng)

由于寒地冬季低溫會(huì)造成外部消防設(shè)施的損壞，因此內(nèi)部消防給水系統(tǒng)在消防滅火時(shí)會(huì)起到較溫、熱帶高層建筑更大的作用，嚴(yán)寒地區(qū)的室內(nèi)消防給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。室內(nèi)消防給水管網(wǎng)主要分為室內(nèi)消火栓滅火系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

2.2.1干式消火栓系統(tǒng)

寒冷地區(qū)非采暖的廠房（倉(cāng)庫(kù)）及其他建筑的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，可采用干式系統(tǒng)，但在進(jìn)水管上應(yīng)設(shè)置快速啟閉裝置，管道最高處應(yīng)設(shè)置自動(dòng)排氣閥。通常做法如下：

（1）在消火栓系統(tǒng)的進(jìn)水干管上設(shè)置干式報(bào)警閥，平時(shí)干式報(bào)警閥常閉，火災(zāi)時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，報(bào)警閥后的管道充水時(shí)間不應(yīng)大于5min。

（2）在消火栓系統(tǒng)的進(jìn)水干管上設(shè)置電動(dòng)閥，平時(shí)電動(dòng)閥后為干式管網(wǎng)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，室內(nèi)火災(zāi)探測(cè)裝置報(bào)警，并同時(shí)開(kāi)啟電動(dòng)閥充水滅火；試驗(yàn)或滅火結(jié)束后，關(guān)閉電動(dòng)閥并放空管道防凍。參照上述設(shè)干式報(bào)警閥的干式消火栓系統(tǒng)，其管道充水時(shí)間亦不應(yīng)大于5min。

2.2.2 住宅底部商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)室內(nèi)消火栓防凍措施

住宅底部設(shè)置的商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，由于每戶網(wǎng)點(diǎn)的面積不超 300m2，倘若消火栓設(shè)置在外墻并對(duì)外開(kāi)門，可大大減少消火栓的數(shù)量。寒冷地區(qū)建議在連接此消火栓栓頭的立管底部設(shè)置套筒閥門，套筒蓋水平朝外并注有

明顯的啟閉標(biāo)識(shí)，此閥門常閉，滅火時(shí)人工開(kāi)啟。使用完畢后關(guān)閉此閘閥，同時(shí)打開(kāi)放水閥門泄水防凍（放水閥門亦應(yīng)有明顯的啟閉標(biāo)識(shí)），見(jiàn)圖2所示。

2.2.3地下車庫(kù)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)防凍

嚴(yán)寒地區(qū)的地下車庫(kù)的氣溫很容易達(dá)到0℃以下，這勢(shì)必對(duì)車庫(kù)內(nèi)的消防系統(tǒng)造成不利影響。通常寒冷地區(qū)地下車庫(kù)內(nèi)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的防凍建議采取以下措施：

（1）地下車庫(kù)盡量避免設(shè)置露天敞開(kāi)的采光通風(fēng)窗井。

（2）采用預(yù)作用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)時(shí)，報(bào)警閥前濕式管道的保溫加厚或采用電伴熱保溫。

（3）地下室若設(shè)置濕式自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，則在車庫(kù)出入口、采光窗井等容易與外界形成空氣對(duì)流的部位，設(shè)置自限溫電伴熱保溫防凍。

（4）采用防凍濕式系統(tǒng)，使用符合國(guó)家和地方有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的防凍液（與飲用水系統(tǒng)相連須使用甘油和丙二醇防凍液，與非飲用水系統(tǒng)相連可使用工業(yè)防凍液），其與水混合的冰點(diǎn)，所配置防凍液的冰點(diǎn)應(yīng)低于環(huán)境歷年統(tǒng)計(jì)最低溫度，防凍液的密度應(yīng)校核。

圖2 對(duì)外開(kāi)門的消火栓防凍做法

2.3特殊部位保溫防凍措施

2.3.1屋頂水箱間設(shè)施防凍

屋頂高位消防水箱內(nèi)水體容積較大，一般不易結(jié)凍，而水箱間內(nèi)的增壓穩(wěn)壓泵不經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)，其與管路均容易結(jié)凍造成系統(tǒng)故障。增壓穩(wěn)壓水泵一旦運(yùn)轉(zhuǎn)需要散熱，尤其是軸承部位不宜做電伴熱，建議采取以下保溫防凍的措施。

屋頂水箱間外墻必須做保溫處理，檢修門盡量開(kāi)在冬季非主導(dǎo)風(fēng)向的部位，并采用密封性能好的有保溫層的門，盡量開(kāi)小窗采光，水箱、氣壓水罐及管路要做加厚保溫處理，必要時(shí)設(shè)置自控溫散熱裝置（如電油汀等），保持室內(nèi)溫度為4℃以上。

2.3.2 消防水池與泵房

寒冷地區(qū)的高層建筑的消防水池多利用地下箱式基礎(chǔ)做為貯水池。且水池始終為儲(chǔ)水狀態(tài)，一旦發(fā)生火災(zāi)，水池將以最快的速度進(jìn)行給水。一般情況下這類貯水池的深度都在凍土層下，不易結(jié)冰。但由于凍土層被挖開(kāi)，因而這種保溫效果會(huì)有所下降，因而消防水池也要做保溫層，防止消防水池表層的水結(jié)冰或凍實(shí)造成給水困難。并且要在池內(nèi)安裝破冰裝置，一旦發(fā)現(xiàn)結(jié)冰可及時(shí)進(jìn)行清理。對(duì)于極冷地區(qū)的高層建筑其消防水池周圍還應(yīng)安裝取暖設(shè)備，溫度控制在零上幾度左右即可，保證水池內(nèi)水不凍結(jié)。

寒地高層建筑消防水池的有效容積應(yīng)考慮建筑內(nèi)所有消防供水設(shè)施的水量供給和火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)的補(bǔ)水量。一般情況下，消防水泵房與消防水池設(shè)在同一層。水泵的出水口位置要加設(shè)智能保溫裝置，在冬季時(shí)開(kāi)啟加熱功能，從而避免低溫下水結(jié)成冰將出水口堵塞造成水流不通暢甚至堵死。

3 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)地域遼闊，南北各地氣候與氣溫差異甚大，北方嚴(yán)寒地區(qū)的冬季低氣溫情況就給設(shè)計(jì)工作提出了更多要求?，F(xiàn)行的規(guī)范手冊(cè)中雖明確了給排水管道的防凍要求，卻鮮有防凍做法。以上列舉的幾個(gè)案例僅供參考，以期共同探討進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50015—2003 建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范，2009

[2] GB 50016—2014 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范，2015

[3] GB 50974—2014 消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，2014

[4] GB 50084-2001 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，2005

[5] GB 50067—2014 汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范，2015

[6] 建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè).第2版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008

[7] 全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施給水排水.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2009

[8] 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：中國(guó)建筑工、世出版社，2002

[9] 03S401管道和設(shè)備保溫、防結(jié)露及電伴熱

[10] 07MS101市政給水管道工程及附屬設(shè)施

作者簡(jiǎn)介

黃璇，女，1988-，浙江杭州人，大學(xué)本科，工學(xué)學(xué)士，漢嘉設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，助理工程師，從事給水排水工程設(shè)計(jì)