況 東

(中國建筑上海設(shè)計(jì)研究院有限公司, 上海 200062)

0 引 言

自發(fā)布《公安部消防局2017年工作要點(diǎn)》通知起,公安部消防局一直大力推進(jìn)“智慧消防”建設(shè),強(qiáng)化信息數(shù)據(jù)深度應(yīng)用,提高針對(duì)火災(zāi)的技防水平。“智慧消防”是智慧城市在城市消防領(lǐng)域的具體應(yīng)用。

消防安全是公共安全的重要組成部分,不僅事關(guān)居民生命財(cái)產(chǎn)安全,也關(guān)乎生產(chǎn)安全、能源安全、經(jīng)濟(jì)安全和社會(huì)安全等諸多方面。而目前的消防滅火系統(tǒng)中,“無水”在全國都是常見的。有關(guān)部門對(duì)于存在的消防給水系統(tǒng)的普查還處于現(xiàn)場(chǎng)督促階段,如何快速有效地發(fā)現(xiàn)隱患、排除隱患是本文研究的重點(diǎn)。

1 超高層建筑消防給水監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

國家已經(jīng)頒布的消防給水方面的相關(guān)規(guī)范有:GB 50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》[1]、GB 50084—2017《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]、GB 5135.21—2011《末端試水裝置作為自動(dòng)噴水系統(tǒng)第21部分》、GB 25506—2010《消防控制室通用技術(shù)要求》等。超高層建筑的火災(zāi)特性具有如下特點(diǎn):

(1)超高層體積大,建筑內(nèi)可燃物比較多且分散,火災(zāi)隱患多。

(2)超高層的高層區(qū)域因?yàn)橄儡噰娝叨炔粔?受科技手段限制,一旦沒水,滅火困難;

(3)超高層建筑都有一個(gè)核心筒,里面是電梯井及各類風(fēng)井管井,該結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生煙囪效應(yīng),導(dǎo)致煙氣上升速度大大提升。

(4)超高層的消防管網(wǎng)發(fā)生故障沒水時(shí)很難被及時(shí)發(fā)現(xiàn),對(duì)超高層建筑而言,其消防設(shè)計(jì)主要還是注重事后補(bǔ)救。

消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的運(yùn)行首先要保證消防水池(箱)有充足的水量;其次要保證消火栓、水噴淋管網(wǎng)壓力及消防水泵的正常起停;最后要保證消防閥門暢通。

傳統(tǒng)的消防設(shè)計(jì)滿足消防規(guī)范要求即可,而不考慮超高層建筑的消防給水系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)因無水、無壓造成的噴淋范圍小、消防栓救援射程不足等問題,忽略了平時(shí)消防用水安全的可靠性問題,因此,想要確保消火栓系統(tǒng)、水噴淋系統(tǒng)發(fā)揮作用,就要研究消防系統(tǒng)的動(dòng)作機(jī)制并研發(fā)一套系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)控。

2 超高層建筑消防給水監(jiān)控子系統(tǒng)

本文設(shè)計(jì)的超高層建筑消防給水監(jiān)控子系統(tǒng)具有以下功能:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制消防管網(wǎng)狀態(tài),并將消防水池(箱)水位、噸位、管網(wǎng)壓力、流量、末端壓力、水流、壓力開關(guān)、信號(hào)閥等數(shù)據(jù)上傳至主機(jī);當(dāng)消防管網(wǎng)狀態(tài)異常時(shí),中控室主機(jī)報(bào)警,應(yīng)急狀態(tài)下可持續(xù)監(jiān)測(cè)并將系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的消防數(shù)據(jù)上傳至云平臺(tái)。

超高層建筑消防給水監(jiān)控子系統(tǒng)由消防管網(wǎng)監(jiān)控主機(jī)、末端試水裝置及顯示裝置、消防水池(箱)水位探測(cè)器及顯示裝置、消防管網(wǎng)壓力探測(cè)及顯示裝置、流量開關(guān)(流量計(jì))及顯示裝置、消防管網(wǎng)設(shè)備采集裝置組成。其系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以總線形式將消防管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)、智能末端試水裝置、消防水池(箱)水位探測(cè)裝置、流量開關(guān)(流量計(jì))及顯示裝置、消防管網(wǎng)壓力探測(cè)裝置及可采集信號(hào)蝶閥、壓力開關(guān)、水流指示器等設(shè)備數(shù)據(jù)的采集裝置相連,監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可實(shí)時(shí)上傳至消防管網(wǎng)監(jiān)控主機(jī)。

3 超高層建筑消防給水監(jiān)控子系統(tǒng)的工作原理及末端監(jiān)控設(shè)計(jì)

超高層建筑消防給水監(jiān)控子系統(tǒng)的工作原理如下:

(1) 消防水池(箱)水位探測(cè)器:監(jiān)測(cè)被保護(hù)消防水池(箱)的水位參數(shù)變化,一般由水位傳感器和信號(hào)處理單元組成。

(2) 消防管網(wǎng)壓力探測(cè)器:監(jiān)測(cè)被保護(hù)消火栓或消防管路的壓力參數(shù)變化,一般由壓力傳感器和信號(hào)處理單元組成?？梢赃h(yuǎn)程監(jiān)測(cè)消火栓,栓口動(dòng)壓力不應(yīng)大于0.50 MPa。當(dāng)大于0.50 MPa時(shí),核查減壓裝置減壓情況。對(duì)于高層建筑、廠房、庫房和室內(nèi)凈空高度超過8 m的民用建筑等場(chǎng)所而言,消火栓栓口動(dòng)壓不應(yīng)小于0.35 MPa,消防水槍充實(shí)水柱應(yīng)按13 m計(jì)算。其他場(chǎng)所的消火栓栓口動(dòng)壓不應(yīng)小于0.25 MPa,消防水槍充實(shí)水柱應(yīng)按10 m計(jì)算。此外,液壓探測(cè)器可探測(cè)建筑每層配水管入口處壓力是否不大于0.4 MPa。

(3) 消防給水監(jiān)控模塊:接收水流指示器、信號(hào)閥、壓力開關(guān)和消防給水設(shè)備的動(dòng)作信號(hào),并將信號(hào)傳送至消防給水系統(tǒng)控制器。

(4) 智能末端試水裝置(電動(dòng)型):由電動(dòng)閥、壓力傳感器、試水噴嘴、控制及顯示單元組成,可以由控制及顯示單元顯示當(dāng)前管道上的靜態(tài)壓力值,確認(rèn)是否不超過1.2 MPa。該裝置還可以遠(yuǎn)程打開電動(dòng)閥,顯示管道上的動(dòng)態(tài)壓力值和流量值,以確認(rèn)末端動(dòng)態(tài)壓力值不小于0.05 MPa,再將這些信息傳送到消防控制室的自動(dòng)末端試水系統(tǒng)主機(jī)屏幕,可準(zhǔn)確掌握當(dāng)前閥門的開閉狀態(tài)。

(5) 末端試水裝置(手動(dòng)型):由試水閥、壓力表、試水噴嘴組成,需要物業(yè)人員到末端試水裝置處手動(dòng)打開閥門,并使用對(duì)講機(jī)或電話聯(lián)系消防控制室,確定報(bào)警閥組、水流指示器、壓力開關(guān)、水泵起動(dòng)等是否正常。在超高層等大型公建項(xiàng)目中,末端試水裝置分布較散,數(shù)量較多,安裝位置大多比較隱蔽;不易被發(fā)現(xiàn),給每季度的消防水系統(tǒng)檢驗(yàn)工作帶來很大難度。發(fā)生火災(zāi)時(shí),滅火工作存在巨大隱患。因此消防給水監(jiān)控子系統(tǒng)全部應(yīng)采用智能末端試水裝置(電動(dòng)型)。

消防泵房數(shù)字化監(jiān)控設(shè)計(jì)圖如圖1所示。高位水箱數(shù)字化監(jiān)控設(shè)計(jì)圖如圖2所示。消防給水立管數(shù)字化監(jiān)控設(shè)計(jì)如圖3所示。實(shí)驗(yàn)消火栓數(shù)字化監(jiān)控設(shè)計(jì)圖如圖4所示。報(bào)警閥數(shù)字化監(jiān)控設(shè)計(jì)圖如圖5所示。電動(dòng)型末端試水裝置數(shù)字化監(jiān)控設(shè)計(jì)圖如圖6所示。

圖1 消防泵房數(shù)字化監(jiān)控設(shè)計(jì)圖

圖2 高位水箱數(shù)字化監(jiān)控設(shè)計(jì)圖

圖3 消防給水立管數(shù)字化監(jiān)控設(shè)計(jì)圖

圖4 實(shí)驗(yàn)消火栓數(shù)字化監(jiān)控設(shè)計(jì)圖

4 超高層建筑消防給水監(jiān)控子系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在超高層建筑“晉江普尚國際中心”中設(shè)計(jì)了消防給水監(jiān)控子系統(tǒng),通過研究消防管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)動(dòng)作流程,分析梳理拓?fù)錁?gòu)架,設(shè)計(jì)了國內(nèi)第一個(gè)超高層建筑的消防給水監(jiān)控子系統(tǒng),建成后將為以后建立建筑物數(shù)據(jù)模型火災(zāi)預(yù)案及推演滅火取水優(yōu)化方案提供數(shù)據(jù)支持。消防給水監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖如圖7所示。

圖5 報(bào)警閥數(shù)字化監(jiān)控設(shè)計(jì)圖

圖6 電動(dòng)型末端試水裝置數(shù)字化監(jiān)控設(shè)計(jì)圖

圖7 消防給水監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

消防給水監(jiān)控子系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下:(1) 確保消防水系統(tǒng)24 h處于備戰(zhàn)狀態(tài),做到隨時(shí)啟動(dòng),隨時(shí)滅火;(2) 進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,可及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患;(3) 可提前發(fā)現(xiàn)消防管網(wǎng)壓力異常,避免更大的財(cái)產(chǎn)損失;(4) 便于檢查,所有火警信息控制器一鍵發(fā)現(xiàn)。

GB 51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第13.7.7條已經(jīng)明確:民用建筑內(nèi)的消防水泵不宜設(shè)置自動(dòng)巡檢裝置,取消了消防巡檢柜。設(shè)計(jì)一套消防管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)工程造價(jià)的影響大抵與消防巡檢系統(tǒng)相當(dāng),但消防管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)在功能上更優(yōu)于消防巡檢系統(tǒng),對(duì)于消防管網(wǎng)的安全運(yùn)行具有很好的替代性。

5 結(jié) 語

本文設(shè)計(jì)了消防給水監(jiān)控子系統(tǒng),并將該系統(tǒng)應(yīng)用在工程項(xiàng)目“晉江普尚國際中心”中,解決了消防設(shè)計(jì)注重事后補(bǔ)救卻忽視管網(wǎng)無水或設(shè)備損壞的安全隱患問題,使得超高層建筑的消防系統(tǒng)能在發(fā)生火災(zāi)時(shí),可協(xié)助消防報(bào)警系統(tǒng)保證消防管網(wǎng)的安全使用,可有效避免管網(wǎng)無水時(shí)導(dǎo)致的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。