消防物联网理论实战：消火栓系统

消火栓系统以建筑物外墙为界进行划分,分为室外消火栓给水系统和室内消火栓给水系统两大部分。

(1)室外消火栓给水系统

1)室外消火栓给水系统的作用

室外消防给水系统指设置在建筑物外墙中心线以外的一系列消防给水工程设施,是建筑消防给水系统的重要组成部分(图13.3)。该系统可以大到担负整个城镇的消防给水任务,小到可能仅担负居住区、工矿企业或单体建筑物室外部分的消防给水任务。其通过室外消火栓(或消防水鹤)为消防车等消防设备提供火场消防用水,或通过进户管为室内消防给水设备提供消防用水。

图13.3　室外消火栓系统图

2)室外消火栓系统的工作原理

采用低压给水管网的市政消火栓,主要通过直接用吸水管吸水或连接水带向消防车水罐注水,经消防车水泵加压后向火场供水;采用高压或临时高压给水管网的市政消火栓,可直接由消火栓连接水带、水枪灭火。

3)室外消火栓给水系统的设置场所

根据《建规》的规定:

①城镇(包括居住医、商业区、开发区、工业区等)应沿可通行消防车的街道设置市政消火栓系统。

②民用建筑、厂房、仓库、储罐(区)和堆场周围应设置室外消火栓系统。

③用于消防救援和消防车停靠的屋面上,应设置室外消火栓系统。

《人民防空工程设计防火规范》(GB 50098—2009)、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB 50067—2014)、《石油化工企业设计防火规范》(GB 50160—2008)、《钢铁冶金企业设计防火规范》(GB 50414—2018)等中对室外消火栓给水系统的设置分别做了具体规定。

4)室外消火栓给水系统的组成

根据室外消火栓给水系统的类型和水源、水质等情况不同,系统在组成上不尽相同。有的比较复杂,像生活、生产、消防合用室外给水系统,通常由消防水源、取水设施、水处理设施、给水设备、给水管网和室外消火栓等设施所组成。而独立消防给水系统相对就比较简单,省去了水处理设施。

5)室外消防给水系统的类型

①按水压不同分类:

·室外低压消防给水系统:系统管网内平时水压较低,一般只负担提供消防用水量,火场上水枪所需的压力,由消防车或其他移动式消防水泵加压产生。一般城镇和居住区多为这种系统。采用低压消防给水系统时,其管道内的供水压力应保证灭火时最不利点消火栓处的水压不小于0.1 MPa(从室外地面算起)。

·室外临时高压消防给水系统:系统管网内平时水压不高,发生火灾时,临时启动泵站内的高压消防水泵,使管网内的供水压力达到高压消防给水管网的供水压力要求。一般在石油化工厂或甲、乙、丙类液体、可燃气体储罐区内多采用这种系统。

·室外高压消防给水系统:有无火警,系统管网内经常保持足够的水压和消防用水量,火场上不需使用消防车或其他移动式消防水泵加压,直接从消火栓接出水带、水枪即可实施灭火。在有可能利用地势设置高地水池时,或设置集中高压消防水泵房,可采用室外高压消防给水系统。采用室外高压消防给水系统时,其管道内的供水压力应能保证在生产、生活和消防用水量达到最大用水量时,布置在保护范围内任何建筑物最高处水枪的充实水柱仍不小于

10 m。

②按用途不同分类:

·生产、生活、消防合用给水系统:指居民的生活用水、工厂企业的生产用水及城镇的消防用水统一由一个给水系统来提供。一般城镇都采用这种消防给水系统形式,因此,该系统应满足在生产、生活用水量达到最大时,仍能供应全部的消防用水量。采用生活、生产、消防合用给水系统可以节省投资,且系统利用率高,特别是生活、生产用水量大而消防用水量相对较小时,这种系统更适宜。但应该指出,目前我国许多城市缺水现象严重,消防用水量难以满足,存在着消火栓数量不够、水压不足的问题,针对这种情况,应采取相应的补救措施,例如可视具体情况考虑设置一些必要的储存消防用水设施。

·生产、消防合用给水系统:在某些企事业单位内,可设置生产、消防共用一个给水系统,但要保证当生产用水量达到最大小时流量时,仍能保证全部的消防用水量,并且还应确保消防用水时不致引起生产事故、生产设备检修时不致引起消防用水的中断。生产用水与消防用水的水压要求往往相差很大,在消防用水时可能影响生产用水,或由于水压提高,生产用水量增大而影响消防用水量。因此,在工厂企业内较少采用生产用水和消防用水合并的给水系统,而较多采用生活用水和消防用水合并的给水系统,并辅以独立的生产给水系统。

·生活、消防合用给水系统:城镇和机关事业单位内广泛采用生活用水和消防用水合并的给水系统。这种系统形式可以保持管网内的水经常处于流动状态,水质不易变坏,而且在投资上也比较经济,并便于日常检查和保养,消防给水较安全可靠。采用生活、消防合用的给水系统,当生活用水达到最大小时流量时,仍应保证全部消防用水量。

·独立的消防给水系统:工业企业内生产和生活用水较小而消防用水量较大时,或生产用水可能被易燃、可燃液体污染时,以及易燃液体和可燃气体储罐区,常采用独立的消防给水系统。独立消防给水系统只在灭火时才使用,投资较大,因此,往往建成临时高压给水系统。

(2)室内消火栓给水系统

1)室内消火栓给水系统的作用

室内消火栓给水系统是指一种既可供火灾现场人员使用消火栓箱内的消防水喉或水枪扑救建筑物的初期火灾,又可供消防队员扑救建筑物大火的室内灭火系统。在以水为灭火剂的消防给水系统中,室内消火栓给水系统在灭火效果和扑灭火灾的及时迅速方面不如自动喷水灭火系统,但工程造价低,节省投资,适合我国国情。因此,该系统是建筑物应用最广泛的一种主要灭火系统。

2)室内消火栓系统的工作原理(www.xing528.com)

火灾初期消防用水是由高位消防水箱保证,随着消防水泵的正常启动运行,以后的消防用水由消防水泵从消防水池抽水加压提供。也可利用消防车从消防水源抽水,通过水泵接合器向室内消火栓给水系统补充消防用水。室内消火栓系统原理图如图13.4所示。

图13.4　室内消火栓系统原理图

3)室内消火栓给水系统的设置场所

根据国家标准《建规》的规定,下列建筑或场所应设置室内消火栓系统:

①建筑占地面积大于300 m2的厂房和仓库。

②高层公共建筑和建筑高度大于21 m的住宅建筑。

③体积大于5 000 m3的车站、码头、机场的候车(船、机)建筑、展览建筑、商店建筑、旅馆建筑、医疗建筑和图书馆建筑等单、多层建筑。

④特等、甲等剧场,超过800个座位的其他等级的剧场和电影院等以及超过1 200个座位的礼堂、体育馆等单、多层建筑。

⑤建筑高度大于15m或体积大于10 000m3的办公建筑、教学建筑和其他单、多层民用建筑。

《人民防空工程设计防火规范》(GB 50098—2009)、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB 50067—2014)、《石油化工企业设计防火规范》(GB 50160—2008)、《钢铁冶金企业设计防火规范》(GB 50414—2018)等中对室内消火栓给水系统的设置场所分别做了具体规定。

4)室内消火栓给水系统的组成

室内消火栓给水系统由消防水源、消防给水设施、消防给水管网、室内消火栓设备、控制设备等组件组成,如图13.5所示。其中消防给水设施包括消防水泵、消防水箱、水泵接合器等,该设施的主要任务是为系统储存并提供灭火用水;给水管网包括进水管、水平干管、消防竖管等,其任务是向室内消火栓设备输送灭火用水;室内消火栓设备包括水带、水枪、水喉等,它是供人员灭火使用的主要工具;控制设备用于启动消防水泵,并监控系统的工作状态。通过这些设施有机协调的工作,确保系统的灭火效果。

图13.5　室内消火栓给水系统的组成

1—进水管;2—消防水池;3—生活泵;4—消防水泵;5—水泵接合器;6—室内消火栓;7—室内消防给水管网;8—阀门;9—屋顶消火栓;10—消防水箱;11—生产、生活用水出水管;12—单向阀;13—消防用水出水管

5)室内消火栓给水系统的类型

①按压力高低分类:

·室内高压消防给水系统:又称常高压消防给水系统,能始终保持满足水灭火设施所需的工作压力和流量,火灾时无须消防水泵直接加压的供水系统。一般当室外有可能利用地势设置高位水池(例如在山岭上较高处设置消防水池)或设置区域集中高压消防给水系统时,才具备高压消防给水系统的条件。

·临时高压消防给水系统:系统平时不能满足灭火设施所需的工作压力和流量,火灾时能自动启动消防水泵以满足水灭火设施所需的工作压力和流量的供水系统。独立的高层建筑消防给水系统,一般均为临时高压消防给水系统。

②按用途分类:

·合用的消防给水系统:又分生产、生活和消防合用给水系统、生活和消防合用给水系统、生产和消防合用给水系统。当室内生活与生产用水对水质要求相近,消防用水量较小,室外给水系统的水压较高,管径较大,且利用室外管网直接供水的低层公共建筑和厂房可采用生产、生活和消防合用给水系统;对生活用水量较小,而消防用水量较大的低层工业与民用建筑,为节约投资,可采用生活和消防合用给水系统;对生产用水量很大,消防用水量较小,而且在消防用水时不会引起生产事故,生产设备检修时不会引起消防用水中断的低层厂房可采用生产和消防合用给水系统。由于生产和消防用水的水质和水压要求相差较大,一般很少采用生产和消防合用给水系统。

·独立的消防给水系统:对于高层建筑,为满足发生火灾立足于自救,保证充足的消防用水量和水压,该建筑消防给水系统应采用独立的消防给水系统。对于单、多层建筑消防给水系统,如生产、生活、消防合并不经济或技术上不可能时,可采用独立的消防给水系统。

③按系统的服务范围分类:

·独立的高压(或临时高压)消防给水系统:指每幢建筑物独立设置水池、水泵和水箱的高压(或临时高压)消防给水系统。该系统供水安全可靠,但投资较大,管理较分散。重要的高层建筑以及在地震区、人防要求较高的建筑宜采用此系统。

·区域集中的高压(或临时高压)消防给水系统:指数幢或数十幢建筑共用一个加压水泵房的高压(或临时高压)消防给水系统。该系统便于集中管理,节省投资,但在地震区安全性较低。因此,有合理规划的建筑小区宜采用区域集中的高压(或临时高压)消防给水系统。

6)室内消火栓系统的联动控制设计

联动控制方式,由消防水泵出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关或报警阀压力开关等信号作为触发信号,直接控制启动消火栓泵,联动控制不应受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。当设置消火栓按钮时,消火栓按钮的动作信号作为报警信号及启动消火栓泵的联动触发信号,由消防联动控制器联动控制消火栓泵的启动。

手动控制方式,是将消火栓泵控制箱(柜)的启动、停止按钮用专用线路直接连接至设置在消防控制室内的消防联动控制器的手动控制盘,并应直接手动控制消火栓泵的启动、停止。消火栓泵的动作信号应反馈至消防联动控制器。