给水系统设计（共12篇）
给水系统设计 篇1
摘要：一项成功的建筑工程设计, 除了考虑结构安全, 还应同时考虑消防安全问题, 因为它直接关系到人民的生命财产安全。消防给水系统设计规划随着新技术、新设备的使用而不断改进, 安全性也更高。本文对多高层建筑消防给水系统设计进行了分析探讨。
关键词：建筑,消防给水,设计分析
建筑消防设计中, 一般建筑高度超过消防车有效的灭火高度, 超过7层的单元式住宅, 超过6层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业服务网点的单元式住宅, 应设置室内消防给水设施。主要靠室内消防给水设备扑救火灾的消防给水系统称为多层建筑消防给水系统。
1 消防给水工程
1.1 工程概况
某广场分为 (A、B、C、D) 四个区消防工程, A区首层为停车场, 二层至三层为商铺, 四层至九层为酒店式公寓;B.C区首层为停车场, 二层至三层为商铺;D区A区首层为停车场, 二层至三层为超市, 四层至十八层为住宅。
消火栓系统:十分钟消防用水由商住楼天面消防水箱供给, 消防水箱25m3, 箱底标高60.80m。消防水池有效容积388m3。消防用水由首层泵房消火栓供给, 水泵扬程为100m, 按商住楼 (大于50m) 室内设计流量为40L;灭火器装置:每层均配置手提式磷酸铵盐灭火器, 灭火器充装量为3kg, 灭火等级为中危险等级, 最大保护面积为75m2/A。最大保护距离为15m/ (A类) 。
1.2 消防给水工程
用水量设计:室外消火栓给水系统用水量30L/S;室内消火栓给水系统用水量:40L/S;火灾延续时间为2h。
消火栓给水系统管材与接口形式:DNK100采用镀锌钢管, 螺纹连接;DN≥100采用镀锌钢管, 沟槽式连接件 (卡箍) 连接, 法兰连接或焊接连接。
消防管道试验压力为1.0MPa。
2 室外消防给水系统
2.1 消防给水
为确保消防给水安全, 多层建筑室外消防管网的进水管不宜少于两条, 并宜从两条市政给水管道引入, 当其中一条进水管发生故障时, 其余进水管应仍能保证全部用水量。进水管管径按式:
式中:
D为进水管管径 (mm) ;
Q为生活、生产与消防用水总量 (L/s) ;
v为进水管水流速度, 不宜大于2.5m/s, 独立自动喷水灭火系统, 进水管水流速度不宜大于5.0m/s;
n为进水管数量。
2.2 管网布置
自动喷水灭火系统管网, 由直接安装喷头的配水管、配水支管、配水干管以及总控制阀、向上 (或向下) 的垂直立管组成。
立管与配水管之间的连接方式有四种:即中央中心型给水, 侧边中心型给水, 中央末端型给水和侧边末端型给水。
3 室内消火栓给水系统
3.1 水枪的充实水柱长度
火场常用的充实水注长度一般为10m~15m。《建筑防火规范》规定水枪的充实水柱长度首先应通过水力计算确定, 同时建筑高度不超过100m的多层建筑, 水枪的充实水柱长度不应小于10m;建筑高度超过100m的民用建筑和多层工业建筑, 水枪的充实水柱长度不应小于13m。
3.2 室内消火栓的布置
3.2.1 布置原则
间距应保证同层相邻两个消火栓的水枪充实水柱同时达到被保护范围内任何部位;设置在明显易于取用的位置;栓口离地面高度宜为1.10m;消防电梯前室, 严禁伪装消火栓;多层建筑的屋顶还应设一个装有压力显示器的检查用的试验栓。
3.2.2 布置间距
消火栓保护半径按式:
式中:
R为消火栓保护半径 (m) ;
Ld为水龙带实际长度 (m) 一般为配备水龙带长度的90%;
LS为水枪充实水柱在平面上的投影长度 (m) 。消火栓采用单排布置时, 其间距按式 (见图1) 。
式中:A、B、C、为为室内消火栓;
S为消火栓间距 (m) ;
b为消火栓最大保护宽度 (m) 。
3.3 室内消防给水管网的布置
室内系统给水管网应布置成独立的环状管网系统, 必须保证给水干管和每条消防竖管都能双向供水;室内环状管网的进水管不应少于两条, 并宜从建筑物的不同方向引入;消防竖管不宜少于两条, 其布置应能保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位;室内消防给水管道应采用阀门分成若干独立段;当建筑物内同时设有室内消火栓给水系统与自动喷水灭火系统时, 室内消火栓给水管网与自动喷水管网分开设置。
3.4 室内消火栓系统的设计计算
3.4.1 消防用水量
多层建筑的消防用水量与建筑高度、燃烧面积、空间大小、蔓延速度、可燃物资、人员情况、经济损失等密切相关。多层建筑室内消火栓用水量应根据同时使用水枪数量和充实水柱长度计算确定。室内、外消火栓给水系统的用水量, 不应小于规范规定值。
3.4.2 水力计算
理想状况的水枪射流长度为:
式中:Hq为理想状态水枪射流长度 (m) ;
v为水枪喷嘴水流速度 (m/s) ;
g为重力加速度 (m/s2) 。
水枪喷嘴处的压力与充实水柱高度的关系为:
式中:
Hq为同上式;
∂f为可查表;
Hm为水枪充实水柱高度。
水枪喷射流量:
式中:
qxh为水枪射流量 (L/s) ;
B为水枪特性系数;
Hq为水枪喷口造成某充实水柱所需压力 (MPa) 。
水龙带水头损失:
式中:
hd为水龙带水头损失 (MPa) ;
Az为水龙带的阻力系数;
Ld为水龙带长度 (m) 。
消火栓栓口所需水压:
式中:
Hxh为消火栓栓口所需水压 (MP a) ;Hq, dh同前。
确定消防给水管网的管径:选定建筑物的最高与最远的两个或多个消火栓为计算最不利点, 以此确定计算管路, 并按照消防规定的室内消防用水量进行流量分配。
消防给水管网的水头损失:
式中:
h为管道沿程水头损失 (MPa) ;
i为水力坡度;
L为管段长度 (m) 。管道局部水头损失宜采用当量长度法计算, 也可按沿程水头损失的10%计。
消防水泵扬程计算:
式中:
Hb为消火栓扬程 (MPa) ;
Hq为最不利点消防水枪喷嘴所需压力 (MPa) ;
ha为管网的水头损失 (MPa) ;
hz为消防水池的最低消防水面或水泵吸水管轴心与最不利点消火栓的高差 (m) 。
3.4.3 增压与稳压设施的选用
发生火灾的10min内由屋顶消防水箱供水, 但很难保证高区最不利点消防设备的水压要求。当不能满足要求时, 应采用气压给水设备或稳压泵等局部加压设施补充水压。
3.4.4 消火栓系统减压 (包括消防干管减压和消防支管减压)
由于高低层消火栓所受水压不同, 实际出水量相差较大。为便于消防队员使用消火栓和防止消防储水在短时间内耗尽, 《建筑设计防火规范》规定:室内消火栓栓口处的静水压力应不大于0.50MPa, 如超过1.0MPa, 应进行分区或干管减压, 按竖向将消火栓系统分成若干个给水系统。消防干管一般采用减压水箱或减压阀减压。
由于高低层消火栓所承受水压不同, 实际出水量相差很大, 当上部的消火栓栓口水压满足消防灭火要求时, 则下部的消火栓压力过剩, 消防支管减压的目的在于消除消火栓的剩余水压。当消火栓栓口出水压力大于0.50MPa时, 可在消火栓栓口处加设不绣钢减压孔板或采用减压稳压消火栓减压, 使消火栓的实际出水量接近设计出水量。
减压稳压式消火栓是一种能自动调节, 使栓后压力保持稳定的消火栓。
4 结语
消防给水系统为保证安全可靠采用水箱—水泵—增压泵—气压罐联合加压供水系统, 增压泵和气压罐均放在水箱间。对于有技术保证的城市或单位, 也可省去水箱而将增压泵和气压罐放在地下室供水泵房设置。另外, 消防给水系统的设计必须和电器专业密切配合才能达到合理的控制效果。对于多层建筑消防给水的设计, 既要严格执行有关规范, 又要从实际出发。
参考文献
[1]陈碧祥.多层商住楼消防给水设计[J].住宅科技, 2005 (12) .
[2]陈明.浅谈商住楼存在的消防隐患及防治对策[J].科技情报开发与经济, 2005 (4) .
[3]陈粤湘.谈商住楼的消防给水设计[J].广东建材, 2006 (4) .
[4]李波.消防系统设计中的几个问题[J].石油规划设计, 1999 (4) .
给水系统设计 篇2
1．消防系统的选择目前，超高层建筑常用的消防给水主要有：
①高位消防水池重力供水方式；
②串联分区加压供水方式；
③一次加压减压（减压阀）给水方式[1]。高位消防水池重力供水方式，须将一次火灾消防用水量存于屋顶高位消防水池内，本项目消防用水量1,008m3，因此屋顶结构荷载大，占用面积亦难以满足。串联加压供水方式，消防给水管网竖向各区由消防水泵串联分级向上供水，高区消防水泵可从下区消防管网或转输水箱吸水，这样中间须设置水泵，运行费用较高，能耗多。该建筑高度为143.60米，若选择一次加压减压（减压阀）给水方式，水泵扬程约2.2MPa，管材承受压力小于2.5MPa，投资较低，所需设备用房少。经3种方式的比选，经院总工审定，选定第三种方案。
2．消防系统的分区本设计从建筑高度、分区压力、减压阀设置及维护管理方便等因素综合考虑，确定消火栓系统分成3个区，自动喷淋系统分成4个区。消防系统分区：为便于管理，裙房地下室消火栓系统单独为一个区。办公楼共30层，最高层与最底层净高差大于100m，根据“水消规”第6.2.1条规定，消火栓栓口处静压大于1.0MPa，消防给水系统应分区供水，故办公楼分2个区，8~18层为低区，19~30层为高区。商业楼8~14层为一个区，与办公楼8~18层共用减压阀减压。自动喷淋系统分区：自动喷淋系统裙房和地下室分2区，湿式报警阀分别设置于负一层水泵房内和负二层实时报警阀间内。办公楼分2个区，8~20层为低区，21~30层为高区；湿式报警阀设置于避难层（17层、26层）。商业楼7~14层为一个区，湿式报警阀设置于负一层水泵房内。具体如下图消防水泵房设置：消防水泵房设置于负一层，消火栓水泵单泵性能：Q=20L/s，H=215m，N=75KW，共三台，二用一备，互为备用；自动喷淋水泵单泵性能：Q=20L/s，H=200m，N=75KW，共三台，二用一备，互为备用。
二、室内消火栓环管布置的构思
根据消火栓系统的分区，可在地下四层与地上六层设置环管。但由于地下四层为人防工程，消火栓较多，故单独成环较为合理。另因地下一层为家具展厅，首层为商业，且地下一层与首层平面布局相差甚远，若共用环管，则消火栓支管较长，须敷设在商铺上空，几经斟酌后，确定环管布置如下：在地下二层天花设置环管以便地下一层及地下二层消火栓连管；在首层天花设置环管以便首层及二层消火栓连管，且中庭内展厅的消火栓，必须由地下二层的环管上供水。
三、消防设计的新做法
《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）于2014-10-1实施，该项目为此规范实施后的超高层项目，因此项目中的做法与“水消规”未实施前的常规做法有几处存在明显差异。具体如下：
1．消防泵房“水消规”第5.5.12.2条规定，附设在建筑物内的消防水泵房，不应设置在地下三层及以下，或室内地面与室外出入口地坪高差大于10m的地下楼层。根据建筑平面地下一层为家具展厅，消防水泵房首选地下二层。可是当布置在地下二层时发现，室外地坪与水泵房地面标高差大于10m，不得不占用地下一层的展厅面积来设置消防水泵房。
2．消防水泵“水消规”第4.3.9条规定，消防水池的出水管应保证消防水池的有效容积能被全部利用。消防水池的出水管也就是消防水泵的吸水管，即消防水泵的安装和启动能保证消防水池的有效容积全部利用。“水消规”尚未实施前，为了节省水泵房的占地面积，一般选用立式泵。但立式泵排气孔高，自灌式吸水水位要求就高，消防水池无效水位也随着增加。为了能充分利用消防水池的水位，保证消防水池的有效容积能被全部利用，该项目消防水池和水泵房同层设置，选择卧式消防泵。
3．稳压泵“水消规”第5.3.2条规定，稳压泵的设计流量宜按消防给水设计流量的1%~3%计，且不宜小于1L/s。在“水消规”实施前，消火栓稳压泵流量一般取5L/s，本项目所有消防管均在建筑物内敷设，漏损量较少，根据“水消规”该项目所有的稳压泵流量取1L/s。关于稳压泵扬程，“水消规”第5.3.3条确定了稳压泵最高设计压力，也限定稳压泵启动的最低设计压力，该项目稳压泵扬程为0.25MPa。
4．消防水箱“水消规”第5.2.1条规定，建筑高度大于100m的一类高层公共建筑，临时高压消防给水系统的高位消防水箱有效容积不应小于50m3。因此该项目天面消防水箱，有效容积为50m3，而非“高规”规定的18m3。
四、结语
给水系统设计 篇3
【关键词】高层建筑；生活给水系统；热水供应系统；设计
一、高层建筑给水工程的特点
高层建筑振动源多、用水要求高、用水量大等特点对建筑给水工程的设计、施工、材料及管理方面都提出了较高的要求。与低层建筑给水工程相比，高层建筑给水工程具有以下特点。
（1）竖向分区供水。由于高层建筑给水系统静水压力大，如果只采用一个区供水，不仅影响使用，而且管道及配件容易损坏。因此，供水必须进行合理的竖向分区，使静水压力降低，保证系统的安全运行。
（2）技术要求高。高层建筑的建筑标准高，给水设备使用人数多，水量大，一旦发生停水事故，影响范围大。从而高层建筑给水工程须采用有效的技术措施，以确保安全可靠供水
（3）降噪处理。高层建筑动力设备多，管线长，易产生振动和噪声。因此高层建筑的给水工程必须考虑设备和管道的防振动和降噪音的技术措施。
二、高层建筑生活给水系统设计
（一）给水方式的选择
目前绝大多数高层建筑采用高位水箱给水方式。高位水箱给水方式根据《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003（2009年版）的要求可采用高位水箱串联给水方式、高位水箱并联给水方式或高位水箱减压给水方式，或者根据具体情况采用几种给水方式的结合。
高位水箱串联给水方式的特点是各分区的水泵分散设置，各区从下一分区的水箱抽水，下一分区的水箱除供本分区外同时是上一分区的水源，适用于超高层建筑。优点是避免了设扬程高的水泵和水压高的压水管，并且缩短了压水管的长短。缺点是由于设备分散，管理维护不便；设备楼层对防震、隔音要求高；上区供水受下区影响，安全性较差。串联给水与减压给水结合，由于设备（水泵、水箱）减少，节省造价，并有利于管理维护，也减小了震动和噪声的影响，因而在超高层建筑中采用较多。
高位水箱减压给水方式利用减压水箱和减压阀减压。减压水箱占用一定的建筑面积，增加了防止生活用水二次污染的困难，并且有噪音影响。减压阀造价虽然较高，但占地面积大大减小，不影响水质而且无噪声。随着国内减压阀产品质量提高，性能可靠，故采用减压阀减压方式的供水方式日渐增多。
一般根据建筑高度确定给水方式，当建筑高度50m左右时，低区利用城市给水管网水压直接供水，高区采用水泵——屋顶水箱联合供水；当建筑高度50-80m时，高区采用高位水箱减压阀给水方式；当建筑高度80-110m时，高区采用高位水箱分区减压给水方式：当建筑高度超过110m时，高区采用高位水箱串联给水与减压给水相结合的方式。
（二）给水管材的选用
镀锌钢管由于具有使用寿命短、用于输送生活用水不能满足水质卫生标准等缺点，现已基本被淘汰而不再使用，全国正大力推广使用塑料给水管。塑料给水管具有使用寿命长、重量轻、耐压强度好、省钢节能等优点。目前在工程实际应用中有PVC-U管、铝合金衬塑管、钢塑复合管、PP-R管、PE管、CPVC管、PCX管等，以塑料管料为主，在少数高档住宅中也会使用不锈钢管和铜管，但是不锈钢管和铜管价格问题使其应用范围很小。管材的选择应在造价和技术指标上寻找一个平衡点，技术指标上是从压力、温度、使用环境、安装方法等方面进行考虑，造价上是从业主的要求和住宅的档次上进行考虑。对于造价较低的经济适用房和廉租房，可选用卫生级硬聚氯乙烯管（PVCU）作为給水管，中高档商品房可用铝塑复合管（PE-AL-PE，PEX-AL-PEX）或其他塑料给水管材作为给水管。无论采用何种管材作为给水管，最重要的是要满足安全要求。
三、高层建筑热水供应系统的设计
（一）热水系统组成
第一循环系统（热媒系统）：热源，热水机组。
第二循环系统（热水供应系统）：热水配水管网，回水管网。
附件：热水供水泵，循环水泵，膨胀罐，安全阀，节流阀，管道伸缩器，闸阀，水嘴等。
（二）热水供应方式的选择
1、集中加热分区供水系统
这种系统把高层建筑物内各分区热水系统的加热设备及循环水泵集中设置在地下室或其他附属建筑内，加热设备的冷水由各分区的高位水箱或变频调速水泵或气压给水设备供给，加热后的热水分别送往各分区系统使用加热的设备集中设置在地下室或底层，维护管理 方便，对隔音防振有利，热媒管道较短，可以减小管路噪音。但高区加热设备承受静水压力大，对高区加热设备承压要求高，另外高区配水立管和回水立管高度很大，承受静水压力也大，因而在高度上受限制，适宜在三个分区以下的高层建筑中采用，不适用于超高层建筑。
2、分散加热分区供热水系统
这种系统的加热设备及循环水泵分别设置在各分区的上部或下部设备层，加热设备的冷水同样由各分区的高位水箱或变频调速水泵或气压给水设备供给，加热后的热水沿本区管网系统送至各用水点。
（三）热水系统分区及管材
高层建筑生活用水要进行竖向分区，生活用水一般按照用水点的静水压力不超过0.35MPa～0.45MPa进行竖向分区。工程实践表明，当分区压力过大时，底层水压较大，用水器具容易损坏，且水流流速大，使用不便。设计采用用水点的静水压力不超过0.35MPa进行分区。
给水立管管材采用衬塑无缝钢管，法兰或沟槽连接，其余均采用PPR塑料管材及管件，热熔连接。管径DN50及以下者采用铜球阀，螺纹连接，DN50以上者采用铜闸阀，法兰连接，阀门的工作压力为1.0MPa
（四）系统附件的选用及设置
1、减压阀
因为高层建筑不同分区各配水点使用的冷水和热水系统的供水不能共用减压阀，只能分别减压后供给。为了各配水点处压力平衡，应选用质量可靠的可调式减压阀，将同一分区的冷水和热水压力调至平衡。
2、膨胀管
高层建筑的热水系统都较大，为了安全起见，一般都采用带膨胀管的开式系统。因热水温度较高，热水从膨胀管溢出时，如果不采取适当措施，容易发生烫伤事故。但第一不可将膨胀管的水回流至冷水箱，以防污染饮用水水质。第二不可将膨胀管的敞口部位向下延伸，因为会形成虹吸，使热水长流不止。应在膨胀管的上部（高于屋顶水箱的水位）开20mm小孔，以破坏虹吸，膨胀管的敞口部位可向下延伸，将溢流的热水引至安全地点（如消防水箱或屋顶雨水系统）排放。
3、循环泵
一般的水泵耐压能力是根据扬程确定的。高层建筑的热水循环泵的扬程虽不高，但背压却相当大。因此，设计文件中应特别注明背压要求，由制造商采取适当技术措施，以避免使用中泵体因背压而破损。另外，由于高层建筑的安静要求，采取选用低噪声水泵，泵基础安装隔振器，泵的进出口管道安装可曲绕橡胶接头，管道支撑采用弹性支吊架等措施。
结束语
相对低层建筑而言，高层建筑对生活给水系统及热水供应系统设计的安全性可靠性要求更高.设计者可通过设计和施工中遇到的问题，不断总结和完善设计技术，达到设计安全、合理、经济的目的。还应根据项目的具体情况，灵活设计，使用户能享受到方便、快捷的热水供应。
参考文献
[1]陈健鸿.高层建筑热水供应系统实际设计分析[J].企业技术开发（下半月），2010年4期.
[2]王琳，季文晗.高层建筑热水供应系统概述[J].城市建设理论研究（电子版），2012年5期.
[3]黄文胜，汤广发，邓广，王涛.改进高层建筑集中热水供应系统的设计[J].中国给水排水，2004年4期.
给水系统节能设计及效率系数分析 篇4
1 建筑给水系统节能设计
1.1 利用市政自来水管网压力直接供水。市政自来水的管网压力一般控制在0.5~0.6MPa, 基本能保证最不利点用户接管处的供水压力 (服务水头) 不小于0.28MPa (《城市给水工程规划规范》) 。因此, 低层或多层建筑给水系统应充分利用市政自来水管网压力直接供水;对采用二次加压供水 (以下简称二次供水) 的建筑, 在市政自来水管网压力范围内的底部几层 (以下称低区) , 也应利用市政自来水管网压力直接供水。
1.2 选择合理的分区供水系统, 选用节能型供水设备分区给水系统设计主要应考虑分区数量、分区形式及供水设备选用三方面问题。
1.3 控制供水管网的水头损失控制并减少管网的水头损失, 可实现节能。在设计中, 优化管网布置, 必要时适度放大最不利管路管径 (但其流速不宜小于当地经济流速) , 可减少管路的水头损失, 从而达到节能效果。
2 建筑给水系统效率系数的提出及其相关公式
就目前的研究范围来看, 业界尚未提出一个普通统一使用的给水设备节水评价标准, 因此专门提出“系统效率系数”及其相关公式, 以期给排水相关科研人员共同讨论。
式中ηs:系统效率系数, %ηE:设备效率系数, %ηpi:管网效率系数, %NA:由给水设备提供的 (不包括累积水头损失) 计算流量和扬程的乘积所折合的电量 (即实际获得的功) , kW·h
NR:求得NA实际所耗的电量, kW·h qi~qn:既定的各用水点的流量, m3 hi~hn:利用水泵抽水的储水池水面高度到各用水点垂直距离与各自由水头之和, mQ:计算流量, m3 H:静扬程=总扬程—管网水头损失, m hf:最不利用水点的自由水头, m
该公式虽然是一个近似公式, 但由于各个评价指标一致, 在评价不同设备的供水系统时公式所得到的结果并不会有失公正。并且, 因为这在一定程度上简化了计算过程, 有助于检测的顺利进行。
3 实际应用举例分析
3.1 如何评判各种给水设备耗能情况
首先, 在建筑中需要设定如下给水设备来帮助进行比较耗能指标。如:
(1) 水泵及屋顶水箱联合加压
(2) 调速给水:带气压罐的变频调速给水设备
(3) 变频调速给水:全流量高效变频调速给水设备
(4) 无负压供水:管网叠压供水设备
(5) 带增压水箱的管网叠压供水设备
(6) 二次给水前置设备
并对上述设备安装电表来记录耗电量和水表记录系统流量。设出一个固定的累积流量1000m3, 在水泵及屋顶水箱的联合加压设备的累积供水达到1000m3时记录其所耗电量, 接着将电表水表读数归零。随后, 再记录变频调速给水设备 (带气压罐) 供水量达到1000m3时, 记录其耗电量。这样通过反复测试并记录, 就能够得出六组耗电量 (NR1~NR6) , 再设自由水头和几何中点为定值, 且效率系数也是定值, Q为定值, 管网布置不变。便可以通过得出各设备的ηs。
根据上述方法, 可明确地评价各种给水设备的节能状况, 并根据具体情况来确定最终所适合的给水设备。
3.2 对同一建筑中不同的给水方式耗能情况进行评判
在实际情况中, 并不是所有建筑内部的供水方式均为同一种, 即使是同一建筑, 所使用的供水设备也不尽相同。比如笔者 (下转第5页) (上接第3页) 设计某一幢办公写字楼共有20层, 其中1—2层楼由市政管网统一供水, 3—20层则均使用二次加压供水的方式, 而二次加压供水从竖向又分为两个分区, 分别为3—13层和14—20层。如果采取串联和并联两种方式, 通过使用 (3) 号设备即变频调速供水设备供水, 给定供水量1000时, 那么通过比较这两种方式各自的耗电量便可分析出两种供水方式节能效果的好坏。
4 结语
建筑给水系统节能效率系数的提出具有较为直观的现实意义, 为建筑给水系统的节能和优化设计提供了量化的具体且较为统一的评价方法。在公式的使用中, 依据所给出的评判标准可以发现目前国内所采用的建筑给水系统各种设备的系统效率系数在0.15——0.4之间, 表示在节能方面效率偏低。但同时也表明, 在优化设计方面仍有很大空间, 将有利于今后建筑给水系统高端企业在节能设备方面的研发和应用。这也在一定程度上, 对建筑给水系统节能方面的发展提出了更高的要求。
参考文献
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给水系统设计 篇5
一、关于高位水箱中消防储量的意见
《高层民用建筑设计防火规范》（gb50045-95）7.4.7.1规定：高位消防水箱的消防储水量，一类公共建筑不应小于18m3。
《自动喷水灭火系统设计规范》（gb50084-2001）第10.3.1条：自动喷水灭火系统采用临时高压给水系统时，应设消防水箱，其储水量应符合现行有关国家标准的规定。
从现行的规范及笔者所见到的资料里都没有明确消防水箱中的消防储水量是一个18m3还是两个18m3。即一般的将gb50045-95中的18m3的理解为消火栓系统室内10分钟消防用水（但若因室内消火栓用水量为40l/s，高位水箱中之10分钟消防储水量应为24m3）；将《自动喷水灭火系统设计规范》（gb50084-2001）中的18m3理解为自动喷水灭火系统10分钟消防储量（若按30l/s计算，高位水箱中之10分钟消防储水量应为18m3）。因此设计中会出现消火栓系统与自动喷水灭火系统同时存在时出现高位水箱中的消防储量为36m3的情况。
针对这一情况，怎样理解才是“安全适用”、“经济合理”呢？
笔者认为18m3是指10分钟消防总贮量，消防二字含义为：所有消防手段（包括消火栓和自动喷水灭火系统），即不存在24m3或36m3的问题。说明如下：
第一，当发生火灾时无人在现场，如娱乐场所、仓库等等，则只有自动喷水灭火系统工作，并且该系统只要有一个喷头动作，压力开头将在60秒内动作发出电信号，向控制中心报警，并经控制箱切换启动消防泵。即使几个喷头动作，18m3储水量也仅仅动用约三分之一。
第二，当自动喷水灭火系统不理想，火灾漫延、扩大，消防队到达现场，消火栓开始使用时，早已不是10分钟的问题了，直接启动消防供水灭火。此时高位水箱中仍有相当量的储水。
第三，初起火灾在5～10分钟后，消防队才到达现场，在此之前一般说来，消防泵应没有启动。如果启动了就不存在18m3储水量够不够用的问题。如果没有启动，则因高位水箱位下降到低水位（即消防储量水位）时，生活水泵将启动供水。也就是说在火灾发生后的5～10分钟内，生活水泵继续供水5～10分钟，这样因消防储量已动用，实际上生活泵供水基本上是供给了消防用，因水位已可能是在消防储量以下，生活出水管无水可出，亦即说明供10分钟内消防用水量不止18m3，是够用的。
第四，如果因为是超高层建筑或普通一类高层，因水箱设置高度不够而设置增压系统，那么对于高区消防来说，高位水箱的消防储水量单单对直接灭火而言，其意义几乎为零。当然为了使增压系统正常工作及中、低区来讲，高位水箱之消防储量仍然是必须的。
因此，笔者认为，无论一类高层建筑中有几个消防系统，其高位水箱中的消防储量不小于18m3就是符合规范要求的。
二、消防储水池的设置及容积的确定
首先谈谈如何确定是否应设置消防储水池的有关问题。
《高层民用建筑设计防火规范》（gb50045-95），7.3.2条是这样写的，“符合下列条件之一时，高层建筑应设消防水池：7.3.2.1市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量；7.3.2.2市政给水管道为枝状或只有一条进水管（二类居住建筑除外）”；条文有了，但关键是如何理解什么叫“且能满足”及是否“市政给水管道为环状，且有从市政环状管网不同侧引入的两条进水管”，就可以不设消防储水池？笔者认为对于大多数城市而言这是不容置疑的，但对于某些特定条件下，这样执行规范仅仅是死抠字眼，是不够负责任的。如某工程处于某国家级高新技术产业开展区，其给水管道网为环状，只要水厂供水、流量、压力均能满足某高层建筑需要，假如引入管也符合规范要求，是否可以不设置消防储水池及加压设施呢？从表面看是可以的。然而，当深入地了解一下情况就会明白不设置消防储水池是不行的。因该开发区仅有一路电源，这与一般大中城市几水厂，甚至一个水厂有两路电源不可同是而语。这一路电源停电，尤其秋、冬季节，如发生火灾，该水源何以保证供水呢？
给水系统设计 篇6
关键词：高层建筑;自动喷淋灭火系统;给水设计;消防设施
在现代高层建筑工程施工中，消防给水系统作为其中不可或缺的一部分，其施工质量的好坏对于建筑物整体的灭火性能有着直接的影响，尤其是当前大部分高层建筑工程建设逐渐向着多功能化与智能化方向而发展，原有的消防施工技术已经无法再适应于社会飞速发展的脚步。因此，在这种情况下，技术人员研发除了一种全新的自动喷淋灭火系统，这种灭火方法具备环保、灭火率的优点，已经在很多的高层建筑工程施工中得到了十分广泛的应用，下面，本文就对高层建筑自动喷淋灭火系统给水设计进行了探析，从而总结出一些自身的观点。
一、高层建筑消防系统重要性
近些年来，伴随着市场经济的迅猛发展，我国建筑业也得到了长远的进步，尤其是就我国当前建筑领域发展现状来看，为了更好的解决城市土地资源情况，满足更多人们对于建筑工程项目建设的需求，越来越多的高层建筑和超高层建筑逐渐出现在人们的生活中，这一建筑结构形式也成为了建筑业未来主要的发展趋势。尤其是现代科学技术水平的不断提升，相关的建筑技术也取得了不断的优化与完善，其中各项使用系统的施工质量也越来越受到群众们的重视，目前，根据大量统计信息数据显示，高层建筑物的建设数量是最多的，甚至部分城市还将高层建筑作为城市经济水平发展的重要指标。可是，在实际的高层建筑应用过程中，时常会存在火灾隐患，极大的危及了人们的生命财产安全，一旦发生重大的火灾事故，将会造成不可挽回的巨大损失，应该引起建筑企业的高度重视。
相关技术人员通过对火灾事故进行深入调查分析后得出，大多少火灾事故的引发原因都是由于消防系统设置错误，或是消防设置安装施工质量不合格所导致的，再加之管理人员管理意识薄弱，并没有对火灾隐患进行有效的防治，致使火灾事故的发生，造成人员的重大伤亡。尤其是近几年我国高层建筑火灾事例正在逐渐增加，不仅给人们的生活带来了巨大的损失，还严重影响了社会的和谐安定。因此，人们对于高层建筑物消防设施安全问题越来越重视，更是当今建筑业亟待解决的问题之一。
二、自动喷淋灭火系统的构成及工作原理
1、喷淋灭火系统的构成
想要充分发挥自动喷淋灭火系统的功能作用，我们首先要对该系统构造有着全面的了解。在当前的自动喷淋灭火系统给水设计中，主要的构造包括了压力泄放阀、流指示器、泡沫、湿式报警阀等各部件共同组成。
2、喷淋灭火系统的工作原理
一般情况下，喷淋灭火系统中的压力就会穿过泡沫罐供水管道与供水控制阀，从而直接进入到泡沫罐当中，此时由于泡沫观众的泡沫液会因为压力的作用，使泡沫液直接穿过断流阀而直接进入到泡沫控制阀的入口处，此时的压力水就会控制管路的进水阀、过滤器等一系列部件穿过，从而直接进入到泡沫液控制阀的控制范围中，由于此时的泡沫控制阀处于长期关闭的状态，那么该系统也就处于备用状态。
二、高层建筑自动喷淋灭火系统设计流程
自动喷淋灭火系统一经出现，就收到了建筑业的高度重视，并经过不断的改造优化以后，灭火成功率更是达到了96%左右，再加之先计算机技术的普及，设计人员开始将大量先进的信息计算机技术应用于自动喷淋灭火系统中，逐渐形成了一种综合性的技术体系，已经在我国当前各类高层建筑工程施工中得到了十分广泛的应用，更是成为了智能化建筑工程项目中不可或缺的消防设施。以下，本文就具体归纳了高层建筑自动喷淋灭火系统给水设计的主要内容。
（一）高层建筑自动喷淋灭火系统设计的重点部位
首先，在高层建筑工程施工建设的过程中，提前要做好中央空调系统的空气调节处理工作。在高层建筑中，因为人员数量多、人员密集程度大再加上室内装修的过程中或多或少的采用了各种易燃、易爆且有毒的材料，这使得建筑装饰材料在高温条件下经常会产生大量的烟雾以及有毒性物质，从而给火灾的蔓延和发生提供了方便。有的大型建筑物在设置的过程中因为人员密集、工作方法繁杂，为此在工作的过程中更是需要及时的做好火灾预防和控制工作。在目前的建筑物的自动喷淋灭火系统中，做好其设计工作需要从改变传统的封闭式喷水方式，这主要是因为传统闭式自动喷水灭火系统的难度很大，难以对空间较高的场所的火灾进行有效探测、扑灭及控制。其次，高层建筑的自动扶梯和走廊。人员疏散是高层建筑的消防工作的一大难题。《高层民用建筑设计防火规范》对自动扶梯的底部做了强制要求。然而，从实际使用情况来看，高层建筑的自动扶梯最底部往往是杂物成堆的地方，在扶梯、走廊等位置安装喷头可起到隔烟、阻火的作用，是高层建筑减少火灾突发的重要举措。再次，高层建筑内净空高度超过800mm的闷顶。
（二）高层建筑自动喷淋灭火系统、组件、喷头、管网、高位水箱的选型
1、高层建筑自动喷淋灭火系统组件的设置 在寸土寸金的闹市，报警阀往往集中设置在水泵房旁边。如果系统工作压力极限超过1.2Mpa时，按规范要求必须采取分区或减压的措施。一幢高度100m左右的高层建筑，自动喷水灭火系统的最大工作压力多半会超过1.6Mpa，也就是超过国产湿式报警阀的最大工作压力的要求。因此，在这种情况下，应根据竖向分区的情况，把报警阀往楼层上方的位置移动，使报警阀前的工作压力控制在其最大允许范围内，以利于系统安全运行。
2、高层建筑自动喷淋灭火系统喷头选型、管网、水箱的布置
首先，自动喷淋灭火系统喷头的合理选型。自动喷水灭火系统能否正常发挥作用取决于喷头的合理选型和布置。因此，应根据高层建筑的不同功能或部位选择不同温度等级的喷头。由于喷头的实际动作温度，一般高于喷头使用环境的最高温度30℃左右。因此，在施工中要避免错误地选择过高的温度级。根据专家试验表明，当喷头自动启动喷水灭火时其周围环境温度已高达200℃。根据不同建筑危险等级合理设定喷头间距。若设计方案无视被保护对象及建筑平面尺寸和构造要求，简单地采用规定值间距也就是中危险级3.6m，轻危险级4.2m的间距布置，则会导致喷头贴梁、贴柱安装，很不美观，也很不实用。
三、结束语
高层建筑一旦发生火灾就会对人民生命财产造成巨大的危害。当前，由于建筑用地日趋稀缺，开发商拿地的成本不断增加，导致集高层住宅、地下建筑、超市、写字楼、休闲中心、饮食文化城一体的高层建筑的开发之风日趋激烈，高层建筑发生火灾的诱因不断增加，已然成为公安消防机构不可回避的新课题。自动喷淋灭火系统在高层建筑消防系统中占有极其重要的地位，积极探索高层建筑消防安全，必须严格落实相关责任，确保系统完整好用，运行正常。
参考文献：
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[2]杨一农.关于民用建筑消防自动喷淋系统的探析[J].有色金属设计，2006（3）.
建筑给水排水系统节能设计探讨 篇7
当今国家社会普遍关注的一个共同话题就是水资源的保护和合理利用, 水作为人类的生命之源, 水资源的利用不仅关系到国计民生, 同时对每个国家的经济发展以及社会进步都有非常重要的作用。世界经济在不断发展的过程中, 消耗了大量的能源, 长时间的发展造就现阶段的世界能源危机, 尤其是新世纪以来世界范围内的能源危机不断的加剧, 作为人类生活不可或缺的水资源也开始面临枯竭的现状, 国家社会开始普遍的关注水资源的保护、循环利用等。在建筑行业中, 给排水系统的节能设计能够有效的实现水资源节约的目的, 实现水资源的合理有效利用, 所以现阶段建筑行业的发展要尤其关注给排水系统节能设计, 在实际的建筑设计施工过程中, 要将节能降耗作为重要的关注点, 实现水资源等的循环合理利用, 推动建筑行业朝着更加节约化的生产模式转变。
1 建筑给排水系统节能设计存在的问题
从现阶段我国给排水系统实际发展状况来看, 目前给排水系统节能设计主要存在以下几个方面的问题:
(1) 在给排水系统设计环节中, 对整个系统的改动性相对较大, 建筑本身施工阶段的节能设计可能会因为建筑或者后期装修的要求而做出相应的修改, 而经过修改后的设计已经不能满足建筑节能的需求;
(2) 我国现行的地方性建筑行业法规以及政策的导向不能够真正的结合建筑行业实际工程项目的节能设计要求, 例如一些建筑设计中尽管热水制备选用的是可再生能源, 符合节能的要求, 但是在实际的用水环节以及习惯上还是会造成水资源的浪费;
(3) 不同的建筑项目给排水系统的设计以及施工对于设计图纸的要求以及执行程度有很大的差异, 所以对于一些特殊项目来说节能设计实际上不能实现最终的节能目的, 再加上现阶段国内很多城市的供水管道相对比较老化, 供水管道的给水能力非常有限, 所以会出现水污染、漏水等水资源浪费现象。
2 建筑给排水系统节能设计要求
2.1 用水定额的合理选用
建筑给排水系统节能设计: (1) 需要根据不同地区的特点合理的选择建筑供水系统, 要充分的利用外部条件例如市政压力来进行楼层供水; (2) 要明确的划分不同高度的建筑供水系统, 不同的区域设置不同的减压阀, 同时为了能够实现最大限度的节能尽可能不适用串联设置。合理的设计建筑给水、热水以及排水系统, 根据建筑楼层建设高度准确的计算建筑用水量, 建筑用水量的影响因素主要有工程项目的主要使用功能以及使用人数等, 根据这些因素来制定合理的用水定额, 同时要根据我国现行的《建筑给水排水设计规范》要求的建筑最高日用水定额以及小时用水变化系数来设置合理的用水定额, 这个环节需要注意的是建筑自身功能或者是给水设备的实际使用周期不能按照一年365d来进行全年的用量计算, 因为对于一些办公写字楼等一些特殊用途的建筑楼层可能要除去休息日等时间, 所以建筑年用水量、非传统水资源利用率等数据的计算要根据不同建筑的实际功能来计算。
2.2 给水系统降耗设计
建筑给水系统的设计首先要充分的利用市政给水管道网络或者是城镇管道网络水压直接进行供水, 如果使用叠压供水系统的话需要经过专业部门的批准。除去一些对供水安全有特殊要求的建筑楼层之外, 建筑底部楼层要充分的利用市政给水管道网络或者是城镇管道网络水压直接进行供水。同时建筑用水中为了避免过高的水压造成的用水浪费, 建筑给水系统要选择合理的竖向分区, 每一个竖向区域的建筑供水压力要保持在0.45MPa以下, 同时为了保证建筑节能供水, 要尽可能的使用减压限流的给水措施, 对于低层部分的建筑用水要合理的控制供水压力, 通常供水压力要保持在0.2MPa以下。
2.3 系统计量要求
我国现行的《民用建筑节能设计标准》明确的规定民用建筑用水计量水表的计量要求, 设计标准明确的规定了冷却塔循环冷却水、游乐场所设施、空调冷热水系统等系统内的补水管道需要专门设置用水计量表, 同时公共建筑中出现的厨房、洗衣房、锅炉房等引入管中出现有冷热水计量要求的管道上都要专门设置计量水表, 用来合理的控制不同功能的建筑用水量。
如果建筑中有集中供应热水的系统时, 那么对于一些特殊的热源有专门的计量要求的水加热要安装热水表, 如果集中供水系统使用的是热煤水, 那么对于经过热交换站室的热煤水需要计量用量, 为了更好的实现计量要求, 需要在热煤管道上安装热水表耗热量表, 热水表和热量表不能相互替代。
3 建筑给水排水系统节能措施
3.1 合理划分生活用水系统和消防用水系统
建筑用水用, 生活用水和消防用水所需要的水压有很大的差异, 对于水压的要求完全不同, 所以这两种建筑给水系统要进行明确的划分和设置, 通过给水压力的合理设置来明确划分不同的用水, 避免由于压力问题造成的水资源浪费。同时为了提高生活用水的利用率, 可以使用中水回用的方式, 中水水源有以下几种类型:
(1) 不包含厨房、卫生间排水, 主要是以冷却水、雨水以及洗浴用水为主的优质杂排水;
(2) 包含厨房用水排水在内的杂排水;
(3) 杂排水和卫生间排水。
3.2 选择合理的变频调速水泵
对于高层建筑来说, 一般情况下使用的是水泵水箱结合进行供水的方法, 水通过水泵提升运送到建筑高处的水箱中, 然后建筑中的用水由水箱来提供, 而这种给水系统通常需要设置专门的减压装置来控制给水压力, 而这个环节有会产生过多的能耗, 再加上系统需要频繁的启动电机, 所以还会造成大量的电能消耗。如果使用变频调速水泵来控制给水系统, 可以通过调节水泵直接给高层建筑加压供水, 变频调速水泵能够通过调速的方法来控制建筑用水流量, 同时根据用水量的大小自动的控制和调节电机的运行速度, 不同使用量电机的运转速度也会随之变化, 还能够避免水泵电机的频繁启动。
3.3 选择合适的节水管材
针对现阶段国内一些城市的老旧给水管道现状, 可以逐步的改善给水管道管材的使用。城市居民用水过程中水资源的运送需要经过复杂的给水管道网络, 给水管道中水的流速、管道内壁的粗糙程度对于水头损失会产生不同程度的影响, 所以对于现阶段城市管道管径已经确定的现状, 可以从节能的角度出发, 选择使用内壁粗糙度较小并且阻力较小的管材, 如果给水系统需要进行二次加压供水, 为了能够降低供水管材的阻力损耗, 可以选择内壁较光滑的给水管材, 前提是能够满足建筑供水需求。
3.4 建筑给水管道减压节流措施
生活建筑给水系统需要按照竖向分区进行布置, 然后针对一些卫生器具配水点水压过大的问题可以通过减压节流的方式来调节压力, 所以对于高层建筑来说, 给水系统首先需要选择竖向分区, 之后为了减少超过压力部分出现水浪费的问题, 需要在给水系统中设置专门的减压装置, 例如减压阀、减压孔板以及节流塞等将系统水压控制在限定的范围内。
3.5 使用节水节能型的卫生器具和配水器材
建筑中卫生器具和配水器材的节水性能对建筑整体节水效果与很大的影响, 卫生器具和配水器材节水节能可以从以下几个方面入手:
首先要使用小型的积水箱, 这样可以减少马桶冲水时的用水量, 表1显示的是使用两档的冲洗阀门下不同用途的建筑节水效果。
从表1可以明显的看出, 不同的建筑类型使用两档的冲洗阀门可以节省大量的水资源, 同时生活用水系统要选择节能节水型的卫生洗浴器具, 例如马桶、洗浴装置等, 图1显示的马桶和洗浴一体化装置。
图1显示的就是卫浴节水装置, 这套装置能够将洗浴用水再进行二次充分利用, 这种节水装置让马桶用水不再使用一次循环水, 而是使用二次用水进行冲洗, 能够有效的提升水资源的利用率。
国内现在一些大城市有大量的公共卫生间, 例如商场、地铁等地方, 对于庞大的公共卫生间用水系统来说, 冲洗系统尽量的使用光电数控技术进行控制, 现在使用比较普遍和实用的冲洗系统基本是感应冲洗装置, 这种装置主要是利用红外线的作用, 当人离开坐便器的时候会自动的以最小限度的水进行冲洗, 节水性能非常好。水龙头的使用可以选择充气水龙头、感应水龙头以及节水延时自闭冲洗阀门, 这些装置的节水性能都相对较好, 例如充气水龙头和普通的水龙头相比, 能够节约30%左右的水资源。
4 结论
总的来说, 建筑给排水系统的节能设计涉及到很多方面, 而节能的方式也多种多样, 除了文章中所提到的这些方法还有例如使用新能源 (太阳能等) 来充分的发挥水资源的作用, 优化建筑水资源循环处理方式等, 总之建筑给排水系统节能设计随着科技的发展会有更多新技术出现, 但是不论使用哪一种节能措施, 水资源的节约都需要每一个人从生活实际做起, 为资源节约型社会贡献一份力量。
摘要：现阶段, 从国际社会的角度来看, 水资源保护以及水资源短缺始终是一个共同关注的话题, 随着社会经济的发展和人们对生活水平要求的提升, 社会对建筑行业提出了更多更高的要求, 建筑行业的发展越来越关注节能环保设计的提升, 在建筑行业发展领域, 给水排水系统的节能设计一直都是这个领域研究的重点。本文从这个背景出发, 首先分析了建筑行业给水排水系统节能设计的要求, 然后在此基础上, 对建筑给水排水系统节能设计措施进行了分析。
关键词：建筑给排水,系统节能,设计要求
参考文献
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选煤厂消防给水系统设计探讨 篇8
随着社会发展,人们对火灾的安全意识逐渐增强,国家也越来越重视建筑物防火,对建筑消防系统的设计要求也愈加严格,在建筑防火规范中提出了诸多规定,但对选煤厂防火设计的规定则相对较少。因此,本文针对选煤厂设计工作中遇到的一些问题,提出些许个人见解。
1 选煤厂室内、室外消防用水量
1.1 室外消防用水量
MT/T 5014-96煤炭工业给水排水设计规范(以下简称《煤规》)第2.3.2条规定,当地面和井下合用一个消防给水系统时,同一时间内火灾次数应按一次考虑,并应根据地面的消防要求确定消防用水量;GB 50359-2005煤炭洗选工程设计规范(以下简称《选规》)第15.2.1条则指出,室外消防用水量应根据现行国家标准《建筑设计防火规范》及其他专门的消防规范规定,并结合选煤厂建(构)筑物的耐火等级、生产或储存物品的火灾危险性类别等因素确定。
由此可以看出,选煤厂室外消防用水量应根据GB 50016-2006建筑设计防火规范(以下简称《建规》)确定。
《建规》第8.2.2条规定,室外消火栓用水量应按消防用水量最大的一座建筑物计算,成组布置的建筑物应按消防用水量较大的相邻两座确定。但在选煤厂设计中,一般仓筒建筑物的体积较大,仓筒建筑物多成组布置,若按《建规》执行,则计算出的室外消防用水量较大,仓筒结构类型的建筑物多为2层～3层布置形式,在实际应用中,其室外消火栓的使用数量有限,因此,笔者认为,选煤厂室外消防用水量可根据《建规》中确定,并规定室外消防用水量的上限值,以节约成本。
1.2 室内消防用水量
《煤规》第2.3.5条对室内消防用水量作出了规定,并指出未列出的建筑物室内消防用水量应按《建规》确定;《选规》亦规定室内消防用水量应按《建规》确定,并指出若主厂房内有干煤的部位应设局部消防系统,并未规定主厂房消防用水量的执行标准。
笔者认为,《煤规》中对室内消防用水量的规定过于笼统,对选煤厂所有的筒仓及栈桥各视为一类,规定为统一的室内消防用水量欠妥,建议应参照《建规》,并根据筒仓、栈桥高度确定其室内消防用水量。对局部设置消防系统的主厂房消防用水量,应按照丁、戊类厂房考虑,并应符合《建规》第8.4.1条规定,丁、戊类高层厂房室内消火栓的用水量可按表8.4.1减少10 L/s,同时使用水枪数量可按表8.4.1减少两支。
1.3 消防储水量
《煤规》第2.3.3条规定,煤炭工业企业的消防用水量应按室内和室外(包括水幕)消防用水量之和计算;《选规》第15.2.8条规定,消防储备水量应按现行国家标准《建筑设计防火规范》的有关规定执行,可按一次火灾延续时间3.0 h的消防用水量计;《建规》第8.6.2条规定,当室外给水管网能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求,当室外给水管网不能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量与室外消防用水量不足部分之和的要求。
由此可见,针对选煤厂消防储水量,应满足火灾延续时间内室内与室外消防用水量要求。但选煤厂大多远离市区,地处偏僻,市政管网无法满足其室外消防用水要求,因此,笔者认为选煤厂消防储水量应按室内与室外消防用水量叠加计算,以确保消防时用水要求。
《选规》规定一次火灾延续时间按3.0 h计算,未明确指出防火分隔水幕系统火灾延续时间,有人认为,防火分隔水幕属自动喷水灭火系统,其火灾延续时间应按1.0 h计算,但笔者认为,防火分隔水幕系统实则为空间隔断保护作用,其火灾延续时间应按保护对象的耐火极限确定,不应小于3.0 h,《建规》第7.5.3条亦有类似规定。因此,建议选煤厂火灾延续时间统一按3.0 h计算。
2 选煤厂消防体制及管网布置
2.1 选煤厂消防体制
《煤规》中未详细规定选煤厂消防体制,《选规》第15.2.2条规定,室外消防给水系统,应根据选煤厂所在地区消防条件确定采用低压、临时高压、稳高压或高压制消防给水系统。当附近有消防站,且消防车能从接警起在规定时间(5 min)内到达选煤厂任一失火点时,可采用低压制消防给水系统。室内消防可采用临时高压、稳高压和高压制消防给水系统,《建规》亦有相似规定。
高压消防给水系统是指管网内经常保持足够的水压和消防用水量,在火灾发生时,不需要借助其他增压设备,直接由消火栓接出水带就能满足水枪出水灭火要求的给水系统。这种消防给水系统在火灾发生时能够提供安全可靠的供水系统,但是其管网需要经常保持足够的压力,管网需要承受很大的压力,不仅浪费电能,并且易造成管网漏损水量,影响管道的使用寿命,不建议选煤厂使用这种消防给水系统。低压消防给水系统是指管网内平时水压较低,灭火时所需水压和水量需要借助其他增压设备加压提供的给水系统,《选规》中规定消防车从接警起5 min内能到达选煤厂任一失火点时,可采用低压消防给水系统,这种消防给水系统能够减少能耗,但其安全性不能保证,选煤厂一般地处偏僻,若矿区没有配备消防队时,城市消防队无法在规定的时间内到达选煤厂,则会造成极大经济损失,因此,选煤厂应根据其所处位置及消防队配备情况,酌情采用该消防给水系统。临时高压消防给水系统是指在给水管道内平时水压不高,其水压和流量不能满足最不利点的灭火需要,在泵房内设消防泵,当接到火警信号时,启动消防泵,使管网压力达到系统需要水压的给水系统,目前大多数选煤厂均采用该类型消防给水系统,这种消防给水系统既能保证火灾时供水的安全可靠性,又能降低能耗,是选煤厂比较理想的一种消防给水系统。
综上所述,选煤厂采用何种消防体制,应根据选煤厂自身情况经技术经济比较后,采用可靠、合理、经济的给水系统。笔者根据相关选煤厂设计经验认为,当选煤厂有地形高差可以利用且可以满足消防时用水压力时,适宜采用高压消防给水系统;当选煤厂周围有消防队在规定时间(5 min)内能到达选煤厂任一失火点时,可采用低压消防给水系统;当选煤厂无地形条件利用,且附近没有消防队时,宜采用临时高压消防给水系统。
2.2 选煤厂消防管网布置
《煤规》和《选规》中均未详细规定选煤厂消防管网布置形式,《建规》第8.1.4条规定,建筑的低压室外消防给水系统可与生产、生活给水管道系统合并,合并的给水管道系统,当生产、生活用水达到最大小时用水量时,仍应保证全部消防用水量。当消防管道与生产、生活给水管道合用时,可节省投资,并便于维护管理,但其供水安全性较差,对于选煤厂来说,存在的可燃物(煤)较多,如发生火灾,造成的经济损失较大,因此,为保证消防供水安全,建议选煤厂消防给水管道与生产、生活给水管道分开,设置独立的消防给水管道。
《建规》第8.2.7条规定,室外消防给水管网应布置成环状,当室外消防用水量小于等于15 L/s时,可布置成枝状;向环状管网输水的进水管不应少于2条,当其中1条发生故障时,其余的进水管应能满足消防用水量的供给要求。选煤厂通常需要布置长距离的输送或装车系统,如室外消防管网布置成环状,无疑成本较高。同时,《建规》第8.4.2条规定,室内消火栓超过10个且室外消防用水量大于15 L/s时,其消防给水管道应连成环状,且至少应有两条进水管与室外管网连接。因此,笔者建议,当选煤厂存在长距离输送或装车系统时,室外消防管网可采用枝状管网,与室内消火栓系统构成环状;当不存在长距离输送或装车系统时,室外消防管网应采用环状布置。
3 结语
1)选煤厂室内外消防用水量应根据建筑物类型不同,而采用不同的标准。按火灾延续时间3.0 h计算消防储水量;2)选煤厂应根据自身情况经技术经济比较后,采用可靠、合理、经济的给水系统;3)选煤厂应设置独立的消防给水管道,当存在长距离输送或装车系统时,室外消防管网可布置成枝状管网。
摘要：根据《煤规》《选规》及《建规》中对选煤厂消防给水系统的有关规定,通过对选煤厂室内和室外消防用水量、选煤厂消防体制及管网布置进行了分析,针对选煤厂消防给水系统设计中存在的问题,提出了个人见解,以期指导实践。
关键词：消防用水量,管网布置,消防给水系统
参考文献
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[4]GB 50359-2005,煤炭洗选工程设计规范[S].
超高层生活及消防给水系统设计 篇9
案例：广州洲头咀住宅项目中的A5～A7栋。含3栋超高层住宅建筑，1栋超高层办公楼，1栋高层酒店及一栋多层幼儿园，并含中央地下车库共地下三层。其中地上最高栋为A5～A7栋，A5～A7栋为塔式住宅共A5、A6、A7、三个单元。A5栋地上51层，总建筑高度166.85米;A6栋地上45层，总建筑高度147.95米;A7栋地上39层，总建筑高度129.5米。A5～A7栋1～3层为商业，4层为架空层，5层以上为住宅，其中30层为避难层(楼层标高97.55m)。
1.给水系统
水源由市政管网提供，引入管为两条DN200，市政水压约0.30MPa。
1.1系统选择
依据《建筑给排水设计规范》GB5005-2003 (2009版)第3.3.3.1条：“应利用室外给水管网的水压直接供水。当室外给水管网的水压和(或)水量不足时，应根据卫生、安全经济节能的原则选用贮水调节和加压供水方案。”及第3.3.6条：“建筑高度超过100的建筑宜采用垂直串联供水方式”。当地供水部门对用水性质不同的收费分类。
该项目其1～3层为商业，属于商业用水;5层以上为住宅，属于居民用水，故生活给水系统应分设。考虑市政引入管为两条DN200，市政水压约0.30MPa。能满足地上4层用水水量及压力要求，故1～4层采用市政直接供水。
重力供水最安全可靠，但是卫生、节能上较变频供水差。5～51层综合水压、建筑物情况等原因采用变频加水箱重力联合供水。
1.2分区
1.2.1根据《建筑给排水设计规范》GB5005-2003 (2009版)第3.3.3.1条规定：“卫生间器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.60MPa。”假定本项目最不利层户内支管压力0.15MPa考虑，系统分区高差宜小于45米。本项目层高约为3米，即一个分区的最大层数不宜大于15层。
1.2.2考虑总建筑高度达166.85米，如直接由地下室生活泵房由变频供水，水泵扬程较高，设别不普遍，且设备、管材、阀门耐压等级高，系统安全性低。故100米以上区域考虑采用串联加压供水。超高层中避难层是作为转输水泵房较合适的场地。本项目住宅项目规范考虑对防噪、防震的措施，根据《建筑给排水设计规范》GB5005-2003 (2009版)3.8.11条：“民用建筑物内设置的生活水泵房不应毗邻居住用房或其上层或下层。”故本项目转输水泵房设于A7栋屋顶(楼层标高134.7m)。
1.2.3本项目分区情况：1～4层为Ⅰ区;2～11层为Ⅱ区;12～20层为Ⅲ区;21～29层的为Ⅳ区;31～35层为Ⅴ-A区，36～51层为Ⅴ-B区。Ⅰ区由市政直接供给，Ⅱ～Ⅳ区均由设于地下三层生活泵房变频泵组加压供水。Ⅴ-A、Ⅴ-B区由地下三层生活水泵房生活给水转输泵组输送至A7栋屋顶(楼层标高134.7m处)转输水箱内再重力或变频泵组加压供水，其中Ⅴ-A区(楼层标高为100.7m～113.3m)为重力供水区。Ⅴ-B区经转输后再变频供水。
1.2.4给水系统各层支管的水压超过0.25MPa，均设支管减压阀。
2. 室内消火栓系统
国内未对消防水泵的扬程上限做规定，参考美国NFPA14-2007中规定：“系统任何一点的压力在任何时间都不能超过2.41MPa。”而咨询国内水泵生产厂家，民用消防水泵扬程多小于2.0MPa。
2.1 系统
本项目消防水泵房设于地下3层，至A5栋屋顶约180米，如采用地下三层消防水泵直接供水，水泵扬程及管材层压要求均稍超上限。考虑安全性，并以A7栋高度为界限，40层以下楼层采用地下三层消防水泵直接供水。40层及以上楼层采用地下三层消防水泵加中间接力消防泵串联供水。
此外，参考广州某超高层案例，600立方消防水池设于屋顶，室内消防系统采用重力供水，最高局部几层采用临时高压供水。笔者认为此系统安全性较高，是解决超高层消防系统安全问题的一个值得参考借鉴方法。本项目受建筑外形及结构条件限制，故未能采用。
2.2 分区
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005版)第7.4.6.5条规定：“消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时应采用分区给水系统。”本项目以此为根据把室内消火栓系统竖向分三个区，-3层至14层为Ⅰ区;15层～39层为Ⅱ区;40层～屋顶层为Ⅲ区。Ⅰ、Ⅱ区消火栓系统的加压泵从-3层消防水池吸水，采用高低扬程组合消防泵加压直接供各消火栓。Ⅰ区供水压力为1.00Mpa，Ⅱ区消火栓泵供水压力为1.80Mpa。Ⅲ区消火栓系统由转输泵从-3层消防水池吸水，供到30层消防转输水箱，再经消防接力加压泵供到消火栓环网，供水压力为1.07Mpa。
3. 自动喷水灭火系统
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005版)第7.6.1条强制性条文规定：“建筑高度超高100m的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。”该项目4层以上均为住宅，且不设中央空调，户内建议设喷淋系统，户内无条件设喷淋系统则户门应采用甲级防火门。
3.1 系统
系统设置根据、原则同室内消火栓系统。此外值得注意的是《自动喷洒灭火系统设计规范》GB50084-2001 (2005版)第10.4.2条规定：“当水泵结合器的供水能力不能满足最不力点处作用面积的流量和压力要求时，应采取增压设施。”条文解释为“根据某省市消防局的经验，规定在当地消防车供水能力的极限部位，设置接力供水设施。”故本项目于30层避难层(楼层标高97.55m)设有喷淋系统水泵结合器接力水泵。
3.2 分区
以《自动喷洒灭火系统设计规范》GB50084-2001 (2005版)第8.0.1：“配水管道工作压力不应大于1.2M P”;第6.2.3条规定：“一个报警阀组控制的喷头数应符合湿式系统、预作用系统不宜超过800只”;第6.2.3条规定：“每个报警阀组供水的最高与最低位置喷头，其高程差不宜大于50m”。三条规定为原则，并考虑避难层设备间水力报警阀的位置划分，该项目自动喷水灭火系统竖向共分五个区：地下3层至地下1层为Ⅰ区;1层至14层为Ⅱ区;15层～29层为Ⅲ区;30层～39层屋顶层为Ⅳ区;40层～51层屋顶层为Ⅴ区。Ⅰ～Ⅳ区喷淋的加压泵从地下三层消防水池吸水，采用高低扬程组合消防泵加压直接供各报警阀。Ⅰ～Ⅱ区供水压力为1.00Mpa，Ⅲ～Ⅳ区供水压力为1.75Mpa。Ⅴ区消火栓系统由转输泵从-3层消防水池吸水，供到30层消防转输水箱，再经消防接力加压泵供到报警阀，供水压力为1.00Mpa。
4. 结语
高层建筑生活给水系统的设计探讨 篇10
洋唐居住区保障性安居工程为福建省最大的保障性安居工程, 省、市重点项目。A11 地块属于洋唐二期中的其中一个地块, 建筑面积160447.32m2, 共有8 栋18~34 层建筑单体, 户数1556 户, 其中1~2#、4# 楼为18 层, 3# 楼为24 层, 5~8# 楼为34 层。
2 生活用水量计算
根据2007 年10 月起执行的《厦门市城市生活用水定额》节选参数如下: (1) 居民生活用水定额:150~180L/人·d; (2) 连锁超市、商场用水定额:6~12L/m2·d; (3) 绿化用水定额:2.5~4 L/m2·d; (4) 道路清洗用水定额:0.25~0.35 L/m2·d。
⑴生活用水量计算
本地块设计1556 户, 按每户3.5 人计, 取居民生活用水量为180 升/ (人·日) , 则最高日生活用水量为Qd=mqd=1556×3.5×180=980280 (L/d) =980.28 (m3/d) ;取时变化系数为2.5, 则最大小时用水量Qh=Qp×Kh= (Qd/T) ×Kh= (980.28/24) ×2.5=102.12 (m3/h) 。实际设计取居民生活用水量为250 升/ (人·日) , 这个取值笔者认为偏大。
Qp———平均小时用水量, m3/h;
T———建筑物用水时间, h;
qd———最高日生活用水定额, 升 (人·日) 。
⑵商业用水量计算
地块设计有便利店203m2, 取商业用水量为6L/ (m2·日) , 则商业最高日用水量Qd=203×6=1218 (L/d) =1.218 (m3/d) , 取时变化系数为1.5, 则商业最大小时用水量Qh=Qp×Kh= (Qd/T) ×Kh= (1.218/12) ×1.5=0.15 (m3/h) 。
⑶绿化浇灌用水量计算
地块设计绿化面积为19642m2, 取绿化用水量为2.5L/ (m2·日) , 则绿化最高日用水量Qd=19642 ×2.5=49105 (L/d) =49.11 (m3/d) , 取时变化系数为1, 则最大小时用水量Qh=Qp×Kh= (Qd/T) ×Kh=49.11/6=8.185 (m3/h) 。
⑷道路浇洒用水量计算
地块道路面积为10931.94m2, 取道路浇洒用水量为0.25 升 (升·日) , 则道路浇洒最高日用水量为Qd=10931.94×0.25=2733 (L/d) =2.733 (m3/d) , 取时变化系数为1, 则最大小时用水量Qh=Qp×Kh= (Qd/T) ×Kh=2.733/6=0.46 (m3/h) 。
⑸总水量计算 (不含消防用水)
Qd 总= (980.28+1.218+49.11+2.733) ×1.1 (未预见用水量及管网漏失水量按⑴至⑷用水量的10%计取) =1136.7 (m3/d) ;Qh 总=102.12+0.15+8.185+0.46=110.92 (m3/h) 。
3 室内生活给水系统
本工程采用市政自来水直接供水和变频水泵加压给水的联合供水方式。根据最不利生活用水给水点所需的给水压力 (注:最不利给水点为洗脸盆所需给水压力为0.05MPa) , 为避免配水装置的零件损坏漏水, 取卫生器具配水装置处的静水压力为0.3~0.35MPa。本工程分为五个区域进行供水, 分区如下:低区:地下室、1~2层由市政自来水直接供水;加压1 区:3~10 层由地下室变频加压1 区泵组加压供水;加压2 区:11~18 由地下室变频加压2 区泵组加压供水;加压3 区:19~26 由地下室变频加压3 区泵组加压供水;加压4 区:27~34由地下室变频加压4 区泵组加压供水。
4 水头损失计算
⑴支管水头损失计算
本工程属于Ⅱ类住宅 (卫生洁具设置标准为:有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器、淋浴设备) , 最不利点为8# 楼34 层东侧B3 户型卫生间, 卫生间平面如图1:
因8# 楼设有一个卫生间和一个厨房, 卫生器具给水当量如下:
(1) 冷热水洗脸盆1 个, 给水当量0.75, 连接管径DN15;
(2) 冷热水淋浴器1 组, 给水当量0.75, 连接管径DN15;
(3) 便器1 座, 给水当量0. 5, 连接管径DN15;
(4) 冷热水洗菜盆1 个, 给水当量1, 连接管径DN15;
(5) 洗衣机给水龙头1 个, 给水当量1, 连接管径DN15;
(6) 冷热水洗衣池1个, 给水当量1, 连接管径DN15。
统计1~6可得套内给水当量总计为5个当量。
U0———生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率 (%) ;
q0———最高用水日的用水定额;
m———每户用水人数;
Kh———小时变化系数;
0.2———一个卫生器具给水当量的额定流量 (L/s) ;
Ng———每户设置的卫生器具给水当量数;
T———用水时数 (h) ;取用水时数为24 小时。
根据
U———计算管段的卫生器具给水当量同时出流概率 (%) ;
αc———对应不同卫生器具的给水当量平均出流概率 (U0) 的系数, 参见 《建筑给水排水设计规范GB50015-2003 (2009 年版) 》附录C, 根据U0值对应取αc=0.01097。
住宅生活给水管道设计秒流量计算公式为:
qg———计算管段的设计秒流量, L/s;
i———管道单位长度水头损失, KPa/m;
水表水头损失hd=qg2/Kb= (1.6452) 2/0.25=10.83KPa
hd———水表水头损失, KPa;
qg———计算管段给水设计流量, m3/h;
Kb=Qmax2/100 (旋翼式水表) =25/100=0.25;
Kb———水表的特性系数;
Qmax———水表的过载流量, m3/h;DN20 旋翼式水表过载流量取Qmax=5m3/h;
hi———沿程水头损失, KPa/m;
L———计算管段长度, m。
以8# 楼34 层东侧B3 户型卫生间为例, 根据hi=i×L进行计算, 计算如表1: (注:因管道采用钢塑复合管, DN≥100 采用沟槽连接, DN<100 采用螺纹连接, 故局部水头损失按沿程水头损失的25%计) 。
⑵立管水头损失计算
以8# 楼8JL4-2 立管为计算立管, 共34 层, 计算如下:8JL4-2 立管管径DN50, 给水传输当量=4×8×5=160, 传输流量=0.2 ×U0×Ng=0.2 ×0.01823 ×160=0.583L/s, 管长96m, 取流速=0.40m/s、1000i=4.347KPa/m, 沿程水头损失=96×4.347/1000=0.4173m, 局部水头损失=0.4173×0.25=01043m。其他给水支管及立管的水头计算以此类推。实际设计中立管管径采用DN65, 笔者认为偏保守。
⑶给水干管水头计算
本项目用水户数最多的为加压1 区和加压2 区, 以加压2 区为例, 共480 户, 给水当量数为2100 当量, 设计秒流量为qg=0.2×U0×Ng=0.2×0.01823×2400=8.76 (L/s) , 选择DN125 管径, 流速0.65m/s, 1000i=3.38KPa/m;即变频水泵出水管管径为DN125, 选用内衬塑钢塑给水管。实际设计中变频水泵出水管管径为DN150, 笔者认为偏保守。
水泵房设在靠3# 楼地下室一层, 沿地下室顶板梁下敷设, 以JL4 主干管为例, 往5~8# 楼供水, 水头计算如下:
⑴JL4 主干管1-2 段, 管径DN125, 管长206m, 给水传输当量1280, q1-2=0.2 ×U0×Ng=0.2 ×0.01823 ×1280=4.67L/s;取流速=0.30m/s、1000i=0.87KPa/m, 沿程水头损失=206×0.87/1000=0.1792m, 局部水头损失=0.1792×0.25=0.0448m;
⑵JL4 主干管2-3 段管径DN100, 管长134m, 给水传输当量840, q2-3=0.2 ×U0×Ng=0.2 ×0.01823 ×840=3.06;取流速=0.73m/s、1000i=6.502KPa/m, 沿程水头损失=134×6.502 /1000=0.8713m, 局部水头损失=0.8713×0.25=0.0448m。
⑶JL4 主干管3-4 段管径DN80, 管长66m, 给水传输当量320, q3-4=0.2 ×U0×Ng=0.2 ×0.01823 ×320=1.17;取流速=0.41m/s、1000i=2.931KPa/m, 沿程水头损失=66×2.931/1000=0.1934m, 局部水头损失=0.1934×0.250.0484m。
统计1~3 可知JL4 主干管1-4 段沿程水头损失1.2439m, 局部水头损失0.311m。以此类推计算出主干管JL1~3 的沿程水头损失和, 局部水头损失。
5 水泵选择
水泵杨程计算:
以加压4 区为例计算:
Hb———水泵杨程, m;
H1———引入管至最不利配水点位置高度所要求的静水压, m;
H2—水泵吸水管和出水管至最不利配水点计算管路的总水头损失, m;
H3———水流通过水表时的水头损失, m;
H4———最不利配水点的流出水头, m;
H0———室外给水管网所能提供的最小压力, m。
注:根据水务提供的水压测试报告, 日最低水压为0.16MPa, 日最高水压为0.22MPa, 平均水压0.19MPa, 测试地面黄海高程为20.0m。7# 楼有屋面消防水箱。
则水泵杨程为1.1Hb=1.1×113.5=124.9m, 取水泵杨程H=125m, Q=4.67L/s=16.82m3/h。以此类推可得:
⑴加压1 区供给户数480 户, 给水传输当量2400, Q1=0.2×U0×Ng=0.2×0.01823×2400=8.76L/s, H1=55m;
⑵加压2 区供给户数480 户, 给水传输当量2400, Q2=0.2×U0×Ng=0.2×0.01823×2400=8.76L/s, H2=75m;
⑶加压3 区供给户数280 户, 给水传输当量1400, Q3=0.2×U0×Ng=0.2×0.01823×1400=5.11L/s, H3=95m;
⑷加压4 区供给户数280 户, 给水传输当量1280, Q4=0.2 ×U0×Ng=0.2 ×0.01823 ×1280=4.67L/s, H4=125m。
6 生活水箱选择
本工程采用不锈钢生活水箱, 水箱容量V≥ (Qb-Qj) Tb+Vf+Vs
V———水箱有效调节容积, m3;
Qb———水泵出水量, m3/h;
Qj———水箱进水量, m3;
Tb———水泵最长连续运行时间, h;
Vf———消防储备水量, m3;因消防水池另行设置, 这里取Vf=0;
Vs———生产事故备用水量, m3;这里取Vs=0。
因水泵运行资料不足, 取 (Qb-Qj) Tb为日最高生活用水量的20%, 即980.28×20%=196 (m3) , 设两个水箱, 每个水箱有效容积为98m3。实际设计生活水箱采用100.8m3+134m3两个水箱, 笔者认为水箱容积偏大, 不利于饮用水水质的保鲜。
7 结束语
本文通过实际项目的用水量计算、水头计算、确定管径、变频水泵的选择、水箱计算, 展现高层给水系统的计算过程, 复核给水管径的选择和生活水箱容量的确定, 仅供参考。
参考文献
[1]王增长.建筑给水排水工程[M].中国建筑工业出版社.
[2]陈耀宗, 姜文源, 胡鹤钧, 张延灿, 张淼.建筑给水排水设计手册[M].中国建筑工业出版社.
高层建筑消防给水系统研究 篇11
摘要：高层建筑工程结构更为复杂，具有空间跨度大、功能复杂特点，这样就决定了其一旦发生火灾扑救难度大，后果影响严重。基于此在工程建设时，就需要重点做好消防给水系统设计和施工，确保其基础功能可以有效发挥，提高建筑工程消防可靠性能。本文就高层建筑消防给水系统施工进行了简要分析。
关键词：高层建筑；消防给水；消防施工
高层民用建筑工程由于火灾蔓延迅速，扑救难度大火灾隐患多，事故后严重等原因，因而有较大的危险性，必须设置有效的灭火系统。水作为火灾扑救过程中的主要灭火剂，其供应量的多少直接影响灭火成效，而消防给水是灭火系统的心脏，只有心脏安全可靠水灭火系统才能可靠。因此为提高建筑工程运营安全性，需要重点做好消防系统研究，必须设置性能良好的消防给水设施。在对消防给水系统施工前，应分析系统施工要点，并采取措施进行优化，提高工程施工质量。
一、高层建筑消防给水系统分析
1.室外消防给水系统
室外消火栓给水系统是城镇、居住区、建构筑物最基本的消防设置，其主要作用是供给室内外消防设备用水的水源。消防用水可由城市给水管网天然水源或消防水池供给，利用天然水源时，其保证率不应小于97%，且应设置可靠的取水设施]。
2.室内消防系统
消防栓系统是消防队员和建筑物内人员进行灭火的重要消防设施，与其他自动灭火系统相比，虽然它不能自动进行灭火，但是系统设计简单，且施工成本低，仍然是高层建筑灭火系统中承担主要任务，是高层民用建筑最基本的灭火设备。系统组成主要由消防泵房、消防给水管网、消火栓设备以及报警控制设备等。
3.自动喷水灭火系统
自动喷水灭火极系统在高层建筑消防系统中应用最为广泛，在发生火灾后，系统检测到火灾信号后自动喷水灭火，同时发出报警信号，在火灾扑救前期具有重要意义。系统主要包括洒水喷头、报警阀组、水流报警装置等组件，以及管道供水设施和火灾探测器等组成。此种灭火系统实施效率高，适合应用于人员集中、疏散困难且自主逃生困难的高层建筑工程。
二、高层建筑消防给水系统施工常见问题与处理措施
1.消防给水管网问题
1.1管网试压冲洗严密性试验
消防给水管网施工完成后，未按照专业规范要求进行强度试验.冲洗和严密性试验，便直接投入到实际应用中，并不能保证施工质量。对于消防给水管道，在施工完成后首先需要进行强度试验，对系统管网的整体结构，所有接口管道支吊架基础支墩等进行超负荷试验。压力管道水压强度试验的试验压力应严格按照《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014 12.4.2执行。管网冲洗应在试压合格后分段进行冲洗顺序应先室外，后室内；先地下后地上：室内部分的冲洗应按给水干管，水平管和立管的顺序进行。强度试验和冲洗宜用生活用水，不得采用海水或有腐蚀性的水。水压严密性试验应在水压强度试验和管网冲洗合格后进行，试验压力应为工作压力，稳压24h应无泄漏为合格。在管网施工完好进行上述试验操作需严格按照规范要求顺序进行，否则达不到所要求的效果。
1.2管材质量
所选管材是否合格也是影响消防给水系统运行效率的重要因素，部分工程选用塑料消防管施工，或者是选择塑料给水管与消防给水管连接，如果建筑工程内发生火灾，塑料管道受热后强度会下降，很容易被损坏产生泄漏，进而不能满足消防系统给水压力与流量需求，达不到消防用水要求。因此在施工前，需要结合工程建设实际需求来选择合适的给水管道，保证所选管材受火灾影响小，提高消防给水系统性能，一般室内消防管道使用镀锌钢管或无缝钢管。
2.消防给水系统水锤问题
高层建筑工程消防給水系统在运行时，受水压迭加影响管道内会出现水锤现象，水流在消防管道内流动速度快，存在较大的惯性，如果在运行过程中突然停泵或者关阀，管道内水流动能发生巨大变化，便会导致管道内部压力发生大幅度波动。通过分析可以确定，给水管水流速度、管材与管道长度均是影响水锤问题的主要因素，导致管道破裂，降低系统给水效果。为减少此类问题的发生，可以采取如下措施：A；在管道上安装压力安全阀，在压力一定情况下，可以自动打开放水对管道内压力进行调节。B；在消防水泵出水管上安装水锤消除器。C；适当缩短管线长度，不但可以缩短水流传播周期，同时也可以提高管道刚性。在消防施工时必须考虑水锤的影响，严格按设计图纸进行施工。
3.消防栓压力分布不当
部分高层建筑工程，内部空间面积大，且结构设计复杂程度高，在进行消防栓设计施工时，忽略了各不利因素对消火栓水压的啊哟球。另外，采取暗敷施工技术，将消防栓箱洞口设置在将墙砖内，上部未设置过梁，在受到荷载作用时，会导致箱体变形，而影响箱门的正常启闭。对于消防栓的施工，部分施工人员技术实施规范性差，随意更改消防栓箱底预留孔位置，使得栓口出水方向与消防栓墙面夹角变动，不能维持90°，造成水带弯折影响出水量。为提高其消防性能，在施工时要保证最不利点消防栓水压要求外，还应考虑次不利点消防栓水压要求，提高消防给水系统运行可靠性。另外，在对消防栓箱进行安装时，要严格按照设计方案来进行，严禁随意更改预留孔洞位置，保证预留孔位置与栓口位置合适。且消防栓箱顶要设置过梁，减少荷载的影响。
结束语
消防给水系统是保证高层建筑工程后期运行安全性的重要因素，为保证建筑发生火灾后，能够有效进行扑救，需要重点分析给水系统施工存在的问题，并结合发生原因，选择有效措施进行处理，提高系统施工综合效果，充分保证消防给水系统的安全可靠性。
参考文献：
[1] 韩秀玲.高层建筑消防给水系统探讨[J].煤，2010，03：63-65.
[2] 孟冬花.高层建筑消防给水系统应用技术[D].郑州大学，2012.
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四、水力平衡调试实例
以下是一栋住宅小区供暖系统的水力平衡调试实例。总计30层，1-17层为低区供暖，18-30层为高区供暖。以下以高区供暖水力平衡调试为例，高区共有八个立管，立管编号为I、Ⅱ、Ⅲ、IV、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ。高区主立管上水力平衡阀编号为G1～G8。立管I从18到30层的水力平衡阀分别V18，V19，V20……V30。调试步骤如下：（1）对比图1中的并联阀组V1～V3对V18～V30进行水力平衡调节。（2）根据步骤（1）的高区，对其余的立管Ⅱ、Ⅲ、IV……Ⅷ上的并联阀组分别进行调节，以使每个垂直管道平行阀水力平衡阀的流量系数相等。（3）对立管水力平衡调节阀组G1～G8进行调节，使G1～G8流量系数相等。（4）调节系统主阀，使其实际的流量等于设计流量。此时，对高区其余立管阀组进行调节。（5）检查调试结果：a.对立管阀组平行阀水力平衡调节。b.对立管阀组进行水力平衡调节的校验。
五、结束语
通过上面的讨论，我们可以得出如下结论，在暖通空调水系统中，水力平衡阀正确的安装和系统的正确校准方法，可以大大提高系统的水力特性，使系统接近或达到水力平衡，为系统的正常运行提供保障，同时节约能源，使系统经济高效运行。
参考文献：
[1] 潘亚长.浅谈暖通空调水系统水力平衡调节[J].工程技术，2009（04）
浅谈发电厂给水系统的设计 篇12
关键词：给水系统,组成,事故,处理
1 给水系统的组成及其作用
给水系统大的组成部分主要由除氧器、给水泵组、高加系统三大部分组成。其作用主要是把凝结水经过除氧器除氧后, 经给水泵升压, 通过高压加热器加热供给锅炉提高循环的热效率, 同时提供高压旁路减温水、过热器减温水和再热器减温水。下面就分三部分介绍一下给水系统。
2 除氧器部分
2.1 给水中带入气体的危害
当水与空气接触时, 就会有一部分溶解到水中, 溶解于水中的气体主要来源有两个:一是补水带入;二是处于真空状态下的热力设备及管道附件不严密进入。给水带入气体的主要有以下危害:
2.1.1 腐蚀热力设备及其管道, 降低其其工作可
靠性与使用寿命, 给水中溶解气体危害最大的是氧气, 他会对热力设备及管道材料产生腐蚀, 所容二氧化碳会加快氧的腐蚀, 而在高温条件下, 及水的碱性较弱是氧腐蚀将加快。
2.1.2 阻碍传热, 影响传热效果, 降低热力设备
的热经济性, 不凝结气体附着在传热面上, 以氧化物沉积形成的盐垢, 会增大传热热阻, 使热力设备传热恶化。同时, 氧化物沉积在汽轮机叶片上, 会导致汽轮机出力下降和轴承推动力增加。
2.2 除氧器的作用及原理
除氧气的作用:除去锅炉给水中的氧气及其他气体, 保证给水的品质。同时, 除氧器本身又是给水回热加热系统中的一个混合式加热器, 起到加热给水, 提高给水温度的作用。并且, 回收各路疏水减少汽水损失。
它的工作原理如下:亨利定律指出, 当液体和气体处于同一平衡状态时, 在温度一定的情况下, 单位体积液体内溶解的气体量与液面上该气体分压力成正比。当水温升高时, 水的蒸发量增大, 水面上水蒸汽的分压力升高, 气体分压力相对下降, 导致水中的气体不断析出, 达到新的动平衡状态, 除氧器就是利用这种原理进行除氧的。
道尔顿定律指出:混合气体的全压力等于各组分气体分压力之和。对于给水而言, 水面上混合气体的全压力, 等于气体的分压力与蒸汽的分压力之和。可见当增加水面上混合气体中水蒸汽的量时, 就可降低氧气的分压力, 为除氧创造条件。
水达到饱和温度时, 水面上蒸汽的分压力接近于其混合气体的总压力, 而不凝结气体的分压力接近于零, 这样水中溶解的气体就会不断的排出水面, 直至达到此温度和压力下的平衡状态。热力除氧过程是个传热和传质的过程, 传热过程是把水加热到除氧器压力下的饱和温度, 传质过程是将水中的气体分离析出。
气体的析出方式大致有两种:一种是在除氧的初始阶段, 气体以小气泡的形式从水中逸出。此时水中气体的含量较多, 其分压力大于水面以上气体的分压力, 气体会以气泡的形式克服水的粘滞力和表面张力析出, 如此除去水中80%~90%的气体。另一种是气体以扩散形式从水中逸出。经过初级除氧的给水中仍含有少量气体, 这部分气体的不平衡压差很小, 气体离析的能力较弱, 为达到深度除氧目的, 可适当增加水的表面积, 缩短气体析出路径, 强化水中气体的析出。
2.3 除氧器运行满足的几个条件
第一, 有足够量的蒸汽将水加热到除氧器压力下的饱和温度。
第二, 及时排走析出的气体, 防止水面的气体分压力增加, 影响析出。
第三, 增大水与蒸汽接触的表面积, 增加水与蒸汽接触的时间, 蒸汽与水采用逆向流动, 以维持足够大的传热面积和足够长的传热、传质时间。
3 给水泵组
3.1 给水泵组的介绍
公司的机组给水系统主要包括两台50%容量的汽动给水泵及其前置泵, 驱动小汽轮机及其前置泵驱动电机, 30%容量的电动给水泵、液力偶合器、前置泵及其驱动电机。
给水泵是汽轮机的重要辅助设备, 它将旋转机械能转变为给水的压力能和动能, 向锅炉提供所要求压力下的给水。为提高除氧器在滑压运行时的经济性, 同时又确保给水泵的运行安全, 通常在给水泵前加设一台低速前置泵, 与给水泵串联运行。由于前置泵的工作转速较低, 所需的泵进口倒灌高度 (即汽蚀裕量) 较小, 从而降低了除氧器的安装高度, 节省了主场房的建设费用;并且给水经前置泵升压后, 其出水压头高于给水泵所需的有限汽蚀裕量和在小流量下的附加汽化压头, 有效地防止给水泵的汽蚀。
3.2 汽动给水泵的工作过程
汽动给水泵是在机组正常运行时投入的, 小机的主要汽源是第四段抽气, 还有两路供汽是辅汽和冷再, 这仅仅是在机组低负荷运行时投入的。汽动给水泵的调节主要靠调节进气量来调节的。汽动给水泵为四级离心式水泵, 水泵的密封形式为为机械密封密封水来自闭式水。另设由中间抽头可供再热器喷水减温, 小机与给水泵是通过挠性联轴器进行功率传递。
3.3 电动给水泵的工作过程
电动给水泵在机组启动阶段向锅炉输送高压给水, 满足机组启动初期给水的需要;在机组正常运行期间, 一旦汽动给水泵发生故障退出运行, 电动给水泵作为备用泵投入运行, 维持机组正常运。
电动给水泵的工作过程主要是由液力耦合器来控制的, 液力偶合器可以实现无级变速运行, 工作可靠操作简便, 调节灵活维修方便。采用液力偶合器便于实现工作全程自动调节, 以适应载荷的不断变化。
4 高压加热器
4.1 概述
高压加热器是给水系统的重要组成部分, 它是利用高中压缸的抽气给给水加热, 这样就提高了机组的整体经济性。下面就介绍一下加热器的情况。
为了减小端差, 提高表面式加热器的热经济性, 现代大型机组的高压加热器和少量低压加热器采用了联合式表面加热器。此类加热器一般由以下三部分组成:
4.1.1 过热蒸汽冷却段
当抽汽过热度较高时, 导致回热器的换热温差加大, 不可逆换热损失也随之增大, 为此在高压加热器和部分低压加热器装设了过热蒸汽冷却段, 只利用抽汽蒸汽的过热度, 蒸汽的过热度降低后, 再引至凝结段, 以减小总的不可逆换热损失。在该冷却段中, 不允许加热蒸汽被冷却到饱和温度, 因为达到该温度时, 管外壁会形成水膜, 使该加热段蒸汽的过热度被水膜吸附而消失, 没有被给水利用, 因此在此段的蒸汽都保留有剩余的过热度。在该段中, 被加热水的出口温度接近或略低于抽汽蒸汽压力下的饱和温度。
4.1.2 凝结段
加热蒸汽在此段中是凝结放热, 其出口的凝结水温是加热蒸汽压力下的饱和温度, 因此被加热水的出口温度, 低于该饱和温度。
4.1.3 疏水冷却段
设置该冷却段的作用是使凝结段来的疏水进一步冷却, 使进入凝结段前的被加热水温得到提高, 其结果一方面使本级抽汽量有所减少, 另一方面, 由于流入下一级的疏水温度降低, 从而降低本级疏水对下级抽汽的排挤, 提高了系统的热经济性。实现疏水冷却的基本条件是被冷却水必须浸泡在换热面中, 是一种水-水热交换器, 该加热段出口的疏水温度, 低于加热蒸汽压力下的饱和温度。
4.2 高加的连锁保护
加热器水位应维持在正常水位运行, 当机组工况发生变化时, 抽汽的压力和流量也会发生变化, 加热器水位就会上升或下降, 水位太高或太低都不利于正常运行。加热器水位太低, 会使疏水冷却段的吸水口露出水面, 蒸汽进入该段, 这将破坏该段的虹吸作用, 造成疏水端差变化和蒸汽热量损失, 而且蒸汽还会冲击该冷却段的U形管束, 发生振动。加热器水位太高, 将使部分管子浸在水中, 从而减小换热面积, 导致加热器性能下降;其次, 加热器在过高水位下运行, 一旦操作稍有失误或处理不及时, 就有可能造成蒸汽管道发生水击, 甚至汽轮机进水。水位的调节通过正常疏水阀和事故疏水阀实现。当某加热器水位升高到高水位时, 在控制室内报警。水位升高到高-高水位时, 报警并开启加热器事故疏水阀。到高Ⅲ水位时, 高Ⅲ水位开关动作, 自动关闭该抽汽管道上电动隔离阀和气动逆止阀, 水侧走旁路, (对于高加, 任何一台出现高Ⅲ水位时, 自动关闭1~3段抽汽管道上的电动隔离阀和气动逆止阀, 大旁路阀动作, 高加全部解列。) 同时联开管道上的气动疏水阀, 这时应打开隔离阀和逆止阀之间的手动截止阀, 以排除抽汽管道内的积水。
参考文献
[1]华东电业管理局编.汽轮机运行技术问答.