城市土地的短缺促使高層建築向高空發展。現代科技和現代工業的發展也為高層建築提供了條件。自20世紀50年代以來,中國的大城市裏建起了許多高層建築。特別是上世紀80年代後我國實行改革開放以來,經濟建設日新月異,高層建築如雨後春筍般在大中城市甚至小城市出現,發展迅速。根據2002年上海的統計,有5000多座高層建築。高層建築在節約土地、壯觀城市、提高人們生活質量等方面的優勢得到了大家的認可。但高層建築的火災風險比普通建築大得多。水是高層建築滅火的主要滅火劑。能否將足夠的水壓源源不斷地送到水槍位置,直接關系到滅火的成敗。
1.高層建築供水的必要性。高層建築滅火和應急救援的難度已成為當今消防“三難”之壹(“三難”是指高層建築、地下工程、石油化工三種火災),而高層建築的消防給水是滅火的基礎,也是難點。
1.1高層建築雖然以自救為主,但是壹旦落後的自救系統失效,或者自救系統可以工作但不能滿足使用效率(覆蓋範圍和用水量),就必須依靠消防隊的移動設施設備進行滅火。如哈爾濱天鵝賓館火災、廣州文化大廈火災、北京魏紫飯店火災、蘭州路斯商業大廈火災等,都使用了大量的移動式消防設備和器材。
1.2在建高層建築,內部消防給水系統尚未形成,施工用水量較低。火災發生後,火場幾乎完全由消防隊的移動消防供水設施保障。
1.3部分高層建築的消防給水系統未按原消防審核要求與市政給水管網連接,規範要求為雙環路環狀管網,進水管不少於兩條。
1.4雖然經濟發達國家的高層建築設計都是以自救為主,但由於各種因素(如設備故障、老化、維修失敗、管理不善、設計不落實、改變使用功能等。),仍有壹定比例的火災需要消防隊的移動消防設施和裝備進行撲救。眾所周知,巴西聖保羅的安朵斯大廈、日本大阪的Jorma大廈、千日百貨、韓國韓城的Darange酒店火災都動用了大量的機動滅火力量。美國的數據顯示,美國5%以上的高層建築火災需要調用消防隊到現場滅火。從以上情況來看,做好高層供水是非常重要的。
2.利用現有設備向高層建築供水的可能性
2.1現有消防設備目前我國的消防給水設備設施,從高層建築本身來看,都是發了“高規範”後才能建的,內部消防給水系統也比較完善。《高規》出臺前,建築高度都不大,大多在50m以下;《高規》頒布後,大部分建築高度在70m以下。
從消防部隊的車輛裝備來看,除少數特種車輛從國外進口外,其他均為國內自產。
從國內水帶線的消防產品來看,目前滿足1.7-1.8 MPa的抗壓強度是沒有問題的,部分企業生產的高壓尼龍水帶抗壓強度已經超過2.5MPa。
從設計上看,國產解放(東風)小型消防車在流量為30L/s時,供水能力可滿足1100 m的要求;黃河(中型車輛如羅馬、斯太爾、解放平頭、東風平頭)消防車在流量為50l/s時供水能力可滿足140m..在實戰中,每輛消防車的流量通常不超過15L/s,當流量不超過8L/s時(壹個噴頭用水量為19mm),根據上海、甘肅等地的多次試驗,解放東風(小型)(142)消防車可以滿足130m的揚程和黃河(羅馬)的水頭。根據上海消防總隊高層供水實驗,黃河消防車使用80mm軟管,保證17L/s、100m高度的3支水槍(19mm2、16mm1)同時出水。
2.2理論基礎
消防車的最大供水高度為:
H1-2 = HB-HD-H槍(其中H1-2為供水高度;
HB是泵壓;
Hd為水帶的壓力損失;
水槍所需的水槍噴嘴壓力)
A.解放(東風142型)消防車使用65mm軟管(高壓尼龍)並設置1 19mm水槍撲救室內火災。
此時:HB=80mH2O(0.8MPa)(設計揚程),
h槍= 13.5 H2O(1.35 MPa)。
每根軟管的Hd(基於大麻軟管)= 1.81 mh2o(0.0181 MPa),使用4根軟管,代入公式:
h 1-2 = h b-HD-h gun = 80-1.81×4-13.5 = 59.26 MH2O =(0.5926 MPa)。
b黃河(羅馬)消防車(中型車)使用65m尼龍高壓軟管設置19mm水槍撲滅室內火災。此時:
HB=140mH2O(1.4MPa),
h gun = 13.5 mh2o(0.135 MPa),HD = 1.81 mh2o(0.0181 MPa),使用的軟管數量為9根,代入公式:
H 1-2 = H b-HD-H Gun = 140-1.81-13.5 = 115.64 MH2O(1.65438)。
根據以上計算,可分別得出75mm水的解放(東風142型)和黃河(羅馬型)消防車的最大供水高度,此處不做計算。
根據消防車通過水泵接合器向室內管網供水的最大高度公式:
HP = Hb-Hg-HH(其中Hb為水泵出口壓力,Hg為管網壓力損失,損失為每10m高度0.016MPa)。
(1.6mH2O)米;
Hh是室內最不利消火栓所需的壓力,壹般為23.5mH2O;
Hp為消防車通過水泵接合器向室內管網供水的最大高度)
A.解放(東風142型)消防車供水時:
HB = 80 mh2o(0.8 MPa)Hg =(50/10)×1.6 mh2o這裏的高度是50m
hh = 23.5 H2O(0.235 MPa)代入公式:
HP = Hd——Hg——Hh = 80—1.6×(50/10)—23.5 = 48.5 H2O(0.485 MPa)
B.黃河(羅馬中型)消防車供水時:
HB = 140 mh2o(1.4 MPa)Hg = 1.6x(100÷10)= 16 mh2o(0.16 MPa)這裏的高度是65438。
HH = 23.5 H2O(0.235 MPa),代入公式:HP = h b-Hg-HH = 140-1.6×(100÷10)-23.5 = 100。
2.3結論
2.3.1解放牌消防車(東風142型)供水時:
(1)使用65mm高壓尼龍軟管,設置1 19mm水槍撲滅室內火災,可保證60m的供水高度;
(2)使用75mm高壓尼龍軟管,陣地樓層設置分水器,設置2支19mm水槍撲滅室內火災,可保證50m的供水高度;
(3)使用水泵接合器時,能保證50m的供水高度。
2.3.2黃河(羅馬中型)消防車供水時:
(1)使用65mm高壓尼龍軟管,設置1 19mm水槍撲滅室內火災,可保證100m供水高度;
(2)采用75mm高壓尼龍軟管,陣地地面設置分水器,設置2支19mm水槍撲滅室內火災,可保證100 mm的供水高度。
2.3.3為解決100m以上建築的消防給水壓力和流量,筆者認為可將消防泵串聯(耦合給水的方法較為理想)。
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