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        城市分區供水消防用水量的確定
        2017-11-9 11:04:46 來源:張晉峰 瀏覽 22462 次
        摘要:現行給排水規范對城市分區供水時消防用水量標準如何采用未做詳細規定,本文結合工程實例對城市分區供水消防用水量標準的確定提出探討意見。 關鍵詞:分區供水 消防用水量 0 前言 在各類城市供水工程中,許多城市需要根據自身地理特征和實際情況采用分區供水系統。在進行管網設計時,通常采用最高日最高時用水量設計,用最高時加消防時流量進行校核。但在我國現行的城市給水設計規范中,對分區供水時消防用水量標準如何確定未做詳細規定,因而在實際工作中,出現了各種不同觀點和爭議,本文即結合霍州市城市供水工程實例對這一問題進行探討。 1 霍州市城市供水工程概況 霍州市位于山西省臨汾市北部,地處汾河一、二級階地上。市區地形東高西低,最大高差近50米。規劃城市供水人口為13.0萬人,設計供水規模為4.80萬立方米/日。結合市區地形特點,設計供水管網以規劃礦業路為界分為高區和低區,其中高區供水人口為4.0萬人,設計供水量1.80萬立方米/日;低區供水人口為9.0萬人,設計供水量3.0萬立方米/日。高區采用城東大張水源供水,低區采用城西白龍水源供水。高區管網和低區管網之間干管設連通閥門,平時連通閥門關閉,只在其中一個供水分區因事故中斷供水時才開啟連通閥門維持較低要求的供水。 2 關于分區供水消防用水量標準的兩種觀點 霍州市城市供水工程設計中,關于消防時消防用水量如何確定,省內專家各衷一是,爭議源于對國標GBJ16-87《建筑設計防火規范》中第8.2.1條內容的理解不同。該條文原文如下:城鎮、居住區室外消防用水量,應按同一時間內的火災次數和一次滅火用水量確定。同一時間內的火災次數和一次滅火用水量不應小于表8.2.1的規定?,F將表8.2.1轉列如下 注:城鎮的室外消防用水量包括居住區、工廠、倉庫(含堆場、儲罐)和民用建筑的室外消火拴用水量 從上述規定理解,消防用水量確定的兩個關鍵要素在于同一時間發生的火災次數選擇和一次滅火用水量,而此二者的確定基于城鎮或居住區的人口規模。以下是對規范條文的兩種不同理解。 觀點一:認為城鎮不管采用何種供水方式,分區與否,其消防用水量標準只能根據城鎮整體人口規模確定。以霍州市供水工程為例,根據表8.2.1規定,其城鎮總人口規模為13.0萬人,同一時間的火災次數為2次,一次滅火用水量取值為45l/s.在進行管網消防時校核時應在高區和低區最不利點各設一個火頭,以達到校核目的。 觀點二:認為城鎮如采用分區供水,且各供水分區之間平時互不連通,互為獨立的供水分區,則消防用水量應根據各供水分區人口規模分別確定。以霍州市供水工程為例,高區供水人口為4.0萬人,低區供水人口為9.0萬人。按照表8.2.1規定,高區按同時發生火災2次,一次滅火用水量為25l/s; 低區按同時發生火災2次,一次滅火用水量為35l/s;在管網設計時,高、低區應按上述標準分別單獨進行消防校核。 3 如何合理確定分區供水消防用水量 從上述兩種觀點分析,筆者認為均有片面之處。觀點一雖然從表面看是執行了規范,但其忽略了2次火災可能發生在同一供水分區的最不利情況。由于供水分區之間連通閥門平時處于關閉狀態,如某一分區同時發生2次火災,只能保證其中一次火災滅火用水量。顯然降低了消防校核要求。觀點二雖然考慮了兩次火災同時發生在同一供水分區的概率,但其對規范中8.2.1條的內涵有曲解。根據GBJ16-87《建筑設計防火規范》中第8.2.1條的條文說明,該條文對一次滅火用水量的規定是從實際火場用水量統計資料中分析得出的。條文說明中明確指出:城市(或居住區)的消防用水量與城市人口數量、建筑密度、建筑物的規模有關。一次滅火用水量實際上只是考慮了城市建筑在發生火災時火場滅火用水量的平均水平。分區供水并不能因各分區人口分別計算而降低城市建筑密度和規模,不能因此降低城市火災發生概率及建筑的一次滅火用水量標準。以霍州市供水工程為例,各供水分區均應按同時發生火災2次、一次滅火用水量為45l/s執行。采用此校核標準才是最安全的。 有人認為如果管網不分區而采用統一管網,或是分區管網在相互連通時,按規范規定只需考慮城市同時發生2次火災即可,而分區供水卻需考慮每個供水分區同時發生2次火災,是否人為擴大了同時發生火災的概率而過于安全保守,其實不然。首先設計管網時應采用最不利工況進行校核,分區供水時必須考慮到設計頻率的火災同時發生在同一分區的特定情況。就霍州市供水工程而言,必須考慮2次火災同時發生在高區或低區的最不利情況,而并非按城鎮同時發生4次火災設計。其二,分區供水日常供水時各供水分區是互不連通的,僅在其中一個分區完全中斷 供水時才相互連通。此時僅考慮維持基本要求的供水,根本談不上消防時校核,此特定情況屬于超出設計最不利工況范圍。如在此特定工況考慮消防校核,等于按統一管網方案設計,分區供水就失去其意義。其三,我國制定的一次火災滅火用水量標準實際上只考慮滿足城鎮基本安全需要,同時又考慮到了國民經濟發展水平。我國的消防用水量標準比美、日等發達國家要低得多。例如美國2萬人口的城市消防用水量標準為44-63l/s,日本為112l/s,而我國僅15l/s.隨著我國城市建設的迅速發展,與發達國家的差距日益縮小,消防用水量標準應逐步提高。其四,供水管網屬于一次性投資,使用年限較長,從近遠期結合的角度出發,設計應適當留有余量,以免頻繁改造、重復投資。因而充分考慮最不利情況進行消防校核是必要的。 與分區管網相配套,城市水廠內應按設計消防標準儲備消防水量。水廠二級加壓泵站水泵應按最高日最高時工況選擇,以最高時加消防時工況進行校核。有人認為二級泵站水泵常年運行實際以平均日平均時工況居多,以最高日最高時工況選擇水泵已是偏于安全,分區供水時消防用水量所占比例較大,如以最高日最高時加消防時工況校核選泵將造成常年運行能量浪費,經濟上不合理。其實這一問題不難解決。首先在水泵選擇時應合理匹配,調整水泵運行臺數,設消防專用水泵,使水泵在最高時和消防時均處于水泵特性曲線的高效區段,消防泵只有在發生火災時才啟用。其次水泵運行盡可能采用變頻調速控制以利于節能。只要在設計中精心細致,就可以避免實際運行中的某些問題。 4 結論 綜上所述,城市分區供水設計時消防用水量的確定要根據城市人口的總體規模確定同時發生火災的頻率和一次滅火用水量標準,但須按每個分區均可能發生設計頻率的火災進行分區消防校核(人口超過100 萬人的城市在規范中對消防用水量標準未做具體規定,應結合實際情況另當別論)。 城市供水工程是關系到國計民生的重要基礎設施,只有認真解決好設計中的每一個疑難問題,才能保證工程在技術上合理、經濟上節約、常年運行安全可靠。我們應開展更廣泛和深入的研究,使我們的專業理論體系更加科學完善,為今后的工程實踐提供科學指南。 參考文獻: 國標GBJ16-87《建筑設計防火規范》(1997年版) 洪嘉年,《給水排水常用規范詳解手冊》(1994年版) 作者單位:山西省城鄉規劃設計院 2001/7/8
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