時間：2023-03-17 18:02:06
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇防水設(shè)計論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
近幾年來，隨著新材料的推廣應(yīng)用和技術(shù)進步，促使我們以全新的角度對原有建筑工程地下混凝土防水體系的設(shè)計理念，以及技術(shù)特性和優(yōu)、缺點進行了總體分析和研究，指出了傳統(tǒng)防水體系設(shè)計方面存在的一些誤區(qū)和缺陷，并打破傳統(tǒng)的“一剛一柔”的保守防水理念，提出了以“剛性為主，柔性為輔”的防水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計的新理念[1]。新設(shè)計理念根據(jù)目前防水新材料、新技術(shù)方面的應(yīng)用效果和實踐經(jīng)驗，提出了注重結(jié)構(gòu)剛性自防水的防水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計新觀點、新方案，并指出地下混凝土自身防水是解決問題的關(guān)鍵，并根據(jù)防水等級和設(shè)計要求，輔以與混凝土基層具有粘結(jié)牢固、且不會引起防水層層間竄水的、剛性或剛?cè)嵝偷姆浪繉酉嘟Y(jié)合的防水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計方案，放棄使用各類改性瀝青基和橡膠類防水卷材做外防水層的傳統(tǒng)設(shè)計方案。
2防水機理和解決方案
2.1混凝土剛性防水體系的防水機理
主要是通過封閉混凝土中水泥砂漿內(nèi)部的毛細孔和孔洞缺陷等連通的孔隙結(jié)構(gòu)，來達到防水的目的。根據(jù)所用材料不同，封閉微孔的方式也不同。其一，利用混凝土外加劑（如防水劑及水泥基滲透結(jié)晶性防水材料中的活性化學(xué)物質(zhì)）在水的作用下，與未水化水泥顆粒所形成的不溶于水的凝膠體，來填充混凝土內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)或微裂縫。其二，利用外加劑（如膨脹劑）或膨脹水泥中的無機膨脹結(jié)晶組分，填充水泥石水化硬化初期的孔隙結(jié)構(gòu)，提高了混凝土內(nèi)部的密實度，堵塞透水通道。其三，利用水性高分子聚合物滲透和填充到水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)中（如聚合物混凝土和聚合物水泥防水砂漿、聚合物乳液防水涂料和聚合物水泥防水涂料），直接封閉透水通道。
2.2剛性防水材料的特點和種類
剛性防水材料主要是指將防水材料摻入混凝土和水泥砂漿中，或?qū)⑵渑涑蓾{料涂刷（抹）或滲透于混凝土或水泥砂漿表面，與其共同組成剛性自防水結(jié)構(gòu)體系的材料。它們主要包括：（1）混凝土、砂漿的外加劑（如：各種混凝土、砂漿防水劑、膨脹劑、引氣劑和減水劑等）。注：完全剛性。（2）水性高分子聚合物樹脂（如：改性乙烯—醋酸乙烯乳液EVA、丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯和環(huán)氧樹脂、可分散乳膠粉、有機硅橡膠等）。注：剛?cè)峥烧{(diào)。（3）水泥基防水材料（如防水寶、確保時和水不漏等）。注：完全剛性。（4）水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，簡稱CCCW。注：完全剛性，并有自修復(fù)混凝土微裂縫的功能。
2.3混凝土剛性防水體系的優(yōu)缺點
（1）優(yōu)點：在混凝土或水泥砂漿內(nèi)部形成了自身整體的防水能力，從微觀結(jié)構(gòu)上看，處處都形成可靠的防水屏障。（2）缺點：不能適應(yīng)應(yīng)力變形所引起的混凝土或水泥砂漿裂縫的發(fā)生。但該體系發(fā)生裂縫引起滲漏時，要進行修復(fù)是非常簡單的，且費用也較低。對該體系通常采取綜合堵漏的處理方法，作為出現(xiàn)滲漏的補充防范手段。
2.4解決方案及說明
當前最簡單和最省錢的解決方案，就是在設(shè)計時不使用（或淘汰）瀝青基或橡膠類防水卷材做地下混凝土的外防水層，而只使用普通硅酸鹽水泥和混凝土復(fù)合防水劑，來配制高質(zhì)量的自防水混凝土作為防水設(shè)防，必要時輔以聚合物水泥（乳液）防水涂料或水泥基滲透結(jié)晶型防水材料做補充，以提高系統(tǒng)的防水等級。說明一：為什么要淘汰防水卷材眾所周知，傳統(tǒng)的地下混凝土工程的防水設(shè)計，一般要將防水卷材做在混凝土底板的墊層上面，形成一層膜防水層，再將混凝土結(jié)構(gòu)底板澆筑在防水層之上，這種設(shè)計方案已經(jīng)延續(xù)了幾十年，很少有人提出異議。但實踐證明，在工程的實際使用中，這層防水卷材是不可能承受結(jié)構(gòu)混凝土底板與混凝土墊層之間的壓應(yīng)力的，此時防水卷材被建筑物上部重量傳遞下來的力完全擠壓破壞了，早已失去整體防水層的作用了。因此，地下混凝土工程的防水設(shè)計只能采用剛性防水為主的防水結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計方案，所以做好混凝土自身的防水才是關(guān)鍵所在。說明二：為什么要用混凝土防水劑。因為防水劑在混凝土中與未水化的水泥顆粒反應(yīng)產(chǎn)生的是微膨脹不溶于水的凝膠體，其防水效果是持久可靠的。而有些工程上使用的膨脹劑所產(chǎn)生的是相對不穩(wěn)定的礦物結(jié)晶體，僅有短期效果，而且應(yīng)用條件也是有限的，用其做混凝土防水是錯誤的，效果較差風險很大，尤其是在混凝土的耐久性方面是十分不利的[2]。因此，在設(shè)計自防水混凝土?xí)r應(yīng)優(yōu)先考慮使用混凝土防水劑而非膨脹劑。說明三：防水設(shè)計規(guī)范的限制規(guī)范規(guī)定對地下工程的防水設(shè)計，除了必須有自防水混凝土這道防水措施之外，還要有附加外防水層的設(shè)計要求，而且強調(diào)要做到剛?cè)嵯酀@就是傳統(tǒng)設(shè)計的“一剛一柔”的防水設(shè)計理念。在現(xiàn)實中，由于往往不太重視對自防水混凝土的設(shè)計和施工要求，而所做的柔性防水層又出了上述差錯，這就是我們現(xiàn)在地下工程滲漏問題嚴重的根源所在。綜上所述，地下混凝土防水工程要做好自防水混凝土是關(guān)鍵，而自防水混凝土的關(guān)鍵是選用何種混凝土外加劑。
3推薦選用的首選設(shè)計方案
目前，解決自防水混凝土的設(shè)計方案有如下幾種：（1）采用復(fù)合防水劑配制自防水混凝土的方案。通常是將混凝土防水劑與一些高效減水劑或泵送劑復(fù)合使用，替代膨脹劑和其他減水劑的方案。目前工程應(yīng)用效果比較好的是混凝土防水復(fù)合液（如北京大胡子商標的產(chǎn)品），在全國和山東省已有眾多工程應(yīng)用，效果良好。（2）是用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料。如中核公司的2000或加拿大進口的XYPEX（賽柏斯）等，摻入混凝土或在其表面涂刷使用，使其活性成分激發(fā)混凝土中的水泥顆粒，形成新的凝膠物質(zhì)封閉混凝土內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)，達到防水目的。但此方案有時因材料價格較貴，防水費用相對較高。（3）選用與混凝土粘結(jié)力好、不會引起結(jié)合（粘接）層間竄水的剛?cè)嵝曰騽傂裕ㄈ缇酆衔锼啵ㄈ橐海┓浪苛虾途酆衔锼喾浪皾{等）防水材料，涂（抹）敷在混凝土表面，起到防水層的作用。這些材料可以與基層混凝土結(jié)合牢固，甚至可以滲透到混凝土的表層內(nèi)部，但對混凝土基層的整體性能要求較高，一般可以作為附加的輔助防水措施使用。上述做法的共同優(yōu)勢都是防水材料與混凝土基層結(jié)合形成一個整體的防水機制，即使防水系統(tǒng)個別部位(如結(jié)構(gòu)因溫度或受力變形引起的開裂等)破壞致使?jié)B漏發(fā)生，也不會引起像柔性卷材防水系統(tǒng)那樣發(fā)生大面積滲漏，而且堵漏和維修操作簡便，費用也較低。因此，我們建議應(yīng)從設(shè)計著手，直接采用第一種方案，即用復(fù)合防水劑及其設(shè)計方案，在混凝土施工時就配制優(yōu)質(zhì)的自防水混凝土，做好混凝土自身的剛性防水體系。如設(shè)計有需求時，再輔以第二或第三種方案中涂層的一種，以提高地下混凝土的防水等級和可靠性。這樣做的優(yōu)勢是只稍微增加或基本不增加現(xiàn)澆自防水混凝土的成本，并節(jié)省了原設(shè)計防水卷材的費用，或者將其換成了更可靠的防水涂層材料，而且施工技術(shù)和條件比防水卷材要求低、速度快、質(zhì)量好、綜合造價低、后期維護費用少，建設(shè)方比較容易接受。
4要注意或應(yīng)避免發(fā)生的問題
（1）地下混凝土工程發(fā)生滲漏的現(xiàn)象多種多樣，情況也比較復(fù)雜。在制定處理方案時，應(yīng)仔細分析，判明原因，再對癥處理。尤其是對底板和側(cè)墻的裂縫處理應(yīng)十分謹慎，不要輕易使用水性聚氨酯等有機聚合物的壓力灌漿材料堵漏。應(yīng)查看裂縫的位置與受力關(guān)系，盡可能選用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料進行堵漏和防水處理，使修復(fù)后的混凝土能通過自愈形成同類材料的結(jié)構(gòu)整體，不要留下結(jié)構(gòu)方面的隱患。（2）對于地下混凝土防水設(shè)計方案中，在自防水混凝土表面設(shè)計選用聚合物水泥（乳液）防水涂料做防水附加層時，此時該附加層一般可以設(shè)計做在混凝土的背水面上[3]，這樣施工簡便，不影響工期，費用也較低。若地下水對混凝土有腐蝕性時，再做在迎水面上，以保護混凝土不受侵蝕。
5結(jié)束語
改革開放促進了經(jīng)濟的繁榮，也促進了城市住宅改造。住宅改造區(qū)一般位于或鄰近城市中心，住宅改造工作常和城市道路拓寬、市政管網(wǎng)更新一起進行。由于受天各方面條件限制，住宅改造區(qū)的規(guī)模一般比新建住宅小仄的規(guī)模小得多.區(qū)內(nèi)住宅多為七一九層。沿街的底層多為商店，上部為住宅。下面淺析此類住宅消防給水設(shè)計的兒個問題，供探討。
一、七一九層單元住宅應(yīng)設(shè)室內(nèi)消防給水
《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GBJ16一87)指出:超過七層的單元式住宅、超過六層的塔式住宅、通廊式住宅，底層設(shè)有商業(yè)網(wǎng)點的單元式住宅應(yīng)設(shè)室內(nèi)消防給水。根據(jù)規(guī)范.七層半以上住宅或底層為商店的六層以上單元住宅，室內(nèi)需設(shè)消防給水。近年來，隨著人們生活水平的提高.對住宅室內(nèi)裝修要求也愈來愈高。住戶搬進新居前一般要重新裝修。吊頂、壁櫥、組合家具、地毯及室內(nèi)各種陳設(shè)均為易燃品，家用電器品種也不斷增加。顯然引起火災(zāi)的可能性有所增大。從保護人民財產(chǎn)和人身安全來講，室內(nèi)確實需配置消防給水設(shè)施。
二、室內(nèi)消火栓和室內(nèi)消防箱
單元式住宅，室內(nèi)消火栓的位置都在樓梯間休息平臺處。樓梯間面積狹窄，為了不影響住戶搬運物件上下，消防箱應(yīng)盡吊考慮暗裝或半暗裝，這得同結(jié)構(gòu)配合。
現(xiàn)行《低規(guī)》‘樸定的室內(nèi)消火栓不利于撲滅初期火災(zāi)。因為火災(zāi)時，要在短短的兒十秒至數(shù)分鐘內(nèi)扣上水龍帶、水槍.展開20一25m長的水龍帶，打開閥門，舉起具有相當壓力的水槍進行火火，這對未經(jīng)過專門消防訓(xùn)練的人有一定困難，對婦女、老人、兒童就更為困難了。所以普通消火栓設(shè)備并不適用消防軟管卷盤(少「’徑滅火‘喉)取用方便·展開容易，·般居民均能使用只是出水鼠較小.但對初期火災(zāi)撲火還是很有用的。這總比居民無力或不會使用消火栓而用臉盆、水桶盛水火火有效得多。建議，住宅消防箱內(nèi)’戊配置一套消防軟管卷盤。并預(yù)留DN65消火栓l，以供消防隊員使用(不宜預(yù)留DN50消火栓口，因省內(nèi)各地消防隊均配用DN65水龍帶)
三、消防水量和水壓
《建筑設(shè)計防火規(guī)范》指出，消防水箱，卜應(yīng)儲存10分鐘消防用水室內(nèi)消火栓的布置應(yīng)保證有.兩支水槍的允實水栓同時達到室內(nèi)任何部位。水槍的充實水柱般不應(yīng)小十7m?！兜鸵?guī)》消防給水的設(shè)計思想是立足于自救.既要保證水量又要保證水壓。由于建筑和結(jié)構(gòu)的要求，水箱不可能抬得很高，所以一般的屋面水箱是難以保證建筑物頂部一、二層消防用水的水壓。為達到消防要求，常用的做法有1、設(shè)消防水池、水泵、消火栓箱內(nèi)增設(shè)消防水泵啟動按鈕。2、增設(shè)氣壓消防給水裝置。這兩種做法理論上是可行的.但在實際中卻有困難。1、住宅改造區(qū)一般位于城市.黃金地帶”，地價昂貴，難以找到適宜設(shè)消防水池、水泵地點。2、若采用氣壓消防給水設(shè)施，消防管網(wǎng)中長期承受高壓，增加系統(tǒng)滲漏危險。3、與高層建筑和新建住宅區(qū)不同，住宅改造區(qū)規(guī)模不大，無專門管理機構(gòu)。消防水泵、氣壓給水裝置若長期不用.擱在一邊。難以保證在消防時可以Lr:常使用。所以我認為七一九層住宅只要求消防水蛾而不要求其水壓值。10分鐘消防用水儲于屋頂水箱中，初期火災(zāi)頂部一、二層消防水壓不足，可否采取其它火火器材補救。10分鐘后由消防車從室外消火栓取水經(jīng)消防車水泵加壓裝置和水泵結(jié)合器進入室內(nèi)消防管道火火。這種做法更適應(yīng)實際情況。
四、消防水箱
住宅改造區(qū)鄰近城市中心.可利用的市政管網(wǎng)水壓較高。常用的給水方式是直供式即低層(一至三層)由城市管網(wǎng)直接供水。高層(四至七、八層)由屋頂水箱供水。水箱是利用非用水高峰期靠管網(wǎng)壓力直接進水這種供水方式能充分利用管網(wǎng)壓力，無需任何加壓設(shè)備，是最經(jīng)濟的。室內(nèi)消防用水一般與生活用水共用水箱。為了保證消防用水不作他用，并相對保證水箱水質(zhì)衛(wèi)生，設(shè)計中常用的做法是:在生活用水出水管前端設(shè)個V型彎管(或角尺彎虹吸出水)，管頂設(shè)在水箱消防貯水位卜，并在其卜開功10一12mm小孔。生活用水通過出水V型管從水箱底部吸水，保證水箱中的水循環(huán)，立質(zhì)不易變化若水箱水位降至消防水位時，V型管頂端孔口與大氣相通，虹吸作用破壞.從而保證消防用水不作他用。此種做法中消防出水管與屋面水箱乃是一百接連通的，為阻止消防管網(wǎng)中變質(zhì)水污染水箱，宜在屋面設(shè)試驗用消火栓，定期(半年)排放消防管網(wǎng)中受污染的消防用水。此項L作可由樓長或指派住戶中有一定經(jīng)驗者進行。
排水系統(tǒng)設(shè)計
1排水系統(tǒng)
1)對于高層住宅的排水管道設(shè)計一般采用排水立管與專用通氣管相結(jié)合或者單立管排水系統(tǒng)。2)很多開發(fā)商、業(yè)主為了使建筑物外立面整潔美觀而要求空調(diào)冷凝水采取有組織排放?？照{(diào)冷凝水管一般靠近空調(diào)室外機設(shè)置，管底端距散水150mm即可。
2排水橫管布置分為同層排水和隔層排水兩種形式
1)隔層排水是指本層的排水支管穿越樓板，在下一層連接至排水立管的排水方式。這種形式的衛(wèi)生潔具及管道安裝施工方便，但是由于排水支管穿越樓板使得私有住宅的產(chǎn)權(quán)完整性缺乏界定，也在管道穿樓板處留下滲漏隱患，另外一旦管道發(fā)生堵塞，檢修管道得進入樓下住戶也造成了諸多不便。2)同層排水指本層的排水支管不穿越樓板，排水支管及排水橫管在本層戶內(nèi)與排水立管連接的排水方式。其優(yōu)點在于樓面上不做預(yù)留洞，施工方便;房屋產(chǎn)權(quán)明晰;同層排水的管道布置在樓板上，被回填墊層覆蓋后有較好的隔音效果，從而降低了排水噪聲;管道檢修可在本層內(nèi)進行，不干擾下層住戶。但是也存在一些不足之處，比如同層排水要求樓板下沉，下沉樓板需要現(xiàn)澆混凝土并做好防水層;需要用到一些特殊的地漏以及排水彎配件，不同程度的增加了工程造價和施工難度。
3特殊單立管排水方式
一般的排水系統(tǒng)是由排水主立管與專用通氣管組成的雙管制或三管制的排水系統(tǒng)。下面列舉出幾種特殊單立管排水方式。1）蘇維脫單立管排水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是指排水橫支管與排水立管采用蘇維脫特制配件相連接的單立管排水系統(tǒng)。它包括兩個基本配件:混合器和跑氣器?；旌掀餮b設(shè)在立管與每層樓橫支管連接處，其作用是限制立管內(nèi)的水流及氣流的速度，并使從支管流來的污水有效地同立管中的空氣混合。跑氣器也叫做汽水分離器，裝設(shè)在立管底部、立管與橫干管連接處、立管底部和偏置連接的立管起點、上下層間立管偏置連接處。其作用是在排水水流沿立管呈旋流先流經(jīng)異徑彎頭的較小口徑部分后再流經(jīng)異徑彎頭的斷面逐漸擴大的部分，利用這種擴容方式保留相當大的空氣通道，使異徑彎頭以下的橫管不會形成滿流。2）旋流式單立管排水系統(tǒng)。旋流式單立管排水系統(tǒng)是由各個樓層排水橫支管與排水立管連接起來的旋流排水配件和裝設(shè)于立管底部的特殊排水彎頭組成。其特點是立管中的管心氣流與各層樓橫支管中的氣流連通，并且通過伸出屋頂?shù)耐夤芘c外界空氣相通，還將通過立管、支管及干管中的氣流連成一體貫通大氣，保證系統(tǒng)中壓力的穩(wěn)定，使得系統(tǒng)中壓力波動很小，防止了水封的破壞，提高了立管的排水能力。3）螺旋管單立管排水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)由螺旋管和偏心進水三通組成，污水從橫支管進入豎管或從上層向下流動時，是沿螺旋線旋轉(zhuǎn)下落，管內(nèi)壁形成較為穩(wěn)定而密實的水膜旋流，在管中心形成一個通暢的空氣柱，因而減小了水流碰撞，穩(wěn)定氣壓波動，降低噪聲，備受用戶歡迎。
4地漏及水封裝置
地漏是排水管道上可供獨立使用的附件，它不但具有排泄污水的功能，裝在排水管道端頭或管道節(jié)點較多的管段可代替地面清掃口起到清通作用。為防止排水管道的臭氣由地漏逸入室內(nèi)，地漏內(nèi)的水封形式和高度是決定地漏結(jié)構(gòu)質(zhì)量優(yōu)劣的指標。地漏一般分為普通地漏、高水封地漏、帶洗衣機排水管插口的專用地漏、帶網(wǎng)筐地漏、側(cè)墻式地漏、密閉式地漏、雙箅杯式水封地漏以及多用途地漏。根據(jù)不同性質(zhì)建筑物功能的需要，靈活使用。
關(guān)鍵詞：超高層建筑消防給水設(shè)計供水方式杭州國際機場大廈位于慶春廣場東側(cè)，慶春東路與新塘路交叉口。工程用地面積約一萬平方米，總建筑面積約7.2萬平方米，地下2層，主樓為36層，建筑主要屋面高度為143.70米，其中五層和二十一層為避難層。裙房為四層，建筑高度為21.6米，一至四層為票務(wù)中心、餐飲和娛樂等綜合用房。主樓五至十九層為辦公，二十二層至三十五層為商務(wù)辦公，三十六層為西餐廳。
1、消防用水量
本工程為高度大于100m的一類綜合樓，按一類超高層建筑進行消防設(shè)計。
2、室外消防
本工程所在區(qū)域有完善的城市基礎(chǔ)設(shè)施，有可靠的城市消防保證體系，供水可靠，水質(zhì)良好。水源為城市自來水管網(wǎng)。從西側(cè)市政道路和東側(cè)新塘路市政供水干管各引一條DN200毫米的自來水管，在本大樓沿周邊道路設(shè)DN200毫米的生活、消防合用的給水環(huán)管，在環(huán)管上設(shè)置地上式室外消火栓5只。
3、消火栓系統(tǒng)
3.1消火栓給水系統(tǒng)。消火栓系統(tǒng)分高、中、低三區(qū)，低區(qū)為地下二層～四層；中區(qū)為五層～二十層；高區(qū)為二十一層～到三十六層，每個分區(qū)均成環(huán)狀管網(wǎng)供水。在地下二層設(shè)有消防水池和生活、消防合用泵房。消防水池分兩格，通過消防水泵吸水總管連通，儲存有540m3消防用水量。在地下二層消防泵房內(nèi)設(shè)置高、中區(qū)各兩臺，均為一用一備。低區(qū)消火栓系統(tǒng)由中區(qū)給水泵出水環(huán)管用消防專用減壓閥減壓至0.45MPa供給；中區(qū)由中區(qū)消火栓給水泵直接供給。
為保證高區(qū)消防給水安全，降低消防管道承壓，在二十一層避難層設(shè)中間轉(zhuǎn)輸消防水箱66m3（兼作中、低區(qū)消火栓系統(tǒng)穩(wěn)壓水箱）。為保證中區(qū)最不利點消火栓靜水壓力不低于0.15MPa，在二十一層避難層設(shè)有中、低區(qū)增壓穩(wěn)壓設(shè)備。高區(qū)消火栓系統(tǒng)由地下二層高區(qū)消火栓給水泵供水至中間轉(zhuǎn)輸水箱，再由中間轉(zhuǎn)輸泵串聯(lián)供水，在屋頂設(shè)18m3消防水箱一座，并設(shè)有高區(qū)增壓穩(wěn)壓設(shè)備。
3.2消火栓布置
大樓各層均設(shè)有室內(nèi)消火栓（帶滅火器箱組合式消防柜），其布置保證同層任何部位均有兩股充實水柱同時到達，每股充實水柱不小于13米。每根消防立管流量按不小于15L/S計。各消火栓箱內(nèi)設(shè)有啟泵按鈕及自救式消防卷盤，每只消火栓箱內(nèi)配備DN65單口消火栓，25m襯膠水龍帶，Φ19水槍，小口徑消防水喉及軟管。為保證消火栓栓口壓力不大于0.50MPa，在5F～11，21～29F采用減壓穩(wěn)壓式消火栓。在室外分高區(qū)和中低區(qū)共設(shè)置6套水泵接合器。
4、自動噴水滅火系統(tǒng)
4.1自噴系統(tǒng)噴水強度
本工程自動噴水滅火系統(tǒng)為濕式系統(tǒng)。地下兩層停車庫按中危險級II級設(shè)計，噴水強度為8L/min.m2，作用面積160m2；地上部分均按中危險級I級設(shè)計，噴水強度為6L/min.m2，作用面積160m2，火災(zāi)延續(xù)時間為1小時。
4.2自噴給水系統(tǒng)
自噴系統(tǒng)分高低兩區(qū)，低區(qū)為地下二層～十三層；高區(qū)為十四層～三十六層。自噴系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)共用消防水池，中間轉(zhuǎn)輸水箱及屋頂消防水箱。在地下二層泵房內(nèi)分別設(shè)高區(qū)和低區(qū)自噴泵各兩臺，均為一用一備。在地下二層水泵房內(nèi)設(shè)濕式報警閥五套，由低區(qū)自噴給水泵出水環(huán)管分組減壓供水。在二十一層避難層設(shè)有中間消防轉(zhuǎn)輸水箱和自噴轉(zhuǎn)輸泵，并設(shè)有濕式報警閥3套，由高區(qū)自噴轉(zhuǎn)輸泵出水環(huán)管分組減壓供水。在屋頂設(shè)有高區(qū)自噴增壓、穩(wěn)壓設(shè)備一套，滿足三十六層最不利點噴頭工作壓力不小于0.05Mpa.分高低區(qū)在室外共設(shè)置4套自噴系統(tǒng)水泵接合器。高區(qū)自噴系統(tǒng)中，在二十一層避難層水泵房內(nèi)設(shè)自噴水泵接合器接力泵兩臺，兩用。
4.3噴頭布置
本大樓辦公、走道、會議室、避難層等公共場所及地下車庫、自行車庫，除建筑面積小于5M2的衛(wèi)生間及不宜用水撲救的部位外，均設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)。每層每個防火分區(qū)的供水干管上均設(shè)有信號閥和水流指示器，并在管道末端設(shè)有放水閥。噴頭采用玻璃球閉式噴頭，噴頭動作溫度，廚房為93℃，其余為68℃。
有關(guān)問題的探討
供水方式選擇，超高層建筑消防主要是以自救為主，系統(tǒng)運行需安全，可靠穩(wěn)定。供水方式的選擇是超高層消防水系統(tǒng)的關(guān)鍵，有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。
串聯(lián)供水方式，在地下室設(shè)消防水池和消防高、低區(qū)給水泵，并在中間避難層設(shè)中間轉(zhuǎn)輸水箱和轉(zhuǎn)輸泵。串聯(lián)供水方式是通過在地下消防水池，消防泵和中間轉(zhuǎn)輸水箱，轉(zhuǎn)輸泵聯(lián)合向高區(qū)供水，保證了高區(qū)消防的安全，可靠。在地下消防泵有故障時，還可由消防車通過水泵接合器向中間轉(zhuǎn)輸水箱供水，再由轉(zhuǎn)輸泵向高區(qū)供水。串聯(lián)方式占用避難層面積，水泵臺數(shù)較多，控制復(fù)雜。并聯(lián)供水方式，在地下室設(shè)消防水池和消防高、低給水泵，直接分區(qū)供水，系統(tǒng)控制簡單，不占用避難層建筑面積，但高區(qū)消防水泵及出水管長期承受高壓，管道配件及閥門容易損壞，系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，安全，可靠性較差。本工程采用串聯(lián)供水方式。防超壓措施《高規(guī)》規(guī)定：“臨時高壓給水系統(tǒng)的每個消火栓箱應(yīng)設(shè)置直接啟動消防水泵的按鈕，并應(yīng)設(shè)有保護按鈕的設(shè)施”，以便迅速遠距離啟動消防泵（設(shè)計中采用破玻按鈕）。
火災(zāi)發(fā)生時，在擊碎破玻按鈕后尚未動用水槍滅火這段時間，消防管網(wǎng)壓力劇增，將產(chǎn)生嚴重超壓現(xiàn)象，有可能引起管網(wǎng)爆裂，整個消火栓系統(tǒng)就會癱瘓，后果不堪設(shè)想。本設(shè)計采用了破玻按鈕+壓力監(jiān)控啟動水泵，在消防系統(tǒng)設(shè)置壓力監(jiān)控裝置，并與消防穩(wěn)壓設(shè)施結(jié)合在一起，當系統(tǒng)壓力下降到某一設(shè)定值時，壓力開關(guān)動作，該信號與破玻按鈕都動作時，消防泵啟動。本設(shè)計中采用了新型專用消防水泵（恒壓切線泵），該水泵Q-H曲線幾乎為水平線，可以很好的解決小流量時超壓問題。在水泵出水管上的止回閥后設(shè)置泄壓閥，實踐證明泄壓閥反應(yīng)靈敏，準確、可靠，可以有效防止因超壓而造成的損害。泄壓閥的口徑直接影響水泵的工況點及其實際揚程和流量，因此，一般情況泄壓閥的口徑比水泵出口水管小一級。
在地下二層消防水泵出水管上設(shè)有水錘消除器。避難層消防，超高層建筑須設(shè)避難層，設(shè)備專業(yè)也利用該層作設(shè)備間。本工程二十一層為避難層，設(shè)有空調(diào)機房，生活、消防泵房和轉(zhuǎn)輸水箱。本層為發(fā)生火災(zāi)時人員避難場所，并設(shè)有較多的設(shè)備。無論該層有無可燃物，不容置疑，均應(yīng)設(shè)置消火栓和消防卷盤及自動噴頭?？紤]避難層四周向室外敞開，冬季溫度較低，管道容易凍結(jié)，故本層噴頭采用易熔合金噴頭，并所有的管道采用保溫措施。中間轉(zhuǎn)輸水箱，當采用水泵直接串聯(lián)供水時，中間轉(zhuǎn)輸水箱同時起著上區(qū)輸水泵的吸水池和本區(qū)消防給水屋頂水箱的作用。按規(guī)范要求，其儲水的有效容積按15～30min消防設(shè)計水量確定。因轉(zhuǎn)輸水箱都利用避難層設(shè)置，一般還設(shè)有生活轉(zhuǎn)輸水箱，考慮結(jié)構(gòu)承受能力，對建筑物的影響，按最低要求60m3儲水量設(shè)置。避難層水泵隔震措施，轉(zhuǎn)輸水泵設(shè)于避難層中，應(yīng)做好隔震措施，減少對下層辦公場所的影響。避難層水泵采用雙層隔震措施，水泵采用彈簧隔震器槽鋼基礎(chǔ)，再在其下設(shè)橡膠隔震墊鋼筋混凝土基座，以減小震動噪音。
《高規(guī)》第7．3．6規(guī)定：“室外消火栓的數(shù)量應(yīng)按本規(guī)范第7．2．2條規(guī)定的室外消火栓用水量經(jīng)計算確定，每個消火栓的用水量應(yīng)為10－15l/s“，但是《高規(guī)》的《條文說明》是這樣解釋：“室外消火栓的數(shù)量應(yīng)保證供應(yīng)建筑物需要的滅火用水量，其中包括室內(nèi)、室外兩部分“，筆者認為《條文說明》的解釋超越了《高規(guī)》的規(guī)定。室外消火栓是室外消防用水取水口，理應(yīng)按室外管網(wǎng)來考慮。可以想象得到，室外管網(wǎng)供水流量一旦確定，即使設(shè)置再多的室外消火栓，其室外消火栓所能取到的水量的總和也就是室外管供水總量。當設(shè)計把室消防用水儲存在室內(nèi)消防水池時，室外管網(wǎng)一般就按室外消防用水量來確定，因此室外消火栓的數(shù)量應(yīng)按室外消防用水量經(jīng)計算來確定，但是《高規(guī)》第7．4．5．3規(guī)定“水泵接合器應(yīng)設(shè)在室外便于消防車使用的地點，距室外消火栓或消防水池的距離宜為15－40米“。從這個規(guī)定可以看出，水泵接合器的15－40米范圍內(nèi)在一般情況下要設(shè)置室外消火栓。因此，在工程設(shè)計中，在布置水泵接合器時，要考慮其相對集中，以利于與經(jīng)計算的室外消火栓數(shù)量對應(yīng)，一旦設(shè)計中有較多的室內(nèi)消防系統(tǒng)需要較多水尖接合器，且分散布置時，則需要適當增設(shè)“額外“的室外消火栓。
二、水泵接合器數(shù)量的確定
眾所周知，水泵接合器的主要用途是當室內(nèi)消防水泵發(fā)生故障或遇大火室內(nèi)消防用水不足時，供消防車從室外消火栓取水，通過水泵接合器將水送到室內(nèi)消防給水管網(wǎng)，供滅火使用。
《高規(guī)》7．4．5－1規(guī)定：“消防水泵接合器的數(shù)量應(yīng)按室內(nèi)消防用水量經(jīng)計算確定，每個水泵接合器的流量應(yīng)按10－15l/s計算：“這里指明水泵接合器的數(shù)量是按室內(nèi)消防用水量經(jīng)計算確定。筆者認為這一點不好照搬，我們從水泵接合器用途不難知道，水泵接合器是消防車從室外消火栓取水來增補室內(nèi)消防用水不足的接口。如果室外消防用水量遠遠小于室內(nèi)消防用水量時，那水泵接合器設(shè)那么多是沒有意義的，筆者最近做一個工程－－廈門國際會展中心，按一類高層建筑設(shè)計，室外消防用水量為30l/s。但其室內(nèi)大水滴噴淋系統(tǒng)設(shè)計用水量為133l/s，室內(nèi)水幕噴淋系統(tǒng)設(shè)計用水量為167l/s，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計用水量為30l/s，這些用水量按火災(zāi)延續(xù)時間計算均儲存在地下水池中。按規(guī)范7．4．5－1規(guī)定，水泵接合器的數(shù)量應(yīng)分別設(shè)10個，12個和2個。12個水泵接合器要12輛消防車從12個室外消火栓中取水供給，而室外的供水條件上遠遠達不到這個要求的，即使考慮到由消防車距離運水，那也不可保證大水滴淋系統(tǒng)和水幕噴淋系統(tǒng)的正常工作。因這兩個系統(tǒng)要正常工作時的用水量很大，不可能在短時間內(nèi)有那么多消防車遠距離運水來達到同時供水，如時間過長，那這兩個系統(tǒng)也失去作用，最后時間一長就靠消火栓來滅火，因此筆者認為應(yīng)對一些滅火系統(tǒng)可以適當減少水泵接合器的數(shù)量，可以分別設(shè)3－5個就足夠了；而對消火栓系統(tǒng)應(yīng)重點保證，故水泵接合器的數(shù)量按室內(nèi)消防用水量計算的同時應(yīng)考慮室外供水能力綜合確定，達到既節(jié)省投資的目的，同時又保證消防的安全可靠性。
三、消防水池容積的確定
消防水池是儲存消防滅火用水的構(gòu)筑物，容積的確定關(guān)系著滅火的安全性?！陡咭?guī)》7．3．2規(guī)定：“市政給水管道和進水管或天然水源不能滿足消防用水量；市政給水管道為枝狀或只有一條進水（二類居住建筑除外），只要符合上述條件之一時均應(yīng)設(shè)置消防水池?！啊陡咭?guī)》7．3．3對水池的容積作了規(guī)定：“當室外給水管網(wǎng)能保證室外消防用水量時，消防水池的有效容積應(yīng)滿足在火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)室內(nèi)消防用水量的要求；當室外給水管網(wǎng)不能保證室外消防用水時時，消防水池的有效容量應(yīng)滿足火災(zāi)延續(xù)時間以內(nèi)消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求?！耙恍┑胤结槍@兩條規(guī)定，卻有不同的設(shè)計方法。
在福州地區(qū)，室內(nèi)及室外消防用水量均儲存了消防水池中，原因是市自來水公司無法保證市政供水的安全性，這顯然會增大消防水池的容積。如每一幢高層建筑均要把室內(nèi)及室外消防用水量儲存在消防水池，那將會造成很大的浪費，筆者認為是不可取的。
廈門地區(qū)是當室外給水管網(wǎng)能保證室外消防用水時，消防水池只滿足室內(nèi)消防用水量。一般做法為：從市政引兩根進水管構(gòu)成室外環(huán)狀供水，以保證室外供水的安全性，消防水池設(shè)在地下室，只考慮室內(nèi)消防用水量，但不允許考慮火災(zāi)時水池的補水量（規(guī)范沒有作明確規(guī)定）。故筆者認為這種做法不妥，這樣導(dǎo)致一幢高層公共建筑地下室一般都儲存了四、五百噸的消防用水，一般占地均有二百多平方米。像廈門國際會展中心，地下室儲存了2600噸的消防用水，水池占地890平方米，筆者認為這種做法很不經(jīng)濟，僅工程造價就增上百萬元；同時又增大管理的難度，如要清洗，定期換水等，又造成水資源的浪費；如果消防用水和生活用水合建水池，那必然會造成生活二次供水的水質(zhì)污染。所以筆者認為既要保證消防安全，又要降低工程造價及管理方便，首先要加強自來水公司的責任度，保證城市環(huán)狀供水的安全可靠性，然后適當加大高層建筑的進水管，使得進水管在保證高層建筑的室外消防用水量的同時能夠在火災(zāi)時補充消防水池的水量。這樣經(jīng)計算可以適當減少消防水池的容積，達到經(jīng)濟合理。同時筆者建議鄰近高層建筑共用消防水池，對這一點希望有關(guān)市政部門能夠牽頭，對共用水池進行合理地管理，這也需要有關(guān)部門進行合理公正的規(guī)劃控制。
香港在這一點上值得我們學(xué)習(xí)，香港的建的消防水池就很小，相當于一個水泵吸水井，容量一般不超過50噸，他們只保證初期火災(zāi)的用水量，中、后期火災(zāi)的用水量直接靠市政管道的供給，大廈本身只提供提升設(shè)備及市政管道的接口，在高層建筑林立的香港就可節(jié)約了很多的建筑面積供各種用途使用，我們應(yīng)向這一方面學(xué)習(xí)與借鑒。
四、消防給水系統(tǒng)的形式
對高層建筑消火栓給水系統(tǒng)形式的選擇，首先我們應(yīng)保證系統(tǒng)的安全可靠性，其次我們應(yīng)盡量選用經(jīng)濟合理的供水形式。
按服務(wù)范圍分：獨立的消防給水系統(tǒng)和區(qū)域集中的消防給水系統(tǒng)筆者建議盡量采用區(qū)域集中的消防給水系統(tǒng)就如上述所講：鄰近高層建筑共用消防水池，但這往往得不到推廣。主要原因是各開發(fā)商不能協(xié)調(diào)好，這就要求有關(guān)部門能夠牽頭，共同解決管理及費用的問題，使幾方面都能夠接受。
按高度來分：分區(qū)水和不分共給水
當消火栓栓口的靜水壓力不大于0．80MPa時，采用不分區(qū)給水形式，當消火栓栓口的靜水壓力大于0．80MPa時，采用分區(qū)給水形式。分區(qū)供水方式又包括：并聯(lián)分區(qū)供水方式；串聯(lián)分區(qū)供水方式；減壓閥分區(qū)供水方式。
關(guān)聯(lián)分區(qū)供水方式：各個分區(qū)互不干擾，自成體系，對系統(tǒng)更加安全可靠，但造價高，維護管理較困難。
串聯(lián)分共供水方式：各區(qū)水泵壓力相近或相同，不需高壓泵，高壓管；但水泵分散，管理困難同樣造價高。
阿勒泰二級水電站位于新疆阿勒泰地區(qū)克蘭河上，為引水式電站，1982年建成發(fā)電。原方案設(shè)計上游水位936m，下游水位883.6m，水泥管直徑1.2m，長度222m。壓力管一管二機，岔管直徑800mm。前池有市自來水公司的取水口，尾水出口是T型。電站總裝機容量為4×800kW，水輪機型號為HL220—WJ—50，設(shè)計水頭50m，最小水頭49m，最大水頭52m，額定出力870kW，設(shè)計流量2m3/s，額定轉(zhuǎn)速1000r/min，飛逸轉(zhuǎn)速2040r/min，機組利用小時數(shù)6846h，保證出力600kW。發(fā)電機型號為SFW118/44—6，額定功率800kW，額定電壓6.3kV，額定電流91.7A，額定轉(zhuǎn)速1000r/min，滿載勵磁電壓38V，滿載勵磁電流330A，絕緣等級為B級，頻率50Hz，相數(shù)為3相，功率因數(shù)0.8(滯后)，定子接法為Y型。機組整體結(jié)構(gòu)為三支點結(jié)構(gòu)，水輪機通過聯(lián)軸器與發(fā)電機連接。
2二級水電站存在的問題
(1)電站自建成投運以來，引水渠道長4.56km，基本沿山坡布置，臨外坡為懸空狀態(tài)，采用填方渠道，其中2.5km渠道滲漏嚴重，每年都要大、小維修多次，維護費用較大，發(fā)電效率低。(2)電站壓力鋼管為覆土埋設(shè)，內(nèi)徑1.2m，長186m，受當時技術(shù)、工藝水平的制約，防腐處理措施不夠，銹蝕嚴重，經(jīng)現(xiàn)場實測局部厚度僅為8mm，比原設(shè)計12mm銹蝕3～5mm。由于年久失修，在20世紀90年代，3、4號機組壓力管道曾出現(xiàn)過爆管現(xiàn)象，給電站的安全運行帶來了一定的隱患。(3)尾水渠采用T型，長度為300m。由于多年疏于維護，尾水渠產(chǎn)生了淤積，致使電站運行尾水位抬高，降低了有效使用水頭，影響了機組出力。(4)原水輪機型號為HL220—WJ—50，套用定型產(chǎn)品，不能滿足電站水工設(shè)計要求，存在機型老化、運行工況嚴重偏離、制造工藝落后等(機組實際出力700kW)一系列問題，造成水輪機氣蝕嚴重、效率低下、振動噪音大、出力不足。(5)由于地域關(guān)系，河道泥沙含量較大，水輪機蝸殼、導(dǎo)葉、頂蓋、底環(huán)等過流部件磨損嚴重，經(jīng)測量蝸殼局部厚度僅8～9mm，比原設(shè)計少4～5mm。密封結(jié)構(gòu)未考慮多泥沙河流運行的實際情況，漏水量大，無法正常使用。(6)機組制動方式為老式單側(cè)人工手動操作，無法滿足安全運行的需求。(7)原電機設(shè)計、工藝水平落后，機組絕緣等級為B級，電機絕緣等部件已接近使用年限，存在較大的安全隱患。
3二級水電站技術(shù)方案設(shè)計的選擇
根據(jù)水工建筑目前現(xiàn)狀和河道來水量水文資料以及上、下游流量變化情況，經(jīng)復(fù)核計算，確定對水輪機、發(fā)電機等部件進行系統(tǒng)改造，使原機組單機容量從700kW提高到900kW，發(fā)電量提高29%左右。
3.1機組參數(shù)的選
根據(jù)電站實測參數(shù)，阿勒泰二級電站毛水頭為52.4m?？紤]到本次改造水工部分的改進，水頭與流量均有一定的富余，新機組設(shè)計水頭按51m、引用流量按2.5m3/s進行設(shè)計計算。改造時充分考慮了電站吸出高度、引用流量、結(jié)構(gòu)尺寸、布置形式、水力參數(shù)等各項技術(shù)指標的匹配性(見表1)。
3.2水輪機改造
根據(jù)電站現(xiàn)有水力參數(shù)，適合本次電站改造用的轉(zhuǎn)輪有D74、A551、D41、A616等。通過對比，A616機組具有效率高、氣蝕性能好、超發(fā)能力強、運行范圍大等特點，故推薦采用A616轉(zhuǎn)輪。(1)電站水工建筑前期改造升級完后，水頭及流量均比以前有所增加，本次新轉(zhuǎn)輪制造在滿足現(xiàn)有結(jié)構(gòu)尺寸空間的前提下，通過選用性能優(yōu)良的模型轉(zhuǎn)輪達到了增容增效的目的;新轉(zhuǎn)輪在選型上留有較大的余量，沒有過于追求水輪機效率，采用效率修正－2%，可保證增容出力要求。(2)針對電站泥沙含量較大的問題，轉(zhuǎn)輪葉片及下環(huán)采用性能優(yōu)良的0Cr13Ni5Mo不銹鋼材料制作，并在轉(zhuǎn)輪上冠處開設(shè)減壓孔以減小推力軸承所承擔的水推力。(3)機組尾水部分采用無尾水接管結(jié)構(gòu)，通過變徑尾水彎管直接與尾水錐管進行連接，減少了電站的改造費用。(4)蝸殼、導(dǎo)水機構(gòu)、密封等部件重新進行制作。頂蓋、底環(huán)及導(dǎo)葉配合部位加設(shè)不銹鋼抗磨板，提高其抗磨蝕能力。導(dǎo)葉軸承套采用新型高分子材料制作，該軸承使用溫度為－50～110℃之間，老化壽命大于50a，最大靜載荷可達70MPa，具有耐磨程度高、承載能力大、拆裝方便等特點。(5)由于電站泥沙含量較大，密封磨損嚴重，本次改造密封采用間隙、迷宮加盤根的多密封結(jié)構(gòu)，有效地控制了機組漏水量(見圖1)圖1密封改造示意(6)剎車裝置采用油剎方式，通過制動器與調(diào)速器之間的管路連接，實現(xiàn)對機組的制動。
3.3發(fā)電機改造
(1)更換定、轉(zhuǎn)子線圈。線圈按F級制作，原B級允許溫升80K，F(xiàn)級為105K。另外，通過更換絕緣材料，提高發(fā)電機絕緣耐熱溫度，達到增容改造的目的。(2)定子線圈雙層疊繞組結(jié)構(gòu)，F(xiàn)級絕緣，導(dǎo)線采用單絲雙膜優(yōu)質(zhì)薄膜自粘性銅扁線(原機組采用玻璃絲線)，對地絕緣為環(huán)氧云母帶連續(xù)絕緣，并經(jīng)熱模壓成型，再經(jīng)防電暈工藝處理;整體機械強度好，絕緣性能優(yōu)良，增加了定子線圈匝間可靠性，滿足了電站的使用要求。(3)原發(fā)電機型號為SFW118/44—6，通過計算定子線規(guī)可放大8%，轉(zhuǎn)子線規(guī)可放大9%，如此一來，可有效降低電機溫度，以達到增加容量的目的。(4)轉(zhuǎn)子線圈重新制作時，采用F級絕緣材料，線圈用扁銅帶繞制而成，匝間用環(huán)氧坯布絕緣，首末匝用云母帶及無堿帶加強絕緣，然后與上下絕緣板熱壓成一個整體。(5)通過更換電機定、轉(zhuǎn)子線圈后，發(fā)電機可在原出力基礎(chǔ)上增加10%～15%左右。
4結(jié)語
最初選址在左岸主壩內(nèi)沈北水務(wù)原計量房北側(cè)戧臺處，地面高程為47.2m，理由為:無需三通一平，施工便利，便于日后管理;計量井為鋼筋混凝土池體結(jié)構(gòu)，底板底標高－4.6m，碎石墊層底標高－5.2m。底板面積為4m×4m=16m2，底板及墻壁采用P8抗?jié)B混凝土，井室內(nèi)抹防水砂漿，外側(cè)粘貼SBS卷材防水。由于該處為粉細砂基礎(chǔ)，且受兩側(cè)綠化帶限制，為了減少塌方影響，需設(shè)鋼板樁圍堰，根據(jù)開挖深度選用了長9m、寬0.5m的鋼板樁，管周部位采用4寸鋼管和編織袋支護，排水采取基坑周圍井點降水和強排相結(jié)合辦法，土方開挖采用人機配合方法，當挖到管頂時，發(fā)現(xiàn)靠庫區(qū)水面一側(cè)的管壁四周管涌流沙量較大，沈北水務(wù)原計量房地面出現(xiàn)寬為3cm左右的裂縫，而且鋼板樁也有變形跡象，為了確保施工安全和庫區(qū)正常防汛，經(jīng)分析研究決定在堤南布設(shè)計量井。
2壩南方案(壩下游，兩堤之間80m)
根據(jù)超聲波流量計安裝技術(shù)要求，計量井應(yīng)選擇在上游大于10倍直管徑、下游大于5倍直管徑以內(nèi)無任何閥門、彎頭、變徑等均勻的直管段，安裝點應(yīng)充分遠離閥門、泵、高壓電和變頻器等干擾源，經(jīng)過現(xiàn)場實際開挖踏勘，發(fā)現(xiàn)該段有35m的PCCP預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管和15m鋼管，為此選定在距左岸大堤下游防汛路10m處的鋼管上設(shè)立計量井。由于該處地表水位較高(水面高程46.15m，水深0.5m左右)，主要是兩堤滲水造成的，為此管線兩側(cè)需回填施工平臺和進場路，然后施設(shè)鋼板樁圍堰。當井室開挖設(shè)計底高程時，發(fā)現(xiàn)臨近鋼管線下游的PCCP管承插口處冒水(為了不影響正常供水，本次施工管線是帶水作業(yè)的)，經(jīng)與沈北水務(wù)共同研究，決定在漏點處打樁，重點搶修漏點。土方開挖采用重工長臂反鏟(臂長約為20m)。通過鋼管開孔進人檢查發(fā)現(xiàn)，相鄰兩處的PCCP管承插口處的承口鋼板整園斷裂漏水，斷裂最大寬度為3cm左右，由于現(xiàn)場排水困難(管底與地面高差約為4.5m左右)，承插口處焊接無法完成，為了爭取早日供水，經(jīng)研究:兩堤之間PCCP管全部更換成鋼管，計量井為臨時施工排水基坑，管線兩側(cè)每8m設(shè)一井點排水方案，工期3d，管線搶修后再實施計量井。
3土建施工
3.1鋼板樁圍堰
根據(jù)實地踏勘，井室為粉細砂基礎(chǔ)，且地下水位高，流量大，為了控制塌方和滲水，基坑開挖采用鋼板樁圍堰。從管壁側(cè)開始安裝第一節(jié)，并留5cm左右的安全距離，按順序依次安裝到管壁的另一側(cè)。安裝時應(yīng)檢查鋼板樁的垂直度，鋼板樁距開挖底面不小于2m。槽內(nèi)土方開挖2m左右時，進行鋼板樁第一道主梁加固，距鋼板樁上口邊緣0.5m，材料為20a工字鋼。第二道為管上部位，兩道主梁間距約為2m，管下部位滲漏處理采用4寸鋼管加固并用編織袋堆砌。
3.2排水及基坑滲水量計算
根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，采用鋼板樁圍堰外側(cè)井點排水為主、基坑直排為輔的辦法，由于沒有原設(shè)計圖紙，根據(jù)現(xiàn)場開挖及打井試驗情況勘測，管底高程為－4.5m，地下水位埋深在－16m左右，通過現(xiàn)場打井試驗，采用4寸潛水泵即可控制井內(nèi)水面下降到－4m左右，井距約為7m。
3.3計量井地板及穿管墻壁混凝土止水措施
在綁扎后底板鋼筋上，按底板標高安裝底板鋼制止水環(huán)(20cm寬)，其中底板埋深10cm，預(yù)留10cm埋入墻壁混凝土中。安裝鋼管與墻壁處的止水環(huán)，為了減輕通水鋼管震動對墻壁混凝土產(chǎn)生裂縫，該工程采用兩節(jié)組合式“∩”形環(huán)，節(jié)與節(jié)之間采用螺栓，環(huán)與鋼管之間采用兩道方形橡膠。
3.4計量井防滲處理
3.4.1防滲材料選定原設(shè)計為SBS卷材，根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用聚乙烯丙綸一次成型抗?jié)B防水卷材、多功能膠粉、水泥等混合材料，聚乙烯丙綸一次成型抗?jié)B防水卷材具有以下特點:抗拉強度大、抗?jié)B能力強、耐腐蝕、壽命長、柔性好、易粘貼、重量輕、無毒、使用溫度范圍寬、施工簡單、常溫作業(yè)。規(guī)格為:寬1m，厚1.5mm。3.4.2配合比丙綸卷材專用膠0.5kg，水泥50～75kg，水50kg;調(diào)制方法為:把冷水倒入50kg鐵桶內(nèi)，快速攪拌，倒入膠粉，攪拌5～10min后即可成膠水，然后再倒入水泥攪拌均勻。3.4.3施工工藝利用現(xiàn)場的拆除后模板做一個簡易平臺，寬度應(yīng)超過1.2m，平鋪聚乙烯丙綸卷材，長度可根據(jù)施工方便為宜。然后用小桶盛裝膠液，在平鋪的卷材中心上連續(xù)倒液，用板刷涂抹均勻。卷材黏貼時應(yīng)從混凝土井室側(cè)棱開始，每側(cè)一半，搭接長度為10cm，從上至下，用板刷均勻用力密實卷材與混凝土接觸，背面全部潮濕為宜，膠固時間一般為24h。
3.5土方開挖注意事項
當挖到管上1m左右時，應(yīng)探測實際深度，采用人機配合，另外開挖深度達到底板高程時，應(yīng)快速超挖0.5m左右，并及時回填碎石，以減少流砂進入，并在四角用編織袋砌筑集水坑。
4流量計
4.1流量計選型
由于流量計安裝工況為帶水作業(yè)，根據(jù)考察調(diào)研，采用某公司生產(chǎn)的RISONIC2000(RISONICmodular)外插入式超聲波流量計，其特性參數(shù)詳見表3。RISONIC2000超聲波流量計采用時差法原理來測量多條相互平行聲道上的平均流速，然后換算出瞬時流量和累計水量。沿聲路方向的平均流速是由聲路長、聲路角及正逆向傳播時間決定的(根據(jù)超聲波信號沿水流方向的正向傳播時間t12和逆向傳播時間t21可計算出傳播時間差，然后由設(shè)備根據(jù)該時間差可計算出平均流速Va);參與換算的橫截面積是根據(jù)當前管道形狀參數(shù)計算出來的。累積水量是通過流量的累加計算出來的，即這個累積水量是將每秒鐘的瞬時流量累加計算出來的。
4.2插入式超聲波流量計安裝
關(guān)鍵詞：穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)臨時高壓消防給水系統(tǒng) 穩(wěn)壓泵 高位消防水箱
Abstract: This article mainly discuss the difference between the stabilized high
pressure fire water system and the temporary high pressure fire water
system, it also gives some opinions about the setting of fire water tank。
Key words: Stabilized high pressure fire water system Temporary high pressure
fire water systemPressure maintainess pumpFire water tank
中圖分類號：TU991 文獻標識碼：A文章編號：
一、引言
隨著近年來我國建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，新建、改建、擴建建筑增漲速度很快，這些建筑的室外消防給水系統(tǒng)設(shè)計上一般采用低壓給水系統(tǒng)，而室內(nèi)消防給水系統(tǒng)設(shè)計上因為無條件設(shè)置常高壓消防給水系統(tǒng)或是設(shè)置常高壓消防給水系統(tǒng)成本過高而臨時高壓消防給水系統(tǒng)安全可靠性相對較低等問題而大部分采用了穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)。但是現(xiàn)行主要國家消防規(guī)范沒有明確穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)這個概念，使得設(shè)計師在設(shè)計時缺少相關(guān)的依據(jù)。
二、我國建筑消防給水系統(tǒng)分類
按現(xiàn)行《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50045-95（2005年版）[1]（以下簡稱高規(guī)）規(guī)定，我國建筑消防給水系統(tǒng)按壓力分類有：常高壓、臨時高壓、低壓三種系統(tǒng)。高規(guī)對消防給水系統(tǒng)分類作了解釋同時將穩(wěn)高壓系統(tǒng)劃為了臨時高壓系統(tǒng)，詳見條文解釋7.1.3 條“還有一種情況，目前較廣泛應(yīng)用于消防給水系統(tǒng)，即管網(wǎng)內(nèi)經(jīng)常保持足夠的壓力，壓力由穩(wěn)壓泵或氣壓給水設(shè)備等增壓設(shè)施來保證。在水泵房（站）內(nèi)設(shè)有消防水泵，在火災(zāi)時啟動消防水泵，使管網(wǎng)的壓力滿足消防水壓的要求，此情況也叫臨時高壓消防給水系統(tǒng)”?！督ㄖO(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006（以下簡稱低規(guī)）[2]《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB 50084—2001（2005 年版）[3]（以下簡稱噴規(guī)）雖未對系統(tǒng)分類作規(guī)定，但三本規(guī)范均為國家公安部主編建設(shè)部批準的，對其中的系統(tǒng)分類規(guī)定應(yīng)該是相同的，即穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)屬于臨時高壓消防給水系統(tǒng)的一種。
三、穩(wěn)高壓與臨時高壓消防給水系統(tǒng)區(qū)別
筆者對高、低、噴規(guī)將穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)劃為臨時高壓消防給水系統(tǒng)存在異議，因為兩系統(tǒng)之間存在如下主要區(qū)別：
臨時高壓消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)內(nèi)最不利點平時水壓和流量不滿足滅火的需要，在水泵房（站）內(nèi)設(shè)有消防水泵，在火災(zāi)時啟動消防水泵，使管網(wǎng)內(nèi)的壓力和流量達到滅火時的要求的系統(tǒng)；而穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)的管網(wǎng)內(nèi)平時是充滿有壓水的，當系統(tǒng)管網(wǎng)壓力由于漏水及其它原因下降至設(shè)定的低壓啟泵值后穩(wěn)壓泵就會啟動開始向管網(wǎng)內(nèi)注入壓力水直到管網(wǎng)壓力上升到設(shè)定的高壓停泵值后停泵，此時到穩(wěn)壓泵下一次啟動期間管網(wǎng)的壓力將由氣壓罐維持，在消防主泵啟動前完全能滿足管網(wǎng)內(nèi)最不利點消防壓力需要。
臨時高壓消防給水系統(tǒng)有3種啟動水泵方式：泵房手動啟動、由消防控制中心發(fā)出信號啟泵、由消火栓箱處的啟泵按鈕啟動（消火栓系統(tǒng)）以及壓力開關(guān)等信號啟動（自動噴水滅火系統(tǒng)）。而穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)除以上3種啟泵方式外還可由壓力聯(lián)動裝置來啟動消防主泵，因此更能可靠地保證火災(zāi)發(fā)生后消防系統(tǒng)能立即進入到工作狀態(tài)。
由此可見在消防主泵啟動前穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)與臨時高壓消防給水系統(tǒng)是有本質(zhì)上的區(qū)別的，其可靠性遠遠大于后者，所以應(yīng)跟臨時高壓消防給水系統(tǒng)區(qū)分開來獨立分為一種系統(tǒng)，即消防給水系統(tǒng)應(yīng)分為常高壓、穩(wěn)高壓、臨時高壓、低壓四種系統(tǒng)。實際上國外工程公司經(jīng)常按照穩(wěn)高壓或常高壓消防給水系統(tǒng)設(shè)計工程[4], 同時國內(nèi)也有地方和行業(yè)開始將穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)概念列入消防設(shè)計規(guī)范中，其中有上海市建交委批準的上海市《民用建筑水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程》DGJ08-94-2007[5]（以下簡稱上民規(guī)）以及住房與城鄉(xiāng)建筑批準的《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》GB50160-2008[6]（以下簡稱石防規(guī)）都對穩(wěn)高壓系統(tǒng)的“身份” 予以了確認，其中上明規(guī)定義“消防給水管網(wǎng)中平時由穩(wěn)壓設(shè)施保持系統(tǒng)中最不利點的水壓以滿足滅火時的需要，系統(tǒng)中設(shè)有消防泵的消防給水系統(tǒng)。在滅火時，由壓力聯(lián)動裝置啟動消防泵，使管網(wǎng)中最不利點的水壓和流量達到滅火的要求”; 石防規(guī)定義為“采用穩(wěn)壓泵維持管網(wǎng)的消防水壓力大于或等于0.7Mpa的消防給水系統(tǒng)”。兩規(guī)范對穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)定義基本相同，只是石防規(guī)定義沒上民規(guī)詳細，同時由于行業(yè)的需要規(guī)定了系統(tǒng)的壓力不小0.7Mpa。
四、穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)高位消防水箱的設(shè)置
對于穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)高位消防水箱的設(shè)置問題，上明規(guī)（6.5.2條）規(guī)定設(shè)穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)的多層建筑可不設(shè)置高位消防水箱，而石防規(guī)未對穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)的高位消防水箱設(shè)置作規(guī)定并指出未作規(guī)定部分見國家規(guī)范要求（即按臨時高壓系統(tǒng)要求設(shè)置）。而低規(guī)第8.44條、高規(guī)第7.4.7 條及噴規(guī)第10.3.1條都規(guī)定采用臨時高壓給水系統(tǒng)時應(yīng)設(shè)高位消防水箱，儲存火災(zāi)前期10min 的消防用水量，由此可見對于高位消防水箱的設(shè)置各規(guī)范規(guī)定都不一樣。
由于穩(wěn)壓系統(tǒng)的存在，消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)平時都充滿有壓水，且壓力一般都高過高位水箱水重力產(chǎn)生的靜壓力，所以高位水箱的水無法通過重力自行進入消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)中，而只為穩(wěn)壓系統(tǒng)（穩(wěn)壓設(shè)備設(shè)置在高位）提供用水，這跟穩(wěn)壓系統(tǒng)（穩(wěn)壓設(shè)備設(shè)置在低位）由消防水池提供用水作用一樣，從這點來看穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)的高位消防水箱可以不應(yīng)設(shè)置。只有當穩(wěn)壓系統(tǒng)失效（實際上此時系統(tǒng)變?yōu)榱伺R時高壓系統(tǒng)）系統(tǒng)管網(wǎng)壓力低于高位水箱水重力產(chǎn)生的靜壓力時高位消防水箱的水才能通過重力作用自行進入到消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)中。由此可見在穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)中，高位消防水箱的作用被大大削弱了，且在實際工程設(shè)計中經(jīng)常會遇到一些特殊建筑，如筆者之前設(shè)計的一些廠房、物流倉庫、高架地鐵站等建筑，其屋面多為鋼結(jié)構(gòu)屋面，結(jié)構(gòu)承重較小且為斜屋面或是弧形屋面，導(dǎo)致高位消防水箱設(shè)置非常困難。綜合以上各點，筆者認為穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)宜結(jié)合工程具體情況設(shè)置高位消防水箱，即在受條件限制時可以不設(shè)，但在有條件的情況下還是應(yīng)該設(shè)置，畢竟高位消防水箱重力供水可靠性是很高的。
五、結(jié)束語
穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)因其較低的造價（與高壓消防給水系統(tǒng)比）和高度的可靠性（與臨時高壓消防給水系統(tǒng)比）在工程消防設(shè)計中獲得廣泛的應(yīng)用。但其概念一直沒被國家規(guī)范所認可，雖然在一些地方和行業(yè)規(guī)范里面得到了認可，但地方和行業(yè)規(guī)范都有其地域或是行業(yè)的限制而適應(yīng)范圍很有限，而國內(nèi)工程消防設(shè)計的主要依據(jù)還是高、低、噴規(guī)等國家消防規(guī)范。因此筆者希望國家消防規(guī)范在后續(xù)的修訂過程中能將穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)從臨時高壓消防給水系統(tǒng)中獨立出來成為單獨的一種消防給水系統(tǒng)，同時增加穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)宜設(shè)置高位消防水箱以及其它一些相關(guān)的規(guī)定。
參考文獻：
[1]：《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50045-95（2005年版）
[2]：《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006
[3]：《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB 50084—2001（2005 年版）
[4]：許曉敏.國內(nèi)外化工廠水消防系統(tǒng)設(shè)計比較《工業(yè)用水與廢水》2003.05期
