小高层住宅小区给水系统中的二次给水方式设计探讨
1前言
某商住楼由五栋10-15层的小高层建筑组成。其地下1层为车库以及设备用房；1、2层为卫生院、会所、商场等；3层为管道转换层；4层以上为标准层住宅。住宅每层面积650m2，六个单元，共计300户。该小区总建筑面积为32000m2，建筑高度为48.50m。
2、小高层住宅小区给水系统给水设计
2.1用水量及水源
该小区地下室及裙楼较高日用水量为60m3，塔楼(住宅)部分300m3，总计360m3。水源为自来水，即从小区南边的市政自来水干管引入一根DN200mm给水管，接入地下1层的生活贮水池(100m3)和消防贮水池(367m3)作为本小区室内生活、消防给水水源。天面设置18m3的消防水箱一个，以保证消防初期的用水。
2.2小高层住宅小区给水系统给水方式
小区公共生活、住宅及消防用水均分开设置，其中生活给水分两个系统。低区给水系统供应地下1层至地上3层的公共用水，设水表单独计量，由城市自来水管网直接供水，以便充分利用城市管网的水压。四层及以上楼层给水采用变频调速水泵给水系统。
考虑到四层及以上楼层给水系统无调节水箱，故加压泵按用水秒流量选型。水泵运行时，在变频调速的同时有多种流量组合以适应不同用水量的变化，选用三台主泵、两台小泵配一小型气压罐。三台主泵二用(其中一台恒速，一台变速)一备，变频调速装置可以在几台主泵之间互相切换。夜间小流量时启动小泵与气压罐共同供应生活用水，以节省供水能耗。
为使住宅给水系统竖向分区的水压分布均匀，在四层及以上楼层给水分区的四-六层水表前的横支管上，设置新型的可调节式减压阀，把给水压力控制在设定的范围内，避免部分楼层的超压现象，保证给水系统的正常运行和使用。
3、小高层住宅小区给水系统设计
本高层住宅区采用区域集中的室内临时高压气体顶压消防给水设备系统，消防泵房(与生活泵房合用)设于地下一层，消防贮水池容积为367m3，储存2h的室内消火栓用水量270m3和1h喷淋用水量97m3。在十五层塔楼屋顶设有初期(10min)消防用水量18m3。天面消防水池用水由生活水泵供给。
3.1消火栓给水系统
室内消火栓用水量为10L/s，室外消火栓用水量为15L/s，火灾延续时间按2.0h设计。系统基本流程为：消防专用贮水池→消防泵→总分配管和环状干管→各栋塔楼的消防环状管网。
每栋建筑的气体顶压消防给水设备系统消火栓栓口静水压不大于0.8MPa。管道在负一层、三层设备层和天面均连成环状。消防泵(一用一备)的输水管在水泵房外形成环状，分别与管网相连，其开启由消防箱上的碎玻璃按钮或消防中心控制，以此来保证在火警时能使任何一个消火栓有足够的水压和水量。
当消火栓栓口出水压力超过0.5MPa时，设置不锈钢孔板减压。
消火栓的布置应确保同层相邻两个消火栓水枪的水柱能同时到达室内任何部位。消火栓箱采用铝合金箱，箱内配置：碎玻璃按钮一个；警报器一个；指示灯一个；DN65mm消火栓一个；麻质衬胶水带一条，L=25m；φ19mm×65mm直流铝合金水枪一支；同时还配有供内部人员扑救初期火灾的自救式小口径(内径φ19mm)胶管圈盘一套，喷嘴口径为φ8mm，胶管长25米。箱体尺寸（mm）L×W×H=1100×650×240。
在首层消防通道附近设有两套消防水泵接合器，以便消防车利用室外消火栓取水直接救援。
3.2自动喷水灭火系统
按照《自动喷水灭火系统设计规范》的规定，本工程火灾危险等级属于中危险级，喷淋系统的用水量为27L/s。在裙楼卫生院、商场、会所、地下车库以及住宅层的走道、前室等均设自动喷水灭火设备。系统采用玻璃球喷头，除厨房喷头动作温度为93℃外，其余部位喷头动作温度为68℃，每个喷头保护面积不大于12.5m2。在裙楼自动扶梯周围的防火卷帘处设加密闭式喷头，其间距为2.0m。
根据建筑高度和每个报警阀控制的喷头数不超过800个以及系统管网内的工作压力不大于1.2MPa的原则进行垂直和水平分区。地下车库分为三个区：首层分为两个区；二层分为两个区。每区各设置一组报警阀。
气体顶压消防给水设备系统设置两台喷淋主泵，一用一备，其开启由湿式报警阀上的压力开关控制或消防中心控制，1h后自动停泵。平时管网由全自动气压供水稳压设备补压，以保证系统较不利喷头的水压不小于0.10MPa。
3.3灭火设备
地下一层发电机房采用全淹没CO2灭火系统，灭火剂设计浓度为58%。地下车库、发电机房、变配电房、商场、电梯机房等处设置移动式灭火设备，按中危险级A类火灾设计。
4小结
（1）小区采用变频调速供水新工艺新设备，既节约能源又防止二次污染。生活给水系统取消了屋顶水箱，减少结构荷载，节省投资。
（2）“水表出户”。每层设集中水表间，使检修维护方便，抄表计费集中，节省时间，并减轻劳动强度，方便日后的物业管理。
（3）采用新型给水管材。住宅厨房、卫生间冷热水管使用铝塑复合管，铝塑复合管防腐蚀、耐高温、运输和施工方便，是替代传统镀锌钢管的良好给水管材。
（4）为使住宅给水系统竖向分区的水压分布均匀，在给水分区的较低三层横支管上设置新型的可调节式减压阀，把水压控制在设定的范围内，避免部分楼层的超压现象，保证系统的正常运行和使用。
（5）在气体顶压消防给水设备系统中，消火栓系统在泵房形成环状，保证了系统供水的安全性和可靠性。自动喷淋系统根据喷头数量和功能分区，采用不同的报警阀控制，方便日后的物业管理。
小高层住宅小区给水系统概述:
小高层住宅小区给水系统是根据消防要求自主开发的一套符合标准的高科技产品， 符合国家消防行业标准GA30.4规定的十分钟火灾初期的灭火用水量和充实水柱的技术要求。该产品在结构上采取了标准化的设计，结构紧凑，使得安装维护更加简便，从而也减少了占地面积。其控制性能和可靠性能也有着显著提高。
适用范围: 该产品适用于写字楼、宾馆、体育馆、住宅小区、热电厂、仓库等公共建筑的消防给水系统。
小高层住宅小区给水系统特点
◎ 设备体积小，占地面积小，只有普通气压罐的1/3-1/2
◎ 设计采用模块化、集装化设计，施工费用低
◎ 灭火效果好，水量充沛
◎ 设备运行稳定，供水压力恒定、使用维护方便
◎ 安全性能好 气瓶采用优质材料特殊工艺加工而成，安全耐用
◎ 可靠性高 采用微机控制技术和UPS技术，设备具有自诊断功能和手动、自动、联动功能和火灾报警、故障声光报警功能以及自动巡检功能。
小高层住宅小区给水系统技术参数
◎ 消防工作流量5L/S-60L/S
◎ 消防工作压力0.4MPa-1.6MPa
◎ 设备有效水容积3m3-36m3
小高层住宅小区给水系统工作原理
本设备主要有控制柜，稳压泵，稳压空压机，集装装置，电接点压力表，顶压装置，气压罐等设备组成。
其特征在于：气压罐上接有稳压空压机，气压罐上还接有顶压装置，顶压装置接有高压气瓶组（放置在集装装置内），气压罐通过止气装置接稳压泵机组，稳压机组接消防供水管。本实用新型的优点是气室采用高压气瓶单独设立，从而缩小了气压水罐的容积；压缩气体经减压后，实现了恒压供水。
设备运行状态分两种：设备待机稳压运行和设备工作稳压供水
※设备待机稳压运行：
▲ 气压罐稳压
该设备有检测系统实施定时循环检测，并反馈给微处理器。微处理器将检测值与设定值进行比较，并迅速发出动作指令起停水泵和空压机来保证罐内压力。
首先，检测系统检测气压罐内压力值，当罐内压力下降到设定压力值下限时，系统再向液位控制器发出检测指令：
① 当检测到此时水位低于设定水位高度时，立即向补水泵发出启动指令，水泵启动向气压罐内补水，当罐内水位达到设定值时水泵停止。此时系统再次检测气压罐内压力，当压力还是低于设定值时再启动稳压空压机向气压罐内补气以提高压力，当达到设定压力时停止稳压空压机。压力过高时有安全阀泻压。
② 当检测到此时水位高于设定水位高度时，启动稳压空压机向气压罐内补气 以提高压力，当达到设定压力时停止稳压空压机。
▲ 顶压系统保压
在设备待机状态下，系统时刻保证顶压装置能正常启动，气体压力不损失。此过程也由控制系统实施实时监控，检测气瓶组气压值。当气体泄漏，气压低于设备所需压力时，补气空压机开始工作向气瓶组内加压，来保证压力正常。当压力达到设定值时设备停止运转。
此功能改变了以前设备长时间不用，顶压装置气压严重不足的现象。
※ 设备工作稳压运行
当火灾发生时，消防设备投入使用、水压迅速下降。当系统检测到气压罐内压力小于顶压装置设定的压力下限时，控制系统给顶压装置信号，顶压系统动作，气瓶组阀门打开，气瓶内的气体经减压进入气压罐中把罐内存储的水排出，保证了消防系统恒压供水。
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