超高层临时消防系统工法.docx
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超高层临时消防系统工法
超高层临时消防系统施工工法
北京建工四建工程建设有限公司
孙忠王伟蔡斌谢明泉杨玉涛
1.前言
超高层建筑施工过程中的防火、救火问题近年来备受关注。
因在建超高层建筑正式的消火栓系统尚未投入使用,更没有自动报警与水喷淋系统,防火分区尚未分隔完成,所以其防火功能非常薄弱。
本工法结合海南大厦工程,对超高层建筑施工过程中的临时消防系统进行系统的总结,归纳其设置、安装、使用、拆除等过程中各专业的工艺做法、试验调试及管理使用,形成一套规范、系统的工法,为类似工程提供借鉴。
2.工法特点
1.设计先行
超高层临时消防系统应参照工程正式消火栓系统设计进行分区,并结合工程结构施工实际需要,确定各分区的消防立管总长及选用水泵的扬程,进而进行消防给水管网的整体布置,优化临时消防系统的设计方案。
2.优化自动控制系统
超高层临时消防系统除应科学设计给水管网,尚应对该系统使用的可靠性、方便性、及时性加以综合考虑,合理布置临电电路、自动控制系统线路,使系统在日常使用、维护及遇到火情时,可以及时启动,起到切实的防火、灭火作用。
3.分步实施、无缝衔接
临时消防系统随主体结构施工顺次进行,依次完成各分区管网,同时上部管网仍随结构跟进,确保整栋楼体的临时消防系统做到在先行施工的核心筒部位,各个楼层、各个施工阶段的全面覆盖。
3.适用范围
该工法主要适用于高层及超高层框架——核心筒结构、筒中筒结构的消防、施工用水供给,且适应于该类结构需要内外筒先后施工的工艺特点。
4.工艺原理
1.采用多级消防水泵和多级水箱接力供水,将临水供到200米以上高空,满足施工用水、消防用水以及排污用水的供应。
2.消防水箱设置之前,较低分区消防立管随结构向上延伸,保证先行施工的核心筒部位消防供水。
3.设置自动控制系统线路,控制消防水箱水位上下限,结合人工巡查采用双控管理,确保消防水箱内水量充足,满足消防需要。
5.施工工艺及操作要点
5.1施工流程
临时消防系统分区布置---确定消防立管总长,初估水泵扬程---计算确定用水量及水泵扬程---选用消防水泵---设置消防水泵房---安装消防立管及消火栓系统---设置中转水箱---打压试验---依次安装消防立管、消火栓及水箱,完成各分区临时消防系统设置
5.2临时消防系统布置
5.2.1整体布置
工程临水工程主要包括生活给排水系统、临时施工用给排水系统、临时施工用消防给水系统。
消防给水系统包括室外消防给水、室内消防给水两部分。
现场首层平面生产、生活及消防给水从市政管网接入,沿现场平面施工道路埋地铺设。
施工、消防用水干管采用DN100钢管,现场环形布置每间隔不大于60m左右设置一个消火栓,基础施工期间设10个室外SX100-1.6型消火拴,各消火栓基本形成环形防火网络。
楼层生产、消防给水采用DN100钢管从市政引入总消防水池,通过消防水泵将消防水打压到楼上,结合结构设计的加强层部位,在加强层(17层和31层)设置2级消防水箱和水泵,分级打压将临水供到结构顶部及屋面部位。
结构施工时,将临时消防立管布置在电梯厅位置处,低区供水时,将临时消防立管和水箱布置在外围办公区位置,以减少对装修的影响。
5.2.2水泵布置
主楼和副楼分别设置首层总泵站,直接从市政管网取水,供应现场全部的消防及生产用水。
海南大厦主楼为超高层建筑,设置3级泵站,分别位于首层及17层、31层,首层泵站负责首层至17层(结构施工期间至23层)的消防及生产用水,17层泵站负责17层至31层(结构施工期间至37层)消防及生产用水,31层泵站负责31层至顶层消防及生产用水。
主楼具体泵站配置见下表:
序号
设备位置
设备名称
流量
扬程
数量
备注
负责区域
1
1F水泵房
总消防泵
75m3/h
160m
2台
一备一用
F1-F17
2
17F水泵房
低区消防泵
55m3/h
120m
2台
一备一用
F17-F31
3
31F水泵房
高区消防泵
55m3/h
120m
2台
一备一用
F31-F45
消防水泵平时提供生产用水,当发生火灾时,手动启动消防给水泵。
给水泵房内设置24小时值班人员,保证突发灾情时水泵运转正常。
5.2.3水箱布置:
主、副楼总消防水池均设在施工现场南侧围墙边,保证各自储水量20m3。
主楼三级消防水箱分别设在设在17层、31层、45层楼面,标高分别为69.9m、126.7m,另在45层楼面设置水箱,标高183.2m。
水箱采用2组1.5m×1.5m×3m钢板焊制水箱连通组成。
5.2.4水泵扬程要求:
由于框架——核心筒结构施工采用核心筒先行施工的方法,核心筒结构比外围楼板先施工4-8层。
17层低区消防水箱在楼板施工完毕后放置,此时核心筒结构已施工至23层(按6层高差考虑),楼面标高94.4m。
低区消防泵同时满足结构施工期间消防要求,必须能够将消防用水输送至23层,消火栓设置在楼面1.5m处,低区消防立管最长,总长:
94.4+1.5=95.9m;17层至31层中区消防立管总长:
151.2-69.9=81.3m。
消防水泵扬程应满足在立管顶端最不利消火栓出水后,仍能满足消防扑救的最小要求水压。
5.3临时消防系统计算
5.3.1用水量及管径计算
根据本工程的规模及《建设工程施工现场消防安全技术规范》要求:
现场室内临时总用水量q=15L/s。
管径计算按公式:
d=
=
=0.098(m)
式中:
d—配水管直径(m);
Q—耗水量(L/s);
υ—消防时的水流速度(取υ=2m/s)
现场主管选用ø100焊接铁管。
5.3.2水泵扬程计算
主楼水泵房总消防泵将水输送至17层水箱,17层中区消防泵将水输送至31层水箱,31层高区消防泵将水输送至屋顶层水箱。
5.3.2.1沿程水头损失计算:
根据现场水箱、消火栓布置情况,高、低区消防立管计算高度均为94.3m。
根据《建筑给排水设计手册》6.3-8:
水流速度V=2m/s>1.2m/s,管道单位长度的水头损失:
i=
=0.0107×
=0.85Kpa/m
故沿程水头损失h1=il=0.85×95.9=80.5Kpa≈8.0mH2O
5.3.2.2局部水头损失计算:
因现场生产、消防共用给水管网,故局部水头损失按沿程水头损失的15%计算,即h2=8.0×0.15=1.2mH2O
5.3.2.3消火栓需用压力水头
根据《建筑给排水设计手册》6.2-9及表6.2-15:
按5L/s水枪流量设计,消防水枪充实水柱长度11m,所需水压力为16mH2O;
水带水头损失:
Hd=AdLdq2=0.0043×25×52=2.7mH2O。
5.3.2.4消防立管计算高度为95.9m。
水泵扬程H=8+1.2+16+2.7+95.9=123.8m
5.3.2.5根据计算水泵流量和扬程,选用水泵如下:
160m扬程消防泵2台;
120m扬程消防泵4台。
副楼总高约80m,其水泵房总消防泵将水输送至17层水箱,扬程富余量很大,不再计算,选用水泵如下:
120m扬程消防泵2台。
5.4临时消防系统的实施
5.4.1水箱的设置
水箱应根据结构设计设置在承载力较高的楼层部位,一般设置在结构加强层。
三级水箱分别布置在17层、31层及45层楼内混凝土楼板上,两端架设在梁上,并设置支座,保证简支支撑,支座可采用砌筑100高砖梁设置。
为保证水箱本体及盛满水后的静荷载造成的弯矩较小,需将水箱设置在靠近梁端部位,通过水管连通。
水箱是在结构施工完毕后安装,并在混凝土浇筑7日后注水。
水箱注水通过水泵从下一级水箱抽水供上一级水箱,然后高位水箱下行供给生产及消防用水。
在结构施工时上面水箱尚不能就位,施工用水无法靠水箱供水,在结构施工时用对讲机通知起停水泵供水,确保施工生产、消防用水。
装修施工周期长,材料多,为确保消防供水量充足,在水箱内设置浮球阀,配套弱电控制器及专用电路,连接到首层消防水泵房控制室总控箱,实现消防和生产用水供给的自动控制。
5.4.2消防立管设置
临时消防系统要保留至给排水系统投入使用,消防立管既要考虑到施工、拆卸的方便,又要考虑到将部分工程的施工尤其是机电、装修的影响减少到最小。
结构施工时,将临时消防立管布置在电梯厅位置处,分为供水箱给水立管GL、消防给水立管XL下行2道水管。
为保证检修时正常供水,给水立管GL应设置2根立管。
在高区供水时,应将消防立管设置在核心筒卫生间的清洁间位置,避免影响二次结构墙体的砌筑。
低区供水时,将临时消防立管和水箱布置在外围办公区位置,以减少对装修的影响。
消防立管周围应砌筑内侧500见方、120宽、200高挡水台,内外均抹防水砂浆,并在留洞位置板下抹鹰嘴。
自水箱下行另设置生产给水立管SL,保证生产用水。
结构施工期间消防水与产生用水共用。
5.4.3消火栓及灭火器设置
供水箱给水立管GL、消防给水下行立管XL,均每层设置消火栓。
水箱安装蓄水完毕、下行立管XL全部安装使用后,可将给水立管GL消火栓出口用管箍加堵头封闭。
主楼单层面积约2400㎡,根据高层建筑消防规范的规定,每层设置一处口径为DN65的消火栓。
给水压力应满足消防水枪充实水柱不小于10m,给水压力不能满足要求时,应设置消火栓泵。
在每层楼梯处设置消防水枪、水带及软管,每个设置点不少于2套。
在楼层结构施工阶段主要为混凝土与钢结构,易燃物较装修阶段少,配合采用2套手提灭火器灭火,以满足施工现场消防需要。
灭火器用定型钢筋笼挂起。
并经常检查灭火器的气压。
主楼消防系统立面布置见下图:
消防系统主楼立面布置图
5.5临时消防系统供电
施工现场的消火栓泵应采用专用消防配电线路。
专用消防配电线路应自施工现场总配电箱的总断路器上端接入,且应保持不间断供电。
6.材料与设备
6.1材料准备
6.1.1材料
消防水泵、止回阀、闸阀、钢制水箱、DN100钢管、DN20阀门、DN65的消火栓、枪口ø19外套丝铝质消火栓、活动消防箱、干粉灭火器、水带。
6.1.2验收要求
管道安装完毕,需进行冲洗和打压试验,试验压力为1.6Mpa;保持10min以上。
6.2机具准备
交流手工500A电焊机;麻绳,扳手,标准钢卷尺,线坠。
7.质量控制
7.1施工阶段
7.1.1严格按消防方案进行管道水龙头的布置安装。
7.1.2钢管及管件的材质必须符合管家相关规范要求,应有出厂合格证明和型式检验报告。
管壁内外镀锌均匀,无锈蚀、飞刺。
管件无偏扣、乱扣、丝扣不全或角度不准等现象。
7.1.3阀门的规格型号要符合方案要求,承压不小于1.6Mpa。
阀体表面光洁,无裂纹、开关灵活、关闭严密、填料密封完好无渗漏;手轮完整无损坏,具有出场合格证明。
7.1.4管道定位时,必须由测量人员配合,确保定位准确,防止今后因影响其他作业而返工。
管道埋地敷设时,挖沟深度保证在200mm以上,回填时要将砖块、碎石等硬物清除,防止管道受压时损坏。
埋地的管道尽量减少接口,预留三通部位要在图纸上做好标识。
7.1.5管道穿过施工道路时必须加设过路套管,管径要比所穿管道大1个等级,以防受压损坏。
管道支架设置必须规范、牢固。
沿地面敷设的管道,在转弯、三通处要用水泥固定。
7.1.6管道安装完毕,需进行冲洗和打压试验,试验压力为1.6Mpa;保持10min以上。
填写试压记录,经有关部门验收后方可填土隐蔽和通水。
7.2日常使用管理
7.2.1在工程中大量用水的单位,要将对临时用水的使用、管理、排放写入施工组织设计,并且明确分管领导。
7.2.2加强对个人的交底教育,使每人建立节约用水意识,爱护供水设施。
凡发现跑水、漏水情况要立即关闭最近的阀门,并立即汇报。
7.2.3现场用水施工时,要确定班组用水负责人,负责
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