高層民用建筑消防給水設計中的問題探討

蘇茵

摘 要:通過對5高層民用建筑設計防火規范6的學習、應用，并結合本人多年的設計體會,提出了消火栓的數量、水泵接合器的數量,屋頂消防水箱，地下室排水，以及消防給水系統等問題，在設計中既要考慮到控火及滅火的安全性，又要考慮到投資的合理性。對高層民建消防作了有益探討。

關鍵詞:消火栓；水泵接合器；屋頂水箱；消防排水；用水量

中圖分類號：TU998文獻標識碼： A

一、室外消防栓的數量確定

《高規》第 7.3.6 條規定：“室外消火栓的數量應按本規范第 7.2.2 條規定的室外消火栓用水量經計算確定， 每個消火檢的用水量應為 10～15L/s”， 但是《高規》的《條文說明》是這樣解釋：“室外消火栓的數量應保證供應建筑物需要的滅火用水量, 其中包括室內、室外兩部分?！笔彝庀鹚ㄊ鞘彝庀烙盟∷?， 應按室外管網來考慮。因為， 室外管網供水流量一旦確定，即使設置再多的室外消火栓， 其室外消火栓所能取得的水量總和也就是室外管網供水總量。當設計把室外消防用水儲存在室內消防池時， 室外管網一般就按室外消防用水量來確定, 所以室外消火栓的數量應按室外消防用水量經計算確定。但是《高規》第 7.4.5.3 規定“水泵接合器應設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?！睆倪@個規定可以看出，水泵接合器的 15～40 米范圍內在一般情況下要設置室外消火栓。因此， 在工程設計中， 布置水泵接合器時， 要考慮其相對集中，以利于與經計算的室外消火栓數量對應， 一旦設計中有較多的室內消防系統要較多水泵接合器， 且分散布置時， 則需要適當增設“額外”的室外消火栓。

二、水泵接合器數量的確定

水泵接合器的主要用途是當室內消防水泵發生故障或遇大火室內消防用水不足時， 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消防給水管網,供滅火使用?！陡咭帯?.4.5.1 條規定:“消防水泵接合器的數量應按室內消防用水量經計算確定, 每個水泵接合器的流量應按 10～15L/s 計算?！边@里指明水泵接合器的數量是按室內消防用水量經計算確定。在這一點上某些特殊情況下是不好照搬。我們從水泵接分器的用途不難知道，水泵接分器是消防車從室外消火栓取水來增補室內消防用水不足的接口。如果室外消防用水量遠遠小于室內消防用水量時， 水泵接合器設置較多是沒有意義的。因此, 在一些建筑設計中應對一些滅火系統可以適當減少水泵接合器的數量, 可分設置 3～5 個就足夠了; 而對消火栓系統應重點保證， 故水泵接合器的數量按室內消防用水量計算的同時應考慮室外供水能力綜合確定， 達到既節省投資成本， 又保證消防安全可靠的目的。

三、消防池容積的確定

消防水池是儲存消防滅火用水的構筑物， 容積的確定關系著滅火的安全性。 《高規》7.3.2 條規定:“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管 ( 二類居住建筑除外)，只要符合上述條件之一時均應設置消防池?！薄陡?/p>

規》7.3.3 條對水池的容積作了規定：“當室外給水管網能保證室外消防用水量時， 消防水池的有效容量應滿足在火災延續時間內室內消防用水量的要求；當室外給水管網不能保證室外消防用水量時，消防水池的有效容量應滿足火災延續時間內室內消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求?！睘榱诉_到既要保證消防安全， 又要降低工程造價及管理方便的目的。首先要加強自來水公司的責任度，保證城市環狀供水的安全性和可靠性。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時補充消防池的水量。這樣經計算可適當減少消防水池的容積， 達到經濟合理。此外， 鄰近高層建筑可共建共用消防水池。

四、消防給水系統的形成

對高層建筑消防栓給水系統形式的選擇， 首先我們應保證系統的安全可靠性， 其次應盡量選用經濟合理的供水形式。按服務范圍分：獨立的消防給水系統和區域集中的消防給水系統建議應盡量采用區域集中的給水系統。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。主要原因是各開發商不能協調好， 這就要求有關部門能夠牽頭， 共同解決管理及費用問題,使各方面都能接受。按高度來分： 分區供水與不分區供水。當消火栓栓口的靜水壓力不大于 0.8MPa 時, 采用不分區供水形式, 當消火栓栓口的靜水壓力小于0.8MPa 時，采用分區供水形式。分區供水方式又包括： 并聯分區供水方式； 串聯分區供水方式；減壓閥分區的供水方式。并聯分區供水方式： 各個分區互不干擾， 自成體系對系統更加安全可靠。但造價高， 維護管理較困難。串聯分區供水方式： 各區水泵壓力相近或相同， 不需高壓泵管， 但水泵分散， 管理困難， 同樣造價高。減壓閥分區的供水方式： 系統簡單、造價低、管理方便。建議采用此種供水方式， 此種方式可以保證經濟安全要求， 維護管理方便， 但對減壓要求較高， 應采用可調式減壓閥， 設定閥后壓力并保持恒定。只要一套水泵、一套水泵接合器、一座水箱、一套電控設備, 可大大降低造價。

五、屋頂消防水箱

目前，很多生產氣壓給水設備的廠家多提出用他們的產品，可以取消屋頂消防水箱。5高規67.4.7規定：當采用臨時高壓給水系統時應設高位消防水箱。5高規67.1.3的條文說明中指出,氣壓給水設備屬臨時高壓給水系統,故而屋頂消防水箱不能取消。如果真要取消則應滿足2個條件：要設有備用電源保證隨時能啟動消防水泵；氣壓水罐須具有一定儲存消防水容積,滿足5高規67.4.7.1的要求。氣壓水罐設的過大很不經濟，且占用地下室泵房面積，實際中很難做到。故建議設計者不要取消屋頂消防水箱，廠家所說的設個小氣壓罐的氣壓給水設備就可以替代屋頂消防水箱的說法是不對的。

六、地下室消防排水

高層建筑地下室應設集水坑,來收集平時沖洗車庫的廢水以及消防時的消防排水。然而規范并沒有明確規定消防排水量的取值,因5高規66.3.3.11只對消防電梯井底排水井容量有要求不應小于2.0m3,排水泵的排水量不應小于10 l/s外,其余都是各設計院都憑自己的經驗來做。如何計算消防排水量將直接影響集水坑設計尺寸以及潛水泵的設計功率,有的設計院是將室內消火栓用水量與噴淋用水量之和作為消防排水量,設計出來的集水坑數量多且很大。趙基興同志編的5建筑給排水實用新技術6第109頁提出消防排水量按消火栓系統流量的50%,自動噴水滅火系統流量的70%來考慮,也許作者是考慮到由于蒸發,截流等因素,認為滅火時不可能消防用水全部流入地下室,有一定的道理。筆者多年設計是按開啟兩個消防水槍的流量10 l/s,加上70%的自動噴水滅火系統流量來計算消防排水量的,因為自動噴水滅火系統的滅火效率很高,絕大部分火災能在初期撲滅,就算火災發生在地下室,此時應該是地下室積水最多的情況,除了蒸發外,幾乎所有消防、噴淋水都流入了地下室,如果開啟了兩只消防水槍與自動噴水滅火系統以后,地下室的大火還沒撲滅,說明地下室已燒得不成樣子,積點水也無妨，所以消防排水按70%的自動噴水滅火系統流量,加上兩只消防水槍的流量來計算是適中的,沒有必要再放大。按儲存5min的消防排水量來設計集水坑的數量與尺寸,潛水泵的總流量也按上述方法計算所得的消防排水量來考慮既滿足要求,也不致于浪費投資。

七、消防水泵

消防水泵常用離心泵,因為離心泵具有體積小、重量輕、發動快、供水連續,能自動調節流量等優點：

(1)離心泵的構造及工作原理離心泵是由葉輪、葉片、泵軸、泵殼、吸水管和壓水管等主要部件構成的.泵軸一端接驅動旋轉的原動機。原動機有電動機和內燃機(消防車上水泵的原動機就是汽車上的內燃機)。離心泵的工作過程是靠離心力進行的.在原動機啟動以前必須將離心泵和吸水管內灌滿水。當原動機通過泵軸帶動葉輪旋轉時，葉片迫使水隨著葉輪旋轉在離心力的作用下，水由中心甩向外圈，并以高速從葉輪流出而后拋人壓水管中由于葉輪內部構成稀薄空間使吸水管內造成負壓作用在水面上的大氣壓力迫使水沿吸水管上升，充滿稀薄空間.這樣連續工作就使水不斷地由水源壓至用水點。

(2)消防水泵的并聯和串聯。

消防水泵的并聯兩臺或兩臺以上的水泵通過公共輸水管向滅火設備輸水，稱為水泵的并聯。消防水泵并聯的目的是為了增加出水量，并聯水泵的出口壓力應基本相同，最好是同型號，使水泵工作保持穩定.出口壓力相差很大的水泵并聯，將引起出口壓力較小的水泵產生不正常工作，甚至發生故障或損壞水泵并聯的特點是同一揚程下流量的疊加，但不是單個水泵獨立工作時的流量的簡單加倍，并聯工作時總的流量增加但每臺泵的流量比單獨工作時的流量小，水泵并聯臺數越多，每臺泵在其中發揮的作用就越小，因此，并聯的臺數不能太多。消防水泵的串聯第一臺水泵出水管連接在第二臺水泵吸水管上，兩臺水泵同時運轉稱為水泵的串聯。水泵串聯的目的是為了增加揚程，如當消防水源地距被保護對象較遠,供水管線較長時，如果采用高揚程的泵來供水，不方便為此常采用設中途加壓泵來滿足壓力要求，串聯水泵不斷將水加壓，輸出的流量則是前一臺水泵輸入的流量，水泵串聯工作時兩臺水泵的出水量相同，否則容量小的一臺將產生過負荷.串聯在后面的水泵應堅固，否則會遭到破壞水泵串聯工作在工程中較少采用，一般如需要高揚程的話,可以選擇多級泵,這樣較為安全。

總之, 以上是筆者對高層建筑消防給水問題的探討,實質上是在滿足消防規范的精神的前提下,既考慮控火及滅火的安全性,又考慮投資的合理性問題.在高層建筑消防給水設計中, 安全可靠是最重要的、但要在保證安全的同時達到經濟合理、盡量節省投資, 便得維修管理方便, 有許多問題值得探討。只有這樣才能把工程做的更完善。