醫院建筑消防設計中幾個問題的探討

周建昌+錢寧亞

【摘 要】通過對高層醫院建筑消防用水量、消防水箱、消防水池、區域消防系統、消火栓系統豎向分區等幾個問題的探討，提出了醫院建筑消防設計中的重點，給出了具體的設計方法、方案，提高了消防設計的合理性、經濟性。

【關鍵詞】醫院 建筑消防 設計 問題 探討

【Abstract】By discussing several issues rise hospital building fire water， fire water tank， fire water， regional fire protection system， fire hydrant system vertical partitioning， the proposed hospital building fire protection design emphasis is given specific design methodology， program to improve the fire protection design is reasonable， economy.

【Key words】Discussion hospital building fire protection design

引 言

醫院建筑的消防系統主要包括室外消火栓系統、室內消火栓系統、室內自動噴水滅火系統、室內滅火器系統、室內氣體滅火系統。有些醫院建筑還涉及到自動掃描射水滅火系統等。

在醫院建筑消防設計中有幾個問題需要重視，下面我們逐一進行分析探討。

一、高層醫院建筑消防用水量

高層醫院建筑屬于一類公共建筑?！陡邔用裼媒ㄖO計防火規范》（GB50045-95-2005年版，以下簡稱《高規》）第7.2.4條規定了高層醫院建筑的消防用水量。

醫院建筑主要包括醫技建筑、門診建筑、病房建筑等。在我們設計的單體醫院建筑中，其功能往往不是單一的，而是將兩種或者三種功能綜合在一個單體中，如門診醫技樓、門診病房樓、醫技病房樓、門診醫技病房綜合樓等等。

有人認為應將具有兩種或者三種功能的醫院建筑劃為綜合樓來考慮，消防用水量應按一類高層綜合建筑來選取，這樣的結果是同等高度的醫院建筑室內、室外消防用水量均各增加了10L/s。筆者認為，這種看法欠妥。因為《高規》明確將醫院作為一類高層建筑的一個特殊類別單列出來，醫院的功能已經包括了醫技、門診、病房、辦公等功能，以上功能都是醫院功能的一部分，雖然可能醫院建筑的名稱叫做“綜合樓”，但是沒有必要將其按綜合樓來看待、覺得增加室內外消防用水量對于醫院建筑更保險了。

二、消防水箱

（一）低層醫院建筑消防水箱

對于低層醫院建筑，有關消防水箱的規定見《建筑設計防火規范》（GB50016-2006，以下簡稱《低規》）第8.6.3條。

在低層建筑中，對于設置常高壓給水系統的建筑物，如能保證最不利點消火栓和自動噴水滅火設備等的水量和水壓，可不設消防水箱。

設置臨時高壓給水系統的建筑物，應設消防水箱或氣壓水罐、水塔，并應符合下列要求：

（1）應在建筑物的最高部位設置重力自流的消防水箱；

（2）室內消防水箱（包括氣壓水罐、水塔、分區給水系統的分區水箱），應儲存10min的消防用水量。當室內消防用水量不超過25L/s，經計算水箱消防儲水量超過12m3時，仍可采用12m3；當室內消防用水量超過25L/s，經計算水箱消防儲水量超過18m3時，仍可采用18m3。

第（1）條明確了需要設置消防水箱的建筑物的消防水箱位置。消防水箱需要設在屋頂消防水箱間內，要高于建筑功能層。對于醫院建筑來說，要高于病房層、門診層或醫技層等功能層。一般來說，消防水箱間位于最高功能層的上一層或屋頂，雖然水箱儲水容積滿足消防要求，但水箱壓力無法滿足消防要求，所以仍然要加消防增穩壓裝置。

第（2）條明確了確定消防水箱儲水容積的原則和方法。

（二）高層醫院建筑消防水箱

1.高層醫院建筑設置消防水箱的條件

對于高層建筑來說，是否應該設置消防水箱，《高規》第7.4.7條規定：采用高壓給水系統時，可不設高位消防水箱。當采用臨時高壓給水系統時，應設高位消防水箱。

很顯然，只有在常高壓給水系統中，才可不設高位消防水箱。而在實際醫院工程實例中，每個醫院院區，無論規模大小，其給水管網要么接自市政給水管網，要么接自自備井，幾乎不可能做成常高壓給水系統。所以，在醫院高層建筑消防設計中，給水系統通常均是臨時高壓給水系統，也就是說，絕大多數情況下必須設置高位消防水箱。

我們在醫院工程設計過程中，曾經遇到過這樣一個實例。某醫院病房樓屋頂原來設有消防水箱，但業主考慮在消防水箱所在屋頂加房間作為休閑層用，想取消位于消防水箱間內的消防水箱。他們認為，在院區水泵房內設有消防給水泵組，再并聯上幾個壓力式氣壓罐，就是常高壓給水系統了，屋頂消防水箱可不設。業主征求我們意見時，我們給出了否定的答案：加上壓力式氣壓罐使系統里保持壓力并不等于整個給水系統就是常高壓了，并且氣壓罐的調節容積十分有限，完全滿足不了消防儲水量的容積要求。

2.高層醫院建筑消防水箱的位置

對于高位消防水箱的設置位置，既然是高位消防水箱，就應放在該建筑的最高處，一般放置在屋頂機房層專用消防水箱間內。消防水箱間不應設置在病房、診室、辦公、手術等功能性房間的上方，一般設置在公共衛生間、庫房、開水間、污洗間等輔助房間的上方。

3.高層醫院建筑消防水箱容積

根據《高規》，高層醫院建筑均為一類高層建筑，其高位消防水箱有效儲水容積為18m3。有些觀點認為消防水箱儲水容積中還應包括自動噴水滅火系統的10min消防用水量，通過對規范規定的理解和對消火栓系統與自動噴水滅火系統兩種系統原理的分析，我們認為這種觀點是不對的。

三、區域消防系統

對于一所醫院尤其是較大型綜合醫院來說，院區內可能有幾棟甚至十幾棟醫用建筑，包括病房樓、門診樓、醫技樓、辦公樓等。這些建筑高度不一、規模不等、功能差別較大，就每個建筑單體而言，可能每棟建筑都需要設置消防水箱和消防增穩壓裝置。但實際上，每個院區一般都很集中，院區內建筑也相距不遠，我們可以把整個院區看作一個區域系統，院區的消防系統可以是一個“區域消防系統”。

既然是一個“區域消防系統”，那么既可以在院區內設置一個消防水泵房、一個消防水池，也可以僅在最不利建筑的頂部設置一個消防水箱和一套消防增穩壓裝置（包括消火栓增穩壓裝置或自動噴淋增穩壓裝置，或者二者兼有）。

如何選取最不利點，或者說最不利建筑呢？一般來說，最不利建筑是院區內最高的建筑。如果院區內有兩座建筑的建筑高度相當，一般可根據其與院區水泵房之間的距離來判斷，距離院區水泵房較遠的建筑為最不利建筑。

以上所說設置一個“區域消防水箱”的前提是整個院區的消防系統（包括消火栓系統和自動噴淋系統）是一套大系統，即滿足：整個區域設置一個消防水泵房、一座消防水池、一套消防給水泵組（包括一套消火栓給水泵組、一套自動噴淋給水泵組等），室外消防給水管網是環狀管網。在選取最不利建筑后，下一步是確定“區域消防水箱”的設計參數。

首先應統計確定院區內每個單體建筑的消防用水量，從中選擇一個最大的消防用水量值作為區域消防用水量，以此來確定“區域消防水箱”的儲水容積。

如果是一個新建院區，院區內建筑比較集中，構建一個“區域消防系統”在技術上是最合理的，在經濟上是最劃算的，在操作上是最容易實現的。如果是老院區，多數建筑已經存在，只是為了醫院發展，新建了一兩座病房樓或門診樓等，則要具體情況具體分析，從技術和經濟上分析“區域消防系統”構建的可行性和合理性。

四、消火栓系統

（一）消火栓系統分區的依據

關于高層建筑消火栓系統豎向分區問題，《高規》第7.4.6.5條規定：消火栓栓口的靜水壓力不應大于1.00MPa，當大于1.00MPa時，應采取分區給水系統。

通過工程實踐我們發現，當前高層醫院建筑的功能設計通常是以下情況：（1）高層醫療綜合樓：包含病房、門診、醫技等全部醫療功能或者是其中的兩種，通常病房部分設置在建筑物的頂部，門診、醫技部分設置在建筑物的底部。一般來說，門診部分在建筑物中的配置位置是高層部分的一層至六層（一般不超過六層），再加上裙房部分，通常是按高層與裙房一致的原則來布置各科室門診。（2）高層門診樓：單一的高層門診樓并不多見。（3）高層病房樓：單一的高層病房樓較常見。

在進行高層醫院建筑消火栓系統設計時，我們應該根據高層醫院建筑的建筑高度并結合其功能布置來做?！陡咭帯分幸幎ㄏ鹚ㄋ诘撵o水壓力大于1.00MPa時，應采取分區給水系統。如果將其理解為建筑高度不超過100m，消火栓系統就不必分區的話，這是不對的。高層醫院建筑消火栓系統還包括屋頂消防水箱間內消火栓增穩壓裝置，消火栓增穩壓裝置會產生20m～30m左右的壓力h2（這部分壓力應通過計算確定），用于保證消火栓系統最不利點的壓力要求。所以在計算消火栓栓口的靜水壓力時，應該考慮加上消火栓增穩壓裝置的壓力h2。把某個消火栓栓口與屋頂消火栓增穩壓裝置之間的高差記作h1，我們計算h=（h1+ h2）值。如果計算到某一層的h值超過1.00MPa了，則這一層及其以下的樓層的消火栓系統和這一層以上樓層的消火栓系統就應該分區了。

通常的高層醫院建筑消火栓系統如果需要豎向分區，分成高區、低區二個區即可。從我們的工程實踐來看，比較普遍的做法是：高層醫院建筑（帶有裙房）的主樓高層超過裙樓高度或樓層的這部分樓層的消火栓系統管網為高區，主樓高層不超過裙樓高度的這部分樓層和裙樓部分消火栓系統管網為低區。

結合上述有關高層醫院建筑的功能位置分析，一般高層病房部分消火栓系統為高區，門診、醫技部分消火栓系統為低區。當然，這只是經驗，一切都應該經過計算，根據h值來確定消火栓系統的分區。

（二）消火栓給水泵組的設置

消火栓系統分區后，消火栓給水泵組應當如何設置呢？下面介紹兩種方案：

（1）高區、低區消火栓給水泵組分別配置一套。兩個區的消火栓泵組單獨從消防水池吸水，單獨向本區消火栓給水管網供水。在選擇消火栓給水泵組時，高區、低區消火栓泵的流量相同，揚程不同。這種方案的優點是高區、低區完全獨立，可靠性高；缺點是造價較高，占空間較大。

（2）高區、低區消火栓給水泵組共同配置一套。消火栓泵組從消防水池吸水，向高區、低區消火栓給水管網供水。在選擇消火栓給水泵組時，消火栓泵的揚程應根據高區確定。當然應在接往低區消火栓給水管網的二條消火栓泵出水管各加減壓閥一個。這種方案的優點是經濟合理，節省空間，可靠性較高。

（三）高層醫院建筑消火栓給水管網的敷設

無論是高區消火栓給水管網還是低區消火栓給水管網，各區均應在橫向、豎向上連成環狀，以保證消防供水的可靠性。高區、低區消火栓橫干管應分別在本區最高層和最底層頂板下敷設。

（四）高層醫院建筑消火栓水泵接合器的設置

水泵接合器的作用是發生火災時供消防車通過它將消防用水輸入室內消火栓給水管網?；诖?，高區、低區消火栓給水管網均應有各自區的水泵接合器。目前國內常用消火栓水泵接合器的流量為10～15L/s，所以一般每個區配置兩臺水泵接合器。消火栓水泵接合器進入室內后，直接和相應分區的消火栓給水環狀管網連接。對于水泵接合器在室外的設置位置，《高規》上有明確規定。

五、消防水池

（一）設置消防水池的條件

消防水池在醫院建筑消防系統中占有很重要的地位。形象地說，消防水池就是醫院建筑消防系統的“彈藥庫”，沒有消防水池的儲水，建筑消防系統就完全失效了。

對于什么情況下設置消防水池，《高規》第9.4.1條做了以下規定：

（1）當生產、生活用水量達到最大時，市政給水管道、進水管或天然水源不能滿足室內外消防用水量；

（2）市政給水管道為枝狀或只有1條進水管，且室內外消防用水量之和大于25L/s。

只要建筑符合上述規定的任一條，就必須設置消防水池。

通過我們對醫院工程設計實踐，醫院建筑均需設置消防水池。

（二）消防水池有效儲水容積

《高規》第9.4.2條對于消防水池儲水容積的確定做了以下規定：

（1）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在火災延續時間內室內消防用水量與室外消防用水量不足部分之和的要求；當室外給水管網供水充足且在火災情況下能保證連續補水時，消防水池的容量可減去火災延續時間內補充的水量。

（2）補水量應經計算確定，且補水管的設計流速不宜大于2.5m/s。

（3）消防用水與生產、生活用水合并的水池，應采取確保消防用水不作他用的技術措施。

在醫院建筑工程設計實踐中，為了保證消防安全，通常消防水池有效儲水容積按滿足火災延續時間內室內消防用水量與室外消防用水量之和的要求來確定。如果消防水池的設置在空間上有限制，可適當考慮減去火災延續時間內可穩定補充的水量。

通過前述“區域消防系統”概念的闡述，醫院建筑群可共用消防水池和消防泵房。消防水池的容量應按消防用水量最大的一幢建筑計算。

結 語

消防安全關乎民生，尤其是醫院建筑的消防安全至關重要。在醫院建筑消防設計中應精心設計，確保建筑物及人員的生命財產萬無一失。