民用建筑消防給水設計的若干問題探討

提要：隨著經濟發展，消防安全越來越受到重視，建筑消防給水問題也同時受到了同行們的關注，消防設計規范作為設計人員必須遵守的法律條文，也讓設計人員開始更多的學習和思考，本人結合規范和工程實際，覺得消防給水設計中的部分問題值得拿出來與各位同行商榷，希望能夠和大家交流，得到大家的批評和指正。

(一)民用建筑消防給水系統的設置形式問題

對高層民用建筑消防給水系統形式的選擇，首先我們應保證系統安全可靠，其次我們應盡量選用經濟合理的供水形式。

按服務范圍分：采用獨立的消防給水系統和區域集中的消防給水系統。筆者建議應盡量采用區域集中消防給水系統：鄰近的多棟高層建筑共用消防水池，但工程實例中往往得不到推廣。主要原因是各單位不能協調好，這就要求有關部門能夠牽頭，共同解決管理及費用的問題，使各單位都能夠接受。

按高度來分：分區水和不分共給水系統。當消火栓栓口的靜水壓力不大于1.00MPa時，采用不分區給水形式；當消火栓栓口的靜水壓力大于1.00MPa時，采用分區給水形式。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、減壓閥分區供水方式。

關聯分區供水方式：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。

串聯分共供水方式：各區水泵壓力相近或相同，不需高壓泵，但水泵分散，管理困難，同樣造價高。

減壓閥供水方式：系統簡單，造價低，管理方便，筆者建議盡量采用此種供水方式。此種方式可以保證經濟，安全的要求，維護管理方便，但對減壓閥的要求較高，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，一個高位水箱，一套控制柜，造價大大降低。

(二)消火栓系統的設計流量問題

《高規》中規定高層建筑室內消火栓的設計流量為20L/s－40L/s； 《建規》規定民用建筑室內消火栓的設計流量為5L/S－30L/S；室外消防水量為10L/S－30L/S；廠房、倉庫等設計流量為5L/S－40L/S；室外消防水量為10L/S－45L/S。設計火災時限，甲、乙、丙類倉庫為3h，一類高層建筑為3h，其它建筑為2h。美國NFPA14中規定I級、Ⅲ級消火栓系統水力最不利消火栓立管的最小流量為31.55/s，附加立管的最小流量每一條應為15.76L/S，但總流量不應超過78.85L/s。Ⅱ級消火栓系統水力最不利消火栓立管的最小流量為6.32L/s，不需附加流量。I級、Ⅱ級、Ⅲ級消火栓系統的設計火災時限均為0.5h，當設有自動噴水系統時消火栓流量可減少。NFPA14規定對于與自動噴水聯合的消火栓系統，輕危險等級、中危險等級和嚴重危險等級的室內消火栓給水量有3個等級即0L/S、3.15L/S、和6.3L/S；當自動噴水與室內外消火栓系統聯合時，室內外消火栓給水量輕危險等級為6.31L/s、中危險等級為15.77L/S和嚴重危險等級為31.54L/s。由此可以看出美國設有自動噴水系統的建筑物室內消火栓系統的設計水量大為減少。因此我們是否可以借鑒美國的經驗，對設有自動噴水滅火系統的建筑物可適當減少消火栓給水系統的設計流量。

(三)消防水箱的設置問題

規范中規定“室內消防水箱(包括氣壓水罐、分區給水系統的分區水箱)，應儲存10min的消防用水量”，這里十分鐘的消防水量我們認為應該包括噴淋等其他消防設備的用水量，然而按照《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084－2005第10.3.1條“采用臨時高壓給水系統的自動噴水滅火系統，應設高位消防水箱，其儲水量應符合現行有關國家標準的規定。消防水箱的供水，應滿足系統最不利點處噴頭的最低工作壓力和噴水強度”，這里面說的“系統最不利點處噴頭的最低工作壓力和噴水強度”到底是指最不利點一個噴頭的水量還是同第10.3.2條中“最不利處4只噴頭在最低工作壓力下的10min用水量”，還是最不利處整個保護面積里面10分鐘的用水量，這個問題無論在《建規》還是《自動噴水滅火系統設計規范》中均沒有一個明確的說法。

例如一棟綜合樓，有噴淋系統，采用中危Ⅱ級的噴淋強度計算，噴淋水量按照最不利點的保護面積來計算，假如設計水量是30L/S，具體根據噴頭布置的疏密及選用管徑的大小有些差異，假如室內消火栓系統水量是10L/S，如果噴淋按照整個保護面積30L/s的流量計算10分鐘的水量已經是18立方了，那么由于“當室內消防用水量超過25L/s，經計算水箱消防儲水量超過18立方，仍可采用18立方”無需再計算其他水量即可選取18立方水箱了，如果按照“最不利處4只噴頭在最低工作壓力下的10min用水量”計算那么4只噴頭的水量應該在5L/S左右，即水箱需要在消火栓用水量10×10×60=6立方和下加上5×10×60=3立方的水量，為9立方，與前面所述18立方有很大的差異。

我們平時設計中認為因為少有水箱能夠滿足噴淋要求水頭的，所以都是需要設增壓系統的，所以罐里有十分鐘的水量，水箱就不考慮了，但是我們注意到《噴規》第10.3.2條說的“不設高位消防水箱的建筑，系統應設氣壓供水設備。氣壓供水設備的有效水容積，應按系統最不利處4只噴頭在最低工作壓力下的10min用水量確定。”那么其中的話嚴格理解是不設消防水箱時氣壓供水設備的有效水容積，應按系統最不利處4只噴頭在最低工作壓力下的10min用水量采用，然而即使采用了氣壓供水供水設備，在有水箱時水箱是否還應該考慮噴淋儲水量，如果我們以規范字面意思理解，還是需要。

(四)消防水池容積的確定問題

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、可靠性。《高規》第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(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水池。”《高規》第7.3.3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，消防水池的有效容積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時時，消防水池的有效容量應滿足火災延續時間以內消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。

在某些地區，室內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。如果每一幢高層建筑均要把室內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。

一般消防給水設計中考慮當室外給水管網能保證室外消防用水時，消防水池只滿足室內消防用水量即可。一般做法為：從市政引兩根進水管構成室外環狀供水，以保證室外供水的安全性，消防水池設在地下室，只考慮室內消防用水量，但不允許考慮火災時水池的補水量(規范沒有作明確規定)。故筆者認為這種做法不妥，這樣導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。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時補充消防水池的水量。這樣經計算可以適當減少消防水池的容積，達到經濟合理。同時筆者建議鄰近高層建筑共用消防水池，對這一點需要市政部門能夠牽頭，對共用水池進行合理地管理，這也需要有關部門進行合理公正的規劃。

(五)室外消火栓數量的確定問題

《高規》第7.3.6中規定：“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，每個消火栓的用水量應為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”，筆者認為《條文說明》的解釋超越了《高規》的規定。室外消火栓是室外消防用水取水口，理應按室外管網來考慮。可以想象得到，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到的水量的總和也就是室外管供水總量。當設計把室消防用水儲存在室內消防水池時，室外管網一般就按室外消防用水量來確定，因此室外消火栓的數量應按室外消防用水量經計算來確定，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”。從這個規定可以看出，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，在布置水泵接合器時，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需要較多水泵接合器，且分散布置時，則需要適當增設“額外”的室外消火栓。

(六)水泵接合器數量的確定問題

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，消防車通過水泵接合器將水送到室內消防給水管網，供滅火使用。

《高規》第7.4.5條中規定：“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”。這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。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，那水泵接合器設那么多是沒有意義的。例如某一類高層建筑，室外消防用水量為30L/s。但其室內大口徑噴淋系統設計用水量為133L/S，室內水幕噴淋系統設計用水量為167L/s，室內消火栓系統設計用水量為30L/s，這些用水量按火災延續時間計算均儲存在地下水池中。按《高規》第7.4.5條規定，水泵接合器的數量應分別設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，那也不可保證大口徑噴淋系統和水幕噴淋系統的正常工作。因這兩個系統要正常工作時的用水量很大，不可能在短時間內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。因此筆者認為應對一些滅火系統可以適當減少水泵接合器的數量，可以分別設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，達到既節省投資的目的，同時又保證消防的安全、可靠性。

針對上述幾點問題的淺析，筆者認為：消防給水設計中保證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，使得維修、管理方便，我們還要在設計當中認真考慮，細心比較，這樣才能把工程做的更完善。水平有限，不到之處敬請批評指正。