民用建筑消防設計點滴認識

摘要:現行《建筑設計防火規范》GB50016-2006中關于高位消防水箱、消防水泵的設置規定不明確，消防水泵的啟動控制方式容易引起誤報、誤啟動?現就本人的認識和體會談談對(1)消防水箱(氣壓水罐)設置及高位消防水箱設置高度問題；(2)消防水泵的設置問題；(3)消防水泵啟動問題等三個問題的看法?

關鍵詞:建筑消防設計；高位消防水箱；消防水泵

1 消防水箱(氣壓水罐)設置及高位消防水箱設置高度問題

因氣壓水罐如想儲存一定量消防用水的話，其容積要大于儲存水量?這就要求在儲存同樣體積的消防用水的情況下，氣壓水罐的體積必須大于高位消防水箱?而且，氣壓水罐與高位消防水箱相比，儲水能力低，供水可靠性差，占用房間布置設備又不受建設方的歡迎?因此，筆者建議仍然使用設置高位消防水箱的方法解決多層建筑初期火災撲救?在實際工程中本人亦多采用高位消防水箱?

消防水箱設置在建筑物的最高處，可以靠重力自流給室內消防管網提供壓力?新版《建規》中關于消防水泵的設置及消防水箱設置高度規定仍然不明確?可參照條款只有第8.4.3條第8款規定:“高層廠房(倉庫)和高位消防水箱靜壓不能滿足最不利點消火栓水壓要求的其它建筑，應在每個室內消火栓處設置直接啟動消防水泵的按鈕，并應有保護設施?”據此，是否設置消防水泵取決于高位消防水箱是否能滿足最不利點消火栓的水壓要求?關于水壓，《建規》第8.4.3條第7款款規定了“水槍的充實水柱應經計算確定，甲、乙類廠房、層數超過6層的公共建筑和層數超過4層的廠房(倉庫)，不應小于10m；高層廠房(倉庫)、高架倉庫和體積大于25000m3的商店、體育館、影劇院、會堂、展覽建筑，車站、碼頭、機場建筑等，不應小于13.0m；其它建筑，不宜小于7m?”現以水槍充實水柱長度Sk=7m、水槍噴嘴口徑19mm計算高位消防水箱的設置高度?

最不利點消火栓栓口處所需水壓，應由下式計算:

Hxh=hd+Hq=AdLdq2xh+q2xh/B

式中Hxh—消火栓栓口處所需水壓(mH2O)；

hd—消防水帶水頭損失(mH2O)；

Hd—水槍噴嘴造成一定長度的充實水柱所需水壓(mH2O)；

Ad—水帶的比阻，選用65mm口徑襯膠的水帶，則Ad=0.00172；

qxh—消火栓射流出水量(L/s)，根據直流水槍充實水柱技術數據，充實水柱7m時，19mm口徑水槍流量為3.8L/s；

Ld—水帶長度(m)選用Ld=25m；

B—水流特性系數，19mm口徑水槍噴嘴的B值為1.577?

Hxh=0.00172×25×3.82+3.82/1.577=9.78mH2O

水箱設置高度可按下式計算:

H=Hxh+hsk+hw-2.2

式中H—消防水箱最低水位與建筑物屋頂標高差(m)；

Hxh—消火栓栓口處所需水壓(mH2O)；

Hsk—消火栓栓口水頭損失(mH2O)，據有關資料:hxh<2mH2O；

hw—最不利點消火栓與水箱出口間管段水頭損失(mH2O)，

2.2—最不利點消火栓口與建筑物屋頂標高差(m)

hw=hy+hj其中hy為沿程水頭損失，hj為局部水頭損失，按沿程損失10%計算?取消防用水量為15L/s，選用DN100的消防管道，設管段長度L=30m，查水力計算表，v=1.8m/s，1000i=27.45mH2O，則hy=iL=0.02745×30=0.824m，hw=1.1hy=1.1×0.824=0.91m.

H=9.78+2+0.91-2.2=10.49m

水箱設置如此之高，在實際工程中難以做到，從而不能滿足最不利點消火栓水壓要求?

2 消防水泵的設置問題

通過對高位消防水箱設置高度的計算和分析，根據《建規》8.4.3條第8款款規定，多層民用建筑需設置消防水泵?

在多數情況下不允許消防泵直接從市政管網中吸水，這樣就需要設置消防水池和緩沖水箱?這與屋頂高位水箱設置重復，還需要單獨占用房間布置設備及相應的控制設備和動力供應，增加了消防工程投資，使用管理也很不便?實際工程中多數情況下都只設水箱，未設消防水泵，規范條文形同虛設?

眾所周知，多層建筑的室內消火栓消防給水系統，只要求用來撲救初期10min內的火災，10imn以后則由城市的消防隊來撲救，即只用來撲救初期火災?僅僅為了撲救初期火災而由于水箱高度不能滿足最不利點消火栓所需水壓，就要求設置消防水泵顯得要求過高了?這種要求，在工程設計中有時還難以做到(如住宅及中小學教學樓)?其實，對于多層建筑，為了保證火災初期10min內的消防用水，由于消防水箱內已貯存10min的消防用水，所以只需在消防水箱出水管上設置一組增壓泵，就可以圓滿地解決這個問題?這里提請設計者注意的是:高層建筑中增壓泵的流量是有限制的，即:對消火栓系統，其流量不應大于5L/s；對自動噴淋系統，其流量不應大于1L/s?而在多層建筑中，筆者認為增壓泵的流量應是該建筑的消防用水量?上述建議既可簡化多層建筑中消火栓消防給水系統，易于在工程實施，也不會對初期火災的撲救造成不利的影響?其實，由于增壓泵設在屋頂，是輕載啟動，啟動速度快，反而對撲救初期火災有利?

另外，在市政管網能夠滿足室內外消防用水量的前提下，筆者認為可以考慮根據建筑物不同的用途來確定多層建筑物是否設置消防泵?對于廠區及一些大型的公共建筑，設立消防泵無疑是必要和可行的?因為他們可以對工人和管理人員進行必要的培訓，組成業余消防組織，而使其具備一定的自救能力?而對于一般的居民住宅，應該立足于依靠專職的消防人員撲救為主，因為對于一般的居民來說在突發事件中操作消火栓有一定難度，尤其對老人、孩子而言還可能出現危險，也就是說不按具有自救能力考慮?所以，在住宅樓內僅設消火栓，管網接消防水泵接合器，依靠城市消防車升壓供水，當然采用該方式必須滿足兩個條件:a.市政管網的供水能滿足室內外的消防用水量，否則應設消防水池；b.在該建筑(群)的周圍應有具有足夠消防能力的消防車庫(其距離應有規定)?

另外，《建規》中對于水箱設置高度能滿足最不利點消火栓水壓要求的其他建筑并沒有明文規定是否需設置消防水泵?這給各地消防主管部門執行《建規》時造成一定的迷惑，也是消防設計人員與有關部門一直爭論不休的焦點之一?建議應予以明確規定?

3 消防水泵的啟動問題

消火栓系統是多層民用建筑最基本的滅火設備，發生火災時，消防水泵及時、迅速啟動加壓是其正常運行的重要保障?為此，《建規》制定了該條文第8款的規定，以便迅速遠距離啟動消防水泵?但萬一出現如下情況:(1)無火災時人為啟動消火栓處按鈕:(2)發生火災時?慌亂中先啟動按鈕，再展開水槍、連接接扣、開啟栓口、持槍射水等過程中，由于操作不熟練而延誤時間，或僅啟動按鈕而來不及開槍射水?這兩種情況都會造成消防管網超壓并極有可能引起管網爆破?為了避免上述情況下消火栓按鈕或誤動作所帶來的誤報、誤啟動?筆者認為，每個室內消火栓處的按鈕不宜直接啟動消防水泵，可以把它作為警報信號傳送給消防水泵房或消防值班室、提醒管理人員應立即查明、核實火情，防止誤報?為此，于消防水泵出水管處設置水流指示器，并由其發出的水力信號直接啟動消防水泵?另外，也可設置小型氣壓罐，通過電接點壓力表將信號傳給控制裝置，控制裝置控制水泵開啟?當然，緊急狀況下，在消防水泵房內，或消防值班室亦可直接啟動消防水泵?

最后強調一點，為確保安全可靠，無論采用哪一種啟動方式，水泵的動力供應均應為消防專用電源?以上僅為本人設計過程中的一些想法，說出來供大家參考，不當之處，望各位同仁批評指正，共同商榷?

參考文獻

[1]《建筑設計防火規范》GB50016-2006[S]?北京:中國計劃出版社，2006

[2]《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2009年版)[S]?北京:中國計劃出版社，2005