談多層建筑消火栓系統的設計

孟慶香

(北京交大建筑勘察設計院有限公司，北京 100044)

0 引言

隨著我國城市化建設飛躍式的發展，不論是大城市，還是小城市，各式各樣的建筑如雨后春筍一般，一座座就矗立在了我們廣闊的土地上。消火栓系統作為最基礎的滅火系統，它是否可以有效的、及時的撲滅火災，嚴重影響著人民的人身安全及居住建筑和公共建筑財產安全問題。各種建筑的消防設計更是建筑體系中一項重要的任務。

1 室內消火栓系統的組成

室內消火栓給水系統，一般是由消防水池、消防給水加壓設備或市政消防管網作為消防水源，其組成包括室內消火栓給水管網內的消防給水干管、橫干管、立管、支管;室內消火栓(普通單出口消火栓、減壓穩壓消火栓、特殊雙出口消火栓等);蝶閥、減壓閥、止回閥、泄壓閥、排氣閥、壓力表、水泵接合器等系統附件;屋頂消防水箱及其配套的增壓穩壓裝置。

2 消火栓給水系統的形式

消火栓給水系統的確定不光要考慮安全、經濟兩方面的因素，還要結合建筑物的形式、高度、體積、可燃物多少以及撲救火災的實際操作情況來確定消火栓給水系統的方式。

2.1 消火栓系統直接供水方式

當市政的給水管網在任何時候都能夠保證室內最不利點消火栓系統所需要的設計水量、設計水壓和滅火設施的要求時，系統可采用市政管網直接供給建筑內部消火栓。

其適用范圍:1)建筑高度不太高，建筑體積不太大，如:單層廠房、單層倉庫、地下及半地下建筑等;2)城市具備壓力較高的專供消防系統的管網或在市政較高壓力范圍內的市政供水設施。

2.2 單設水箱的消火栓系統

單設水箱的消火栓給水系統，分兩種方式，一種方式為:室外消防管網直接供給屋頂消防水箱，室內消防立管和支管的水量及水壓由消防水箱來滿足。此方法因由室外消防管網到達水箱，在接至最不利點消火栓管網時，消防管路過長，期間的沿程損失和局部損失較大，很難滿足最不利點消火栓水量及水壓的要求，并且水箱貯水量也很大，故此方法很少在實際工程中采用;另一種方式為:室外消防管網一路接至室內消防管網，一路直接供給屋頂消防水箱，室內消防立管及支管的水壓和水量由消防水箱和室外消防管網共同滿足，與前一種方式相比較，其安全性能較高，當室外消防管網供水壓力滿足消火栓最不利點水壓時，在多層建筑的消火栓系統中經常使用。

2.3 設水箱、水泵的消火栓系統

在實際工程中，我們經常會遇到室外的消防給水管網的水壓和流量不能夠滿足室內消火栓系統的最不利點的消防水壓和流量要求的情況。此時，單設水箱的供水方式已完全不能滿足實際消火栓滅火系統的要求，其解決方法為采用設水箱、水泵聯合供水的消火栓系統。設水箱、水泵的消火栓系統，通常為室外市政給水管網內的水貯存在消防水池內，由水泵提升加壓供給室內消火栓系統及補充屋頂消防水箱用水，建筑物的最高點處設置重力流屋頂消防水箱。該系統適用于室外市政給水管網不能滿足要求的所有建筑物，使用范圍較廣。

2.4 設氣壓水罐的消火栓系統

設氣壓水罐的消火栓系統，其氣壓水罐一般與水泵設置在底層或者地下室的泵房內，其內部貯存10 min的室內消防用水量。

如果室外給水管網壓力經常不足，不宜采用高位水箱的建筑，水泵從室外給水管網或消防水池吸水加壓，采用設氣壓水罐的消火栓系統，利用氣壓水罐儲存和調節流量及控制水泵運行。該方法具有供水性能可靠、水質穩定較好，無需設置高位水箱，水壓波動大，水泵啟動頻繁、能耗較大的特點。

3 消火栓系統設計中常見的幾點問題

3.1 室內消火栓的設置

根據GB 50016-2006建筑設計防火規范第8.4.3.3條規定可知，室內消火栓應設置在位置明顯且易于操作的部位。而樓梯間作為明顯易操作的部位是否可以設置，筆者認為，防煙樓梯間一般不可以設置消火栓用于防煙樓梯間外的滅火。理由如下:當防護場所發生火災時，防煙樓梯間內的消防水龍帶需穿過防火門抵達防護場所進行滅火，此時，由于水龍帶的阻隔防火門將無法正常關閉，慢慢的防煙樓梯間將充滿煙氣，影響其安全可靠性。故防護區域內的消火栓應該設置在防護區內，不可設置在防煙樓梯間內，破壞防火門的關閉，影響防煙樓梯間的正常使用。

3.2 消防電梯前室的消火栓是否計入總數

消防電梯前室是消防隊員從消防電梯進入火場的重要通道，為方便消防隊員能夠利用消火栓迅速開辟進入火場的通道，設計時必須在消防電梯前室設置消火栓，但是此消火栓是否計入總數，一直是爭論的焦點。其爭論點主要是消防水龍帶破壞消防電梯前室防火門的密閉性是否可行。在實際滅火時，通常消防隊員會乘坐消防電梯抵達著火層，利用消防電梯前室內的消火栓驅趕煙霧，用消防水進行電梯內降溫，然后攜帶消防水帶找到著火地點，進行滅火。從整個實戰經驗來看，消防人員采用的消防電梯前室內的水帶破壞樓梯間的防煙性能是被認可的。但是根據GB 50016-2006建筑設計防火規范第8.4.3.2條的條文解釋可以看到，消防電梯間前室的消火栓與室內其他的消火栓一樣，無特殊要求，但不計入消火栓總數內。故筆者認為，在實際設計中，應該盡量保持不計入總數的原則設計消火栓位置及數量，在條件根本無法滿足的情況下，可以放寬一下規定，采用計入原則進行布置。

3.3 多層建筑漏設水泵接合器

在多層建筑消防系統中，如果不按照規范要求去設置消防水泵接合器，當室內消防水泵發生故障或消防水量、水壓不足時，消防人員就必須要從室外鋪設水龍帶，攜帶水龍帶至室內火場，嚴重的耽誤了最佳火災撲滅時間，導致火災持續蔓延，加大財產損失。根據GB 50016-2006建筑設計防火規范第8.4.2.5條，室內消防給水管道應符合下列要求:室內設置消火栓且層數超過4層的廠房和倉庫或室內設置消火栓且層數超過5層的公共建筑，其室內消火栓給水系統應設置消防水泵接合器，距水泵接合器15 m～40 m內，應設室外消火栓或消防水池。接合器的數量，應按照室內消防用水量計算來確定，每個水泵接合器的流量按10 L/s～15 L/s計算，其布置地點應設置在室外便于消防車使用的地點。

3.4 防火分區的消火栓是否可以借用

防火分區的消火栓是否可以借用，設計專家一直持有兩種觀點:一種是堅持防火分區間的消火栓不可以相互借用;一種是防火分區內的消火栓可以相互借用。認為不能相互借用的原因主要有以下兩種:一種是要保證火災中的防火分區內的煙氣不能蔓延到其他防火分區中;一種是不能讓著火區域的防火分區內的火蔓延到其他防火分區內。在實戰中，在《消火栓給水系統設計審查中爭議問題的研討》一文中，趙廷勝等人認為從消防實戰來看，不同防火分區的消火栓是可以相互借用的，并指出實戰滅火時有效撲救較大火災的平均用水量為39.15 L/s，撲救大火的平均用水量達90 L/s，撲救大火時用水量較大，必須從其他地點接引消火栓滅火，勢必造成樓梯間或防火門不密閉的問題。

在常見的設計中，各個防火分區大多采用防火卷簾進行分割，當火災發生時，相鄰的防火分區之間的防火卷簾會自然落下，起到防火墻的作用，這樣相鄰的防火分區內的消火栓無法穿越防火卷簾相互借用。筆者認為，雖然規范沒有這樣明確規定不能相互借用，但是考慮上述情況及GB 50016-2006建筑設計防火規范第8.4.7條的規定，室內消火栓的布置應保證每一個防火分區同層有兩只水槍的充實水柱同時到達任何部位。我認為設計人員在設計時，就應該以防火分區間的消火栓不可以借用，滿足單個防火分區任何一點均有兩股水柱同時到達為原則進行設計。而實戰中，在突發狀況下，消防隊員可以靈活考慮是否借用。我相信，只要合理布置消火栓，避免死角發生，就一定能達到最佳控制滅火的目的。

4 工程案例

本工程為朔州師范學校圖書館建筑，地上5層，建筑高度19.35 m，總建筑面積11529.60 m2，設計藏書量45萬冊，室外地坪標高－0.75 m。此案例為多層建筑，其室外消火栓用水量為30 L/s，水壓為0.20 MPa;室內消火栓用水量為15 L/s，水壓為0.20 MPa。火災延續時間按2 h計;一次室內總消防用水量為108 m3。

消火栓給水管的管材:架空時采用熱浸鍍鋅鋼管，絲扣或溝槽管件連接，閥門及需拆卸部位采用法蘭連接;埋地時，采用帶水泥襯的球墨鑄鐵給水管，采用承插式橡膠圈接口連接。

閥門的配置:消防給水管道上采用蝶閥，工作壓力1.60 MPa，為消火栓給水系統管道上的檢修閥門，應為常開。消防系統上的減壓閥采用帶止回作用的可調先導式減壓閥。減壓閥前過濾器需定期清洗和去除雜物，安裝減壓閥前全部管道必須沖洗干凈。

室外消火栓系統的設置:本工程沿建筑物周邊應設置兩個室外消火栓，應保證室外消火栓的保護半徑不超過150 m，間距不超過120 m，且室外消火栓距路邊不應超過2 m，距房屋外墻不應小于5 m，每個室外消火栓用水量為15 L/s。

室內消火栓系統設置:本工程室內消火栓系統為臨時高壓消防系統。消防管網兩路進水，豎向成環，底環是在1層頂板下敷設，上環是在4層頂板下敷設。其室內消火栓系統用水由位于教學主樓門前大臺階下面的消防泵房內的消防水池和消防泵提供。消防水池有效容積為600 m3(含自動噴淋系統所需水量)，消火栓水泵:泵房內設有2臺消火栓水泵(Q=40 L/s，P=1.20 MPa)，一用一備，互為備用。因本建筑所需消防壓力為0.45 MPa即可，而消防泵的壓力1.20 MPa遠遠大于0.50 MPa，為保證消火栓栓口出水壓力不超過0.50 MPa，消防管道在入戶后統一在管道井內采用可調先導式減壓閥減壓至0.45 MPa再供消防環網使用。

本工程火災初期的消防用水采用教學主樓屋頂水箱間內的消防水箱提供，消防水箱的容積為18 m3。消防水箱最低水位為68.15 m，其水箱出水管與校區室外高壓消防管網連接。發生火災時，按動任一消火栓處起泵按鈕或消防中心、水泵房處啟泵按鈕均可啟動該消火栓并報警。

消火栓系統選用帶滅火器箱組合式消防柜，柜體型號SG24D65-P，柜體尺寸:1 800×700×240。消火栓型號為SN65-A，水龍帶長25 m，水帶材質為麻質有襯膠。栓口距地1.10 m。每個消防栓箱內均設有直接啟動消防水泵按鈕或報警信號裝置一套。除靠近外墻的消火栓柜為明裝，其他位置的消火栓柜均為暗裝。

本工程室內消火栓及室外消火栓系統施工完成后，采用0.75 MPa壓力進行試壓，2 h無明顯滲漏，并采取屋頂層試驗消火栓和首層取兩處消火栓做試射試驗均達到設計要求，顯示合格。

5 結語

中國有句老話叫水火無情。火災一旦發生將給人們的生命財產安全帶來巨大的損失。多層建筑的消防方式與高層建筑的消防方式側重點不同，高層建筑立足于自救，而多層建筑更多的是依靠消防隊員及時撲滅火災。每當發生火情時，消防隊員將從接到火警舉報、確認案發地點、出警到抵達撲救現場，至少要5 min～10 min，在這期間，消防水箱內貯存的10 min消防用水量將用于此期間的初期火災滅火。故多層建筑室內消火栓系統的設計在工程中具有舉足輕重的作用。

作為一名設計人員在設計時，室內消火栓系統形式的選擇、各個組成裝置的布置，我們都應該嚴格按照相應的規范、手冊的要求執行，充分考慮到業主的使用安全，滿足施工的條件進行設計。

［1］GB 50016-2006，建筑設計防火規范［S］.

［2］中國建筑設計研究院.建筑給排水設計手冊(上)［M］.第2版.北京:中國建筑工業出版社，2009.

［3］巫 凌.多層建筑消火栓給水系統淺析［J］.給水排水，2001，27(8):67-68.

［4］田翠平.多層建筑消火栓給水系統形式的探討［J］.山西建筑，2007，33(31):176-177.

［5］沈衛東.論我國民用建筑的消防給水系統［J］.山西建筑，2010，36(25):170-171.

［6］普大華.淺談建筑設計中室內消火栓設置［J］.中國水運，2012，12(4):252-253.

［7］趙廷勝，信永忠，趙 軍.消火栓給水系統設計審查中爭議問題的研討［J］.山東農業大學學報，2007，38(4):647-649.

［8］顧康平.建筑消火栓給水系統設計的幾點探討［J］.山西建筑，2011，37(2):112-114.