消防給水系統設計常見問題探討

陳 銳

(荊門市公安消防支隊 防火監督處，湖北 荊門 448000)

消防給水系統設計常見問題探討

陳 銳

(荊門市公安消防支隊 防火監督處，湖北 荊門 448000)

通過對消防給水系統設計中存在的常見問題進行分析，就如何提高消防給水系統的可靠性進行了初步探索，并提出相應的改進措施。

建筑；防火規范；消防給水系統；可靠性

消防給水系統在火災撲救中起著至關重要的作用，消防給水系統設計的是否合理，在很大程度上往往決定火災撲救的成敗。但在日常監督檢查中，筆者發現很多建筑的消防給水系統由于設計的不科學，雖然投入了很多建設成本，也未達到預期的效果。本文即對消防給水系統設計中存在的幾個常見問題進行探討。

1 低層建筑對市政供水系統的利用

城市的市政供水系統在設計之初，均已充分考慮生活、生產和消防之用所需的水量、水壓等要求，一般市政供水能夠依靠自然壓力保證3層及以下的建筑消防給水，因此，市政供水對控制低層建筑的初起火災具有重要的意義。然而在建筑設計過程中，設計人員常將市政給水管道人為地與消防管網隔離開來，往往存在著市政管網的水進入消防水池再經消防水泵提升加壓供入消防管網。試想：一旦消防水泵故障，就無法向消防管網供水，使得能夠依靠市政消防給水自然壓力而滅火的自動噴水系統和室內消火栓系統不能有效控制初起火災。如2010年吉林商業大廈“一一·五”火災，死19人、傷24人，過火面積15 800 m2，起火部位位于一樓，消防泵故障沒有發揮作用，如果市政給水管道與自動噴水滅火系統管網連通了，即使消防泵發生故障，也能依靠市政給水的自然壓力，自動噴水將火撲滅。為了提高消防給水設施的安全可靠性，筆者認為應當局部改進給水管道的連接方法，增強消防給水的可靠性：一是對于自動噴水滅火系統，除了噴淋泵直接吸水外，應該從市政給水管網上增加直徑大于100 mm的管道，直接連接在濕式報警閥之前；二是對于消火栓系統，應該將直徑大于100 mm的自來水管道連接在消火栓泵后面的出水管道上，從而有利于依靠市政給水的自然壓力撲救3層以下建筑火災。這樣，即使是設備故障或人為因素，也能依靠自來水的自然壓力直接可以撲滅3層及以下建筑的火災。如上所述，改進消防給水管道的局部連接方法，對發揮低層建筑消防設施的作用有較高的可靠性，且施工簡單、成本低，能夠在確保安全的前提下兼顧經濟性、實用性。

2 消防給水系統的組成設計

2.1 室外消火栓與水泵接合器的設置

規范對于室外消火栓距離被保護建筑有最遠40 m的限制[1]，而對水泵接合器與被保護建筑的距離、位置未作明確的規定。檢查中經常發現多組水泵結合器集中設置，這樣就會出現水泵接合器15～40 m范圍內必然造成室外消火栓少(因消火栓沿高層建筑均勻布置)、接合器多的現象，不能滿足“高規”第7.3.6條條文解釋中“每個水泵接合器占用一臺消防車和一個室外消火栓”的要求[2]，其余水泵接合器只能通過水帶從較遠距離的栓口吸水，影響實際使用效果。對于室外消火栓和水泵接合器的設置關系，筆者建議，一是水泵接合器應與室外消火栓一樣沿建筑周邊均勻設置，而且最好是室內消火栓水泵結合器和噴淋系統水泵接合器結合成組布置；二是對于水泵接合器離被保護建筑的距離，可以參照室外消火栓的規定，即最遠不超過40 m的限制；三是數量上應遵循“高規”條文解釋中每個水泵接合器占用1臺消防車和1個室外消火栓的要求，形成一一對應關系，盡管室外消火栓設置數量會增多，但實際上更便于消防車使用。

2.2 消防電梯前室的消火栓設計

“建規”第8.4.3條條文解釋中“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”[1]，而“高規”中對消防電梯前室的消火栓是否計入消火栓總數無任何表述。實際工作中，工程設計人員往往將高層建筑消防電梯前室的消火栓計入消火栓總數內，筆者認為這樣設計不是十分合理。因為消防電梯前室是消防人員進入室內撲救火災的進攻橋頭堡，消防電梯前室的消火栓主要是為了消防員便于取水，取得其他被火勢控制的消火栓，當取得前室以外的消火栓后，前室的門應該是嚴密封閉的，以防止煙霧灌入前室和樓梯間，如果仍然使用前室的消火栓勢必造成前室的門不能起到防煙的作用，所以說將消防電梯前室的消火栓計入消火栓總數內，雖然可以滿足建筑每處均有兩股水柱可以到達，卻不能保證前室的安全。對此，筆者認為應根據建筑物的性質區別對待：對于高層住宅建筑，可以將前室的消火栓計入消火栓總數內，因為即使住宅建筑發生火災，火勢一般也只會局限于住戶內，對相鄰的住戶以及樓梯間、前室影響較小，而且高層住宅建筑由于土地成本的原因往往將住宅布置在核心筒兩側，形成一個單獨的前室和一個合用前室，如果消防電梯前室的消火栓不計入就得跨過消防電梯前室去另一側的前室取用消火栓，沒有在前室內就近取用消火栓安全方便；對于公共建筑，則從火災危險性以及火災撲救等方面考慮就必須將前室的消火栓計入消火栓總數內。

2.3 防火分區內室內消火栓的布置

室內消火栓是建筑室內的主要滅火設備，消火栓設置合理與否，對建筑火災的撲救效果影響很大。設計時應考慮在任何初期建筑火災條件下，均可使用室內消火栓進行滅火，當一個消火栓受到火勢威脅不能使用時，相鄰消火栓仍能保護該消火栓保護范圍內的任何部位，故規范要求室內消防栓的布置應保證同層任何部位有兩支水槍的充實水柱同時到達。在實際檢查中經常發現室內消火栓的設置在總體平面布局上滿足要求，但以防火分區來劃分則影響滅火用水需要。因為火災發生后，用于劃分防火分區的防火卷簾、防火門在火災自動報警系統聯動的要求下自動關閉，導致消火栓的設置出現盲區，有的部位不能滿足兩股充實水柱同時到達，進而影響滅火。因此室內消火栓的布置應嚴格按照防火分區來布置，從圖紙審核、工程施工、工程驗收三個方面嚴格把關。這樣雖然增加室內消火栓數量導致成本增加，但只有這樣才能滿足滅火需要。

2.4 消防水池有效容量的設計

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，同時規范又要求消防水池的水泵應采取自灌式吸水，而消防水池滿足自灌式啟動水泵都有最低水位要求。以機械密封立式消防水泵為例，消防水池滿足自灌式啟動水泵的最低水位應高于泵體上部機械密封壓蓋端部放氣孔，正常運行時，消防水池最低水位應高于水泵第一級葉輪[3-4]。因為消防泵在整個火災延續時間內都有啟動要求(不同泵組啟動有先后，同一泵組有故障自動互投，同一臺泵有電源切換的重新啟動)，所以消防泵的自灌式吸水要求在整個火災延續時間內水池水位應淹沒水泵的葉輪，不能淹沒消防水泵葉輪的水體容量不應計算在有效容量之內。但在實際工作中，很多設計單位未對消防水池的總容量、有效容量和無效容量進行區分，僅按消防流量與火災延續時間的乘積計算來確定消防水池容量，即水池容量等于有效容量，從而導致消防水池有效容量無法滿足消防用水量的要求。故設計時應充分考慮上述問題，確保消防水池有效容量滿足滅火用水需求。

2.5 高層建筑中高位消防水箱的設置

高層建筑中的高位消防水箱主要是提供初期火災時的消防用水水量，并保證相應的水壓要求，高位消防水箱通常還會通過增壓設施的設置來滿足壓力要求。筆者在日常監督檢查中經常發現，穩壓設備常因消防安全管理不善，導致其未處于完好工作狀態，不能保證最不利點消火栓靜水壓力和自動噴水滅火系統濕式報警閥組閥前壓力，出現系統功能受到嚴重影響的現象。因此，筆者認為在實際施工中如果現場條件滿足要求，高位消防水箱的設置高度能夠保證最不利點壓力，可以不設置增壓設施。一般高層都有屋頂機房層，完全可以利用屋頂機房層架空高位消防水箱來滿足箱底距屋頂7 m的距離，這樣一來，高位消防水箱可不受上述因素的影響，對維護管理需要的水平也相對較低，可靠性明顯高于穩壓設備。另外，規范中對消防水箱補水管的管徑、水壓、水源可靠度均無要求，從而導致在實際工程中出現消防水箱有的采用自來水自然補水，水壓不足；有的補水保證率低，有的補水管管徑很小，造成消防水箱缺水，部分失去對室內消防給水系統的穩壓功能。因此，建議在有關技術規范中對高位消防水箱補水管的管徑、供水壓力和補水的保證率等技術要求做進一步明確。

2.6 消防水泵數量的設置

“高規”第7.4.3條規定：室內消火栓給水系統應與自動噴水滅火系統分開設置，有困難時可以合用消防泵，但在自動噴水滅火系統的報警閥前(沿水流方向)必須分開設置[2]。“噴規”第10.2.1條規定：系統應設獨立的供水泵，并應按照一用一備或二用一備比例設置備用泵[3]。盡管“噴規”第10.2.1條為非強制條款，但是筆者認為仍應盡量分開設置：一是消火栓系統與噴淋系統對所需水泵的揚程不同，如兩套系統共用一套供水系統要選兩者揚程之和作為水泵的揚程，必然會提高對管道、配件承壓的要求，對兩個系統流量有影響；二是消火栓系統與噴淋系統共用一套供水系統，由原來的4臺泵變為2臺泵，必然會降低系統的安全系數。

3 建筑實際使用性質對消防給水系統設計的影響

住宅底部設置商業服務網點這種商業模式是建造最經濟、設計最簡明的商業模式。此類項目一旦建成后，建設單位出售商鋪(網點)的形式不受控制，大多數商鋪(網點)都會打通并重新隔斷，轉變商業服務網點的性質，如將使用功能改為旅館、商店等人員密集場所，就會導致整棟建筑類別發生變化，建筑物的用水量也隨之改變。如住宅樓(居住建筑)的室內消火栓用水量為5、10 L/S(高度為50 m以下住宅)、20 L/S(高度為50 m以上住宅),由于商業服務網點性質轉變為商業營業廳或公共娛樂場所之后，原先的住宅樓(居住建筑)立刻轉變為商住樓或綜合樓，用水量依次上升至20、30、40 L/S，商業網點室內消火栓系統和水池容量也要增加。很多設計者認為只要圖紙沒有問題，以后使用過程變更性質與設計沒有關系，但由于施工之初沒有預留管網，再施工增加管網、消防水池等設施將很難實現。所以，在設計之初就要統籌考慮，加強消防設施，這樣雖然增加開發商建設成本，但能為建筑實際使用安全提供進一步的保障。

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

[2] GB50045-95,高層民用建筑設計防火規范[S].北京:中國計劃出版社,2005.

[3] GB50084-2001,自動噴水滅火系統設計規范[S].北京:中國計劃出版社,2005.

[4] GJBT-713,消防專用水泵選用及安裝[S].北京:中國計劃出版社,2007.

2014-03-05

陳銳(1981-)，男，湖北荊門人，荊門市公安消防支隊工程師。研究方向：消防監督管理。

TU892

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1008-4657(2014)04-0057-03

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