消防給水及消火栓系統工程技術與發展

吳斌

摘要：消防系統是我國消防事業的重要組成部分，其技術發展影響著減災防災程度，在日常生活中對于降低財產損失和保護人民生命方面發揮著極其重要的作用，隨著科學技術的發展，消防技術也在不斷的提高，消防事業越來越受到人們的重視。本文就消防系統中消防給水和消火栓技術進行了分析探討。

關鍵詞：消防給水系統；消火栓系統；技術；發展

1.消防給水和消防給水系統的概念

消防給水是指由消防水源和供水管網組成的向水滅火設施供水的給水系統，按供水壓力分為常高壓、臨時高壓和低壓系統；而消防給水系統則是由消防給水和水滅火設施組成的系統，這兩者的的科學定義將為消防給水和消防給水系統的發展確立良好的基石。

2.市政與建筑物室外消防設計流量

我國現行的市政消防用水量為10～100L/s，建筑物室外消火栓設計流量為10～45L/s，堆場等的室外消防用水量為10～60L/s。依據滅火用水量保證率97%的新理念，進一步確認我國市政和室外消火栓用水量。目前消防部隊加強第一出動以提高滅火成功率的戰訓規定，第一出動一般為3輛消防車，載水總量為6～10m?，滅火成功率在95%左右，超過3個中隊出動的火災概率極低，市政消防給水量滿足室外消防用水量要求，因此從滅火用水量保證率97%來看，我國的城市和建筑物室外消火栓用水量能滿足消防滅火的需要。

3.室內消火栓設計流量

我國室內消火栓設計流量為5～40L/s，世界各國室內消火栓給水設計流量差異很大，其原因是消防救援力量和國民消防意識不同造成的。根據本次規范引入的滅火用水量保證率97%，借鑒英國BS7974火災統計數據，在不設自動噴水滅火系統時，酒店、俱樂部、餐廳過火面積為101m?，辦公、零售建筑無噴淋時過火面積為100～199m?，按照上述過火面積，依據體積法消防用水量計算式（1）和式（2），計算結果消防用水量基本在40L/s以內，因此滿足消火栓設計流量。

（1）

式中q—建筑物一次消防用水量，m?，V—火災過火建筑物部分的體積，m?

f1—建筑物危險等級系數，按火災危險性從高到低分別為3、4、5、6、7；f2—建筑結構耐火等級系數，分別為0.5、0.75、1.0、1.5

（2）

式中Q—室內消火栓設計流量，L/s；T—火災延續時間，h

4.消防泵和穩壓泵

4.1消防泵

消防水泵是消防給水系統的核心部分，消防系統設計過程中針對消防水泵提出了一系列技術要求，如單臺水泵最小流量為10L/s，最大為320L/s；水泵所配電動機的功率應滿足所選水泵流量揚程性能曲線上任何一點運行所需功率的要求；流量揚程性能曲線應無駝峰，零流量時的壓力不應超過設計壓力的140%，且不宜小于設計額定壓力的120%，當出流量為設計流量的150%時，其出口壓力不應低于設計壓力的70%；泵軸的密封方式和材料應滿足消防水泵在低流量時運轉的要求；消防給水同一泵組的消防水泵型號宜一致，且工作泵不宜超過3臺，多臺并聯時，應校核流量疊加對消防泵出口壓力的影響等。

4.2穩壓泵

從功能出發明確了穩壓泵的流量和壓力確定原則，流量應滿足系統管網正常的泄流量和系統自動啟動流量的要求，《給水排水管道工程施工及驗收規范》（GB50268—2008）條文說明規定DN100的鋼管允許滲水量0.28L/（min.km），DN150的鋼管允許滲水量為0.35L/（min.km）。國際城市給水平均單位管長統計漏水量為0.32L/（min.km）。預測室外管網的漏水量，而室內管網的漏水量相對較小，因此穩壓泵應滿足系統充水要求，可根據管網漏水量確定。

5.消防給水

消防給水系統的選擇和分區是消防給水的重要組成內容，根據工程實踐，工藝裝置區和堆場的室外消火栓相當于建筑物室內消火栓，為此規定工藝裝置區、儲罐區應采用高壓或臨時高壓消防給水系統，堆場宜采用低壓消防給水系統，但當可燃物堆垛高度高，撲救難度大易起火，且遠離城鎮消防站時應采用高壓或臨時高壓消防給水系統。高層民用建筑和大型公共建筑應設置屋頂消防水箱，其他工業建筑確有困難，在采取安全可靠的消防給水技術措施時可采用穩壓泵穩壓的臨時高壓消防給水系統。消防給水系統明確了消防給水分區的技術和系統選擇原則，消火栓栓口處的靜水壓力不宜大于1.0MPa，但最大不應大于1.2Mpa，靜水壓力大于1.0Mpa時應采用分區給水系統；自動噴水滅火系統報警閥處的壓力不應大于1.6MPa，噴頭處的壓力不應大于1.2MPa；消防給水系統最高工作壓力不應大于2.4MPa。

6.消火栓系統

消火栓分為市政、室外和室內消火栓，借鑒自動噴水滅火系統提出了室內干、濕式消火栓系統的適用條件，并規定了干式系統的充水時間不應大于5min的技術要求。為提高市政消火栓供水的可靠性，規定市政給水管網平時運行工作壓力不應低于0.14MPa，消防時最不利消火栓的出流量不應小于15L/s，且供水壓力不應低于0.10MPa（壓力從地面算起）。因地上式消火栓經常被碰撞，為此規定市政消火栓的設置地點應避免機械撞擊，必須時應采取防撞擊措施。倒流防止器的水頭損失比較大，在流速較大時更是如此，為提高室外消防給水的可靠性提出應在倒流防止器前設置室外消火栓，以提高消防給水的可靠性。通過研究消防部隊滅火救援實戰和滅火進攻工藝要求，消火栓的設置應滿足滅火救援工藝要求，消火栓撲救火災與自動噴水相比始終是火源的外圍撲救，因此消防電梯前室的消火栓應計入消防撲救用消火栓數量，室內消火栓應首先設置在樓梯口等外圍撲救火災的地點。

7.消防給水系統控制

我國消防水泵的管理一直沒有得到解決，不少消防水泵平時不運行，水泵軸銹蝕嚴重消防時無法啟動，耽誤滅火時機，致使釀成大禍。為解決消防水泵的日常管理問題，提出了針對消防水泵的自動巡檢要求，以滿足消防水泵的安全可靠性。為保證消防水泵的可靠啟動和運行，要求應有2個自動啟泵信號，1個動作就啟泵， 消防水泵一旦啟動不允許自動停泵，同時應設置機械啟泵按鈕，控制柜為了防水，在泵房內應采用IP55，在控制室內可采用IP30等。

8.結語

綜上所述，消防系統因平時不用而無法通過運行來判斷優劣，只能通過火災的洗禮才能鑒別其合理性和可靠性，但火災又是頻發的小概率事件，對于一棟建筑物來說可能20年一遇甚或更長的時間，因此其技術的進步不能因火災發生的頻率小而停下來，隨著科學技術的發展，消防技術也要不斷更新，結合國家現行有效的相關法律法規，在消防給水系統選擇、室內外消火栓給水設計流量、屋頂消防水箱有效容積和設置高度、消防水泵和穩壓泵的技術和參數取值方面不斷進行研究和創新，一旦發生火災時才能保證消防給水系統能及時、準確、高效的投入到救火工作中去，最大限度的降低火災帶來的損失。

參考文獻：

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