某大底盤多塔住宅小區消防水池及泵房設計優化

胡英華

【摘要】在建筑消防給水設計中，消防水池及消防泵房是消防系統的核心。如何通過優化設計，在滿足消防要求的前提下做到占地少，節約用水，節省造價成為設計的重點。

【關鍵詞】消防水池；消防泵房；最低有效水位；自灌式吸水

引言：

某住宅小區，為大底盤車庫上蓋住宅塔樓結構。地下-1至-2層為Ⅰ類停車庫。車庫上部設有高層住宅6棟（建筑高度大于50m）及附屬商業裙樓。室外消防用水量為40L/s，室內消防用水量為25L/s，火災延續時間為2小時。以下就本工程消防水池及泵房位置的選擇、消防泵房的設置與消防水泵的選擇這兩方面的設計優化進行探討。

1.消防水池及泵房位置的選擇

本住宅小區位于城市郊區，市政管道只能提供一路供水。根據《消防給水及消火栓系統技術規范》（以下簡稱《栓規》）的規定，當采用一路消防供水或只有一條入戶引入管，且室外消火栓設計流量大于20L/s或建筑高度大于50m應設置消防水池。并由于市政給水管網不能保證室外消防給水設計流量，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與室外消防用水量之和。經計算，室內消防用水量為室內消火栓系統與噴淋系統之和，為288m3，室外消防用水量為288 m3，合計576m3。按照《栓規》的規定，儲存室外消防用水的消防水池應設置取水口，且吸水高度不應大于6m，按照本工程的情況，消防水池只能設在距地面高度小于6米的負一層，需要占用約300㎡的空間。并由于消防水池的保護半徑只有150米，小區部分區域超出保護半徑，需在消防泵房內設一套含室外消防加壓主泵和穩壓泵（均為一用一備）及氣壓罐的室外消防設備以滿足室外消火栓的水量和水壓要求，再加上室內消防需要設置一用一備的消火栓泵與噴淋泵，消防泵房需要約100㎡的空間。把消防水池和泵房設在負一層的方案共需占用400㎡空間，除利用塔樓下方的無用空間外還需要占用較多車位空間才能滿足，對于車位配比本已非常緊張的本項目無疑是雪上加霜。為節省出足夠車位空間，并滿足消防規范要求，經優化后，把消防水池和泵房拆分為室外消防水池和泵房、室內消防水池和泵房兩組。在小區建筑高度最高的塔樓下方，室外消防水池和泵房設在負一層，室內消防水池和泵房設在負二層，只需利用塔樓下方的無用空間就能滿足要求。

2.消防泵房的設置與消防水泵的選擇

根據《栓規》要求，消防水池的有效容積應滿足火災延續時間內消防用水量的要求。由于消防水池面積確定的情況下，水池的有效容積由有效水深決定。消防水池的有效水深是設計最高水位至最低有效水位之間的距離。關于最低有效水位的設置要求，《栓規》明確指出消防水池最低有效水位是消防水泵吸水喇叭口以上0.6m水位，當消防水泵吸水管上設置防止旋流器時，最低有效水位為防止旋流器頂部以上0.20m。除此之外，最低有效水位還應滿足消防水泵的自灌式吸水要求。關于如何才能滿足消防水泵自灌式吸水，目前有以下幾種觀點：

第一種：對于臥式消防水泵，消防水池滿足自灌式啟動的最低水位應高于泵殼頂部放氣孔。對于立式水泵，消防水池滿足自灌式啟動水泵的最低水位宜高于水泵泵體上部放氣孔，正常運行時，消防水池最低水位應高于水泵第一級葉輪。此觀點認為當采用立式泵時，初次啟泵水位應高于泵體上部放氣孔，啟泵后只要吸水喇叭口還淹沒在水中，水面上的空氣就不可能進入吸水管內。按此觀點，只要最高水位高于泵體放氣孔，最低水位高于水泵吸水管即可，在工程實際設計中也最容易實現。此觀點在國家標準圖集04S204中也有表述，不少省市及地區的施工圖審查人員及設計人員認同此觀點。

第二種：對于臥式消防水泵與第一種相同，但對于立式消防水泵，應高于出水管中心線。此觀點要求采用立式泵時，最低水位應高于水泵出水管中心線。其依據在《栓規》5.1.9條“當消防水池最低水位低于離心水泵出水管中心線時，可采用軸流深井泵”中間接指出。之后的國家標準圖集15S909《栓規》圖示中也明確了這一觀點。在實際設計中，可以通過選用臥式泵、單級泵、吸水管與出水管同軸設計的多級離心泵，達到與第一種觀點設計的效果。

第三種：對于臥式消防水泵與前兩種相同，但對于立式消防水泵，也要高于泵體排氣孔。此觀點認為在火災發生過程中，有可能一臺消防泵運行過程中發生故障，此時水位已低于排氣孔，備用泵啟動無法滿足自灌吸水要求，需要水池補水讓水位恢復至高于泵體排氣孔方可啟動，延誤救火時機。在《栓規》出臺后，一些規范組的專家在宣貫時就已提出此觀點，沿海一些發達省份及地區更明確要求：消防水池最低水位應不低于消防水泵排氣孔標高。

針對本工程，經與當地消防部門溝通，其要求消防水池最低有效水位必須高于消防泵排氣孔。設在負一層的室外消防泵房地面與消防水池底標高平齊，由于室外消火栓泵揚程要求不高，故選用排氣孔高度較低的立式單級消防泵，降低無效水位高度，滿足自灌式吸水要求的同時，減少無效貯水的容量，達到節水的目的。室內消火栓泵及噴淋泵由于揚程要求較高，故選用多級立式離心泵，其排氣孔高度將近1米。若泵房地面與消防水池底平齊，就會有大量的消防水池貯水變為無效貯水，不足的部分還要靠增大消防水池面積補充，從而產生更多的無效貯水。未解決這一困難，本設計局部降低消防泵房與水池吸水井標高（泵房地面標高與室外出入口地坪高差小于10m），讓消防水池底略高于水泵排氣孔，充分利用水池的貯水容積，節約了用水，同時水泵吸水管采用旋流防止器，減少水池吸水井深度，降低土建造價。

結語：

綜上所述，根據工程實際情況正確選擇消防水池及消防泵房位置，優化水泵房的設置和合理選用水泵設備是可以在滿足消防規范要求的同時做到少占地方，節約用水，降低造價，提高經濟效益。

參考文獻：

[1]《消防給水及消火栓系統技術規范》GB50974-2014

[2]《消防給水及消火栓系統技術規范》圖示15S909

[3]《消防專用水泵選用及安裝》04S204