某小區室內消火栓給水設計

摘要：本工程為較典型的高層小區，涉及的消防給水設計思路具有普遍性。本工程地下室為車庫及設備用房，共一層，層高為5.5米。地上的建筑均以樓梯和電梯與地下室相通。地上有3棟26層住宅塔樓（編號1#～3#），首層架空，層高5.4米，2層及以上為住宅，層高為3.0米，建筑高度均為80.4米；1棟23層辦公樓（編號7#），1至3層，層高為5.1米，4層及以上層高為4.2米，建筑高度為99.30米，高位消防水池（有效容積36m3）及穩壓泵位于本棟；1棟5層綜合樓（編號5#），其中首二層為商業，三至五層為辦公，建筑高度22.80米。消防水池及泵房位于負一層1#住宅下方，距最遠棟7#直線距離L約250米。本工程地勢平緩，各棟塔樓±0.00的絕對標高相差不大，故本文計算時忽略不計。

下文就本小區的消火栓給水系統設計，對幾個常見的問題進行梳理：

關鍵詞：室內；消火栓；給水系統；設計

1、室內消火栓給水系統的流量

2.汽車庫的流量查《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》GB 50067-2014。

3.綜合樓消防用水量分別以地下車庫、商業、辦公3種功能按照總體積查《消防給水及消火栓系統技術規程》GB 50974-2014（下文簡稱為《消水規》）表3.5.2，其中最大者為該綜合樓室內消火栓用水量。

4.消防水池容積=V室內+V噴淋=432+126=558m3， 消防水池實際水深3.8米，有效水深3.45米。

2、室內消火栓給水泵揚程估算

Pf=0.01λ（L+HZ） - - -式（一）

式中：λ為沿程比摩阻，HZ 為消防水池最低有效水位到最高棟屋面的幾何高度。

消火栓給水系統采用DN150熱浸鋅鋼管，經輔助軟件計算得出，當Q=40L/s，λ=0.061683，代入式（一）得Pf=0.01×0.062×（250+5.5+99.30）=0.22MPa

P=k2（∑Pf+∑PP）+0.01H+p0 - - - -式（二）

式中： P為消防水泵設計揚程（MPa）；k2為安全系數，取1.20；Pf為管道沿程水頭損失（MPa），Pp為局部水頭損失水頭損失（MPa），按30%Pf估算，P0為最不利點水滅火設施所需的設計壓力（MPa），取0.35MPa。代入式（二）得，P==1.2×（0.22+0.3×0.22）+0.01×（99.3+5.5）+0.35=1.74Mpa。

根據產品樣本，本工程選擇室內消火栓主泵參數為：Q=40L/s，P=1.72MPa，N=110Kw。

3、室內消火栓系統分區

根據《消水規》6.2.1條，系統工作壓力大于 2.40MPa 或消火栓栓口處靜壓大于 1.0MPa時 ，消防給水系統應分區供水。

本工程穩壓泵置于屋面，高位消防水箱最低有效水位高于屋面約1米，穩壓泵啟泵壓力P1初定為0.15Mpa，穩壓泵停泵壓力P2=P1/0.80=0.15/0.8=0.19MPa。

據《消水規》5.1.6條零流量時的壓力H0不應大于設計工作壓力P的140%，且宜大于設計工作壓力的120%，本設計取H0=1.2P。另根據國標圖集《消水規》圖示15S909第81頁，穩壓泵置于屋頂時，系統工作壓力 Hmax=H0+P2=1.2×1.72+0.15=2.21MPa<2.4MPa。消火栓栓口靜壓=P2+0.01H=0.19+0.01（99.3+1）=1.19>1.0MPa。系統需要豎向分區。

系統采用3：2比例式減壓閥分區，閥后壓力約0.9×1.72×2/3=1.03Mpa。經估算，減壓閥后，室內消火栓給水系統低區可供至7#辦公樓的8層，供至住宅1#～3#的18層（本小區只需考慮一起火災，故進行住宅的消火栓給水系統水力計算時按20L/s復核即可）。

考慮到地下室層高較高，管道安裝的位置較為寬裕，本設計最終將地下室消防給水環管放大至DN200，管道水頭損失降低，有利于減小水泵揚程。讀者如有興趣，可重新校核室內消火栓給水系統。

4、室內消火栓給水系統穩壓泵的選型

本文僅考慮高位水箱、穩壓泵置于最高棟屋面的情況。根據《消水規》5.3.3條第3小點，穩壓泵的設計壓力應保持系統最不利點處水滅火設施在準工作狀態時的靜水壓力應大于0.15Mpa。同時根據7.4.12條，高層建筑消火栓栓口動壓不應小于 0.35MPa。

那么，在火災初期，有人利用消火栓撲滅火災，消火栓給水系統壓力持續降低，但仍未降低到壓力開關設定的消火栓主泵啟泵值，穩壓泵仍在加壓。此時，穩壓泵是否需要維持消火栓栓口動壓>0.35Mpa。筆者認為不需要，這個問題可以回歸到“臨時高壓給水系統”的定義——平時不能滿足水滅火設施所需的工作壓力和流量，火災時能自動啟動消防水泵以滿足水滅火設施所需的工作壓力和流量的供水系統。由此可知，臨時高壓給水系統是主泵開啟后，方能滿足滅火的壓力及流量要求。

在國標圖集《消水規》圖示15S909第45頁左下角提到，穩壓泵啟泵壓力P1>15-H1，其中H1為高位消防水箱最低有效水位至最不利消火栓的幾何高差。一般設計時為了簡化計算，直接取值P1=0.15Mpa，根據P1 值即可推算得出穩壓泵停泵壓力P2，上文中已有計算，此處略。本設計穩壓泵揚程為（P1 +P2）/2=（0.15+0.19）/2=0.17Mpa。

根據《消水規》5.3.3條穩壓泵的設計流量宜按消防給水設計流量的 1% ～3% 計，且不宜小于 1L/s ，本設計穩壓泵流量為40×3%=1.33L/s。

根據產品樣本，本工程選擇室內消火栓給水系統消穩壓泵參數為：Q=1.33L/s，P=0.20MPa，N=0.75Kw。

以上，本文根據實例，對消火栓給水系統的設計流量計算、揚程估算、室內消火栓系統的分區、室內消火栓給水系統穩壓泵的選型進行了梳理。實際工程中，往往需要進行不止一次計算，還需要再次復核，本文篇幅有限，不再進行復核。本人知識淺薄，希望本文能對各位同行有所啟發。