關于常高壓室外消防給水系統設計要點探討

胡耿惠

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

根據現行《建筑設計防火規范》8.1.2 項“民用建筑、廠房、倉庫、儲罐（區）和堆場周圍應設置室外消火栓系統[2]。”國內當前常見的室外消火栓系統主要有以下三種：

（1）市政直供消防給水系統：能滿足最不利點室外消火栓取水時所需的工作壓力和流量的供水系統。這就是俗稱“兩路消防進水”，主要由市政直接供水、水壓較低，同時滿足兩路水源、水壓、流量的要求即可，不需設置消防水池和增壓穩壓設備。

（2）臨時高壓消防給水系統：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[1]。這是目前工程中較為常見做法，需設置消防水池、消防水池取水口、消防增壓設備及穩壓設備。平時由穩壓設備對管網進行穩壓，當室外消火栓動作時，由壓力開關啟動增壓泵向室外消火栓管網供水。

（3）高壓消防給水系統：能始終保持滿足水滅火設施所需的工作壓力和流量，火災時無須消防水泵直接加壓的供水系統[1]。消防水池設于高位，通過水流重力保證室外消火栓的工作壓力，無須設置增壓穩壓設備。

縱觀上述三種系統，從建造成本考慮，常高壓系統消防水池設置于高位，會大大增加結構荷載成本，無疑是最不經濟的一種系統，但卻是最安全和穩定的系統。這也是本文想討論的系統。

1 常高壓室外消防給水系統

本系統由高位消防水池、室外消火栓、消防管網和室外閥門井等組成，如圖1 所示。

圖1 常高壓室外消防給水系統

室外消防所需全部水量儲存于消防水池內，消防水池設置于高位，平時室外管網中維持由最低有效水位至室外消火栓處的幾何高差所形成的壓力；當發生火災時，消防隊員使用室外消火栓時，由高位消防水池直供向室外消火栓管網供水。

2 工程實例

下面由筆者講述一下常高壓室外消防給水系統在實際工程應用上的探討。

2.1 工程概況

本項目為廣州國際金融交易廣場，屬超高層綜合樓，用地面積約 0.9 萬 m2，建筑面積約 14.3 萬 m2，共 50 層，地下 5 層，建筑總高223.1m。整個建筑由商務辦公、商業（餐飲）、公建配套和五層地下室組成。6～50 層為商務辦公部分，塔樓共設置4 個避難層，其中6 層避難層高度為30.0m，17 層避難層高度為77.0m。

本項目室內消火栓系統和噴淋系統主要采用常高壓系統，室內消防水池設于天面。由于地下一層為地下商業，甲方從商業價值方面考慮，由設計提出方案，擬將室外消防水池共432m2水，設于避難層，室外管網采用常高壓給水系統。

2.2 設置室外高位消防水池

水池是設于17 層避難層（77m 高）還是設于6 層避難層（30m 高）設計初期進行對比，根據現行《消防給水及消火栓系統技術規范》（下文簡稱“消水規”）7.2.8 項“當市政給水管網設有市政消火栓時，其平時運行工作壓力不應小于0.14MPa，火災時水力最不利市政消火栓的出流量不應小于15L/s，且供水壓力從地面算起不應小于0.10MPa[1]。”即所需壓力水頭不小于10m，即可滿足規范要求。明顯水池設置于30m 處，會更節能、更加經濟。首先輸水管道較短，且可采用0.6MPa 公稱壓力的消防管道（如設于77m 處，至少需采用1.0MPa 管道），再者可采用普通型室外消火栓（如設于77m 處，需采用減壓型室外消火栓，成本偏高）。最終確認消防水池設于6 層。

水池有效容積為V=432m3，共分兩座設置，并采用不銹鋼成品水箱，水箱之間設置連通管并安裝檢修閥門。

消防水池吸水管處通常設置有喇叭口或防止旋流器，如采用喇叭口離有效水位線至少為600mm，采用防止旋流器，一般離有效水位線為350mm，具體根據廠品確定。本工程設置采用防止旋流器吸水，同一水深，可利用更多有效水，節省水池面積。

室外消防水池應設置就地水位顯示裝置，并應在消防控制中心或值班室等地點設置顯示消防水池水位的裝置，同時應有最高和最低報警水位。其他設計如圖2 所示。

圖2 室外消防水池系統

2.3 確定管網主管徑

本系統流量為40L/s，通常選用的主管徑為DN150 和DN200兩種，由于最不利點室外消火栓所需的設計壓力按0.1MPa，決定管徑的主要因素在于系統總水頭損失。本工程輸水干管從水池至室外環管長約100m，室外環管總長約256m，根據“消水規”第10 項水力計算篇的海澄－威廉公式，可計得采用DN200 總水頭損失約為5.0m，采用DN150 總水頭損失約為20.3m，另外還需考慮室外消火栓支管DN100 的水頭損失。本工程高位消防水池底標高為30.5m，故需采用DN200 管徑的輸水主管方可滿足最不利點室外消火栓所需壓力要求。

筆者經驗小結，對于室外消火栓系統流量30L/s 或以下的，主管徑用DN150 基本可滿足要求；對于高位水池所服務地塊較大的，管網長，地勢較復雜，且設計流量40L/s 的工程，建議主管徑直接采用DN200。

2.4 討論流量開關設置

根據“消水規”第11．0．4 項，消防水泵應由消防水泵出水干管上設置的壓力開關、高位消防水箱出水管上的流量開關，或報警閥壓力開關等開關信號應能直接自動啟動消防水泵[1]。流量開關主要用于啟泵，現系統為常高壓系統，消防隊員只要將水帶接駁室外消火栓，即可使用高位水池的全部水量，無須啟泵，故流量開關可不設置。但筆者從消防安全考慮還是在消防水池出水管處設置了流量開關，只提供報警訊號，主要是以防管網漏水嚴重或室外消火栓被外力（如車撞）損壞等誤動作，報警以便消防控制中心及時處理，此為消防管網安全維護的一部分。

2.5 討論消防取水口設置

根據“消水規”第 4．3．7 項，消防水池應設置取水口（井），且吸水高度不應大于6.0m[1]。如是地下消防水池，取水口的設置就較容易理解。那高位消防水池，是否還需設置取水口。筆者認為可不再另設取水口，因為查閱“消水規”國標圖集圖示15S909 中，有關取水口的圖示，顯示直接連接消防水池的室外消火栓，可作為取水口。即常高壓室外消火栓系統中的所有室外消火栓均可等同于消防取水口。

2.6 布置室外消火栓管網

室外消火栓間距布置按不大于120m，其與保護建筑物外墻距離大于5m，小于40m；距路邊不宜小于0.5m，并不應大于2m。室外消防管道最小管頂覆土不應小于0.70m；在機動車道下管道管頂覆土不小于1.20m。室外消火栓，閥門井等設置地點需設置相應的永久性固定標識。

3 結束語

本文通過對常高壓室外消防給水系統與其他兩種室外給水系統進行對比，本系統雖有建造成本高、不實用等遭人垢病的問題，但不容置疑本系統更為安全穩定。且室外高位消防水池可設于裙樓屋面或避難層，讓出此部分地下室泵房和水池面積，作為地下室騰出車位空間或商業空間。在繁華擁擠，高樓林立，寸土寸金的城市中心，更張顯其作用。作為給排水專業設計人，將繼續按照規范要求和結合業主需求，與建筑專業深度配合，選擇更合理、可靠、安全穩定的消防給水系統，為社會在消防安全方面貢獻自己一份力量。