河北省防汛抗旱物資倉庫消防給水系統設計與總結

王明智，謝麗清，朱國春，謝金星

（1.河北省水利水電第二勘測設計研究院，石家莊 050021；2.北方工程設計研究院有限公司，石家莊 050011；3.北方綠野建筑設計有限公司，石家莊050011）

本工程設計和施工周期為2015～2016年， 恰逢GB50016—2014《建筑設計防火規范》（簡稱《建規》）和GB50974—2014 《消防給水及消火栓系統技術規范》（簡稱《消規》）剛剛頒布實施，而GB50084—2001《自動噴水滅火設計規范》（2005年版）（簡稱《噴規》）尚未更新，本文僅針對設計時所依據的規程、規范條款論述，有可能與現行GB50084—2017《自動噴水滅火設計規范》規范部分要求不符。

1 工程背景及概況

防汛抗旱物資作為應急減災體系的物資保障，在搶險救災過程中發揮著不可替代的作用。 2011年中央1號文件明確提出“提高防汛抗旱應急能力，及安全應急搶險物資儲備體系”。

河北省水利工作會議也明確提出了 “基本建成防汛抗旱減災體系、 水資源合理配置和高效利用體系、水資源和水生態保護體系、水利科學發展的現代管理體系等四大體系”和“加強防汛抗旱設施建設，提高防災減災能力”的要求，充分體現了防汛抗旱物資倉庫的建設在防汛抗旱工作中的重要性和必要性。

河北省防汛抗旱物資倉庫工程， 即河北省防汛抗旱物資儲備調運中心石家莊倉庫建設項目， 為多跨門式鋼架輕型房屋鋼結構， 位于石家莊市東南部循環化工園區內，藁城區丘頭鎮規劃緯四路南側，規劃外環路東側。 倉庫總占地面積3.004hm2，總建筑面積15336m2，為河北省建設規模最大的防汛抗旱物資倉庫，主要建（構）筑物為物資倉庫（1號、2號、3號）、業務用房、 水泵房以及消防水池等， 工程總投資7434.13萬元。

2 消防給水系統概況

本工程1號、2號倉庫平面尺寸均 （長×寬）為120m×42m，建筑面積5040m2，倉庫總高度9m，存儲物品的可燃包裝重量不大于存儲物品本身重量的1/4，可燃包裝體積不大于存儲物品本身體積的1/2，故此兩座倉庫火災危險性類別為戊類，耐火等級為二級；3號倉庫平面尺寸（長×寬）為114m×42m，建筑面積為4788m2，倉庫總高度9m，存儲物品有編織袋、土工布等可燃固體，故該倉庫火災危險性類別為丙類，耐火等級為二級；業務用房建筑面積為300m2，耐火等級為二級。

根據《建規》， 本工程3座倉庫占地面積均大于300m2；業務用房建筑高度不大于15m，且建筑體積不大于1萬m3，因此廠區設置室外消火栓系統，3座倉庫內均設置室內消火栓系統，另3號倉庫為占地面積大于1500m2的丙類倉庫， 因此還需要設置自動噴水滅火系統。

3 消火栓系統設計

3.1 室外消火栓系統

建筑物室外消火栓系統設計流量根據建筑物的用途功能、體積、耐火等級、火災危險性等因素分析確定，設計流量大小參照《消規》表3.3.2取值。

1號、2號倉庫為戊類，建筑體積約45360m3，室外消火栓設計流量為15L/s；3號倉庫為丙類， 建筑體積約43092m3，室外消火栓設計流量為35L/s。 因此本工程室外消火栓系統設計流量按3號倉庫設計，火災持續時間為3h。

室外消火栓采用臨時高壓消防系統， 平時管網壓力由市政管網供給， 保證每個消火栓出口壓力不小于0.1MPa，火災發生后，報警信號啟動消防泵房內室外消火栓泵，向室外消火栓管網供水。

室外消火栓管道在廠區內形成環狀， 在管道沿線設置地下式室外消火栓（間距≤120m），消火栓距離建筑物外墻不小于5m， 距離道路邊緣不超過2m，消火栓保護半徑不超過150m。

3.2 室內消火栓系統

建筑物室內消火栓系統設計流量大小參照 《消規》表3.5.2取值，本工程各倉庫建筑高度均小于24m。

1號、2號倉庫為戊類， 室內消火栓設計流量為10L/s；3號倉庫為丙類，且體積大于5000m3，室內消火栓設計流量為25L/s。 因此本工程室內消火栓系統設計流量也按3號倉庫設計，火災持續時間為3h，同時使用消防水槍數為5支， 每根豎管最小流量為15L/s，同一時間內火災次數為一起，消火栓布置保證至少兩支水槍的充實水柱同時到達保護范圍的任何部位。

室內消火栓給水管道連接成環狀管網， 且每個倉庫有2條進水管與室外消防環狀管網連接，室外設置消防水泵接合器。 每個消火栓處設消防按鈕及報警裝置，消防按鈕直接啟動水泵房內消火栓給水泵，消防報警信號傳至消防控制室。

4 自動噴水滅火系統設計

3號倉庫存儲物資為堆放高度4m的救生衣、編織袋等，根據《噴規》第5.0.5條，倉庫危險級為Ⅱ級，自動呢噴水滅火系統噴水強度為12L/（min·m3）， 作用面積為200m2，噴灑設計流量40L/s，持續噴水時間2h。

本工程自動噴水滅火系統噴頭采用直立型噴頭（K=80），動作溫度68℃，碰頭濺水盤與頂板的距離不小于75mm，且不大于150mm，系統最不利點處噴頭工作壓力不小于0.5MPa。 每個自動報警閥系統安裝灑水噴頭數量不超過800個。 其工作原理如圖1。

圖1 自動噴水滅火系統工作原理

5 消防泵房及消防水池

消防泵房內設置滿足消防給水系統所需要的消防水泵，共設置室外消火栓泵組、室內消火栓泵組及自動噴水泵組，每個消防給水泵組各設置1臺工作泵和1臺備用泵。消防泵房系統如圖2（圖中①、②、③號泵分別代表室外消火栓、 室內消火栓及自動噴水滅火系統泵組）。

圖2 消防泵房系統

自動噴水滅火系統設計為預作用系統， 在準工作狀態時配水管道內不充水， 每個防火分區內自動噴水管網起端設置預作用報警閥一個， 其后管道體積為5.34m3，經計算其充水時間為2.2min。

消防水池有效容積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之和。 因此消防水池有效容積=室內消火栓系統用水量+室外消火栓系統用水量+自動噴水系統用水量。 經計算，最小有效容積為936m3。

消防水池總蓄水有效容積大于500m3時，宜設兩格能獨立使用的消防水池，因此消防水池分兩格，單格凈尺寸（長×寬×有效水深） 為24.0m×5.0m×4.0m=480m3，總有效容積960m3。 消防水池水源接自市政給水管道。

6 高位水箱及增壓穩壓設計

《消規》 第6.1.6、6.1.7條規定室外臨時高壓消火栓系統宜與室內消火栓系統合并， 獨立的室外消火栓系統應設穩壓泵，本工程在設計時采用室外、室內及自噴三套獨立的消防給水系統， 其中室外消火栓系統利用市政水壓進行增壓和穩壓， 室內消火栓系統和自動噴水滅火系統利用高位水箱及穩壓泵滿足增壓和穩壓的要求。

高位水箱是臨時高壓消防給水系統消防水池—消防泵房以外的另一個重要的消防水源， 其目的是增加消防供水的可靠性， 以最小的成本得到最大的消防安全效益。

高位水箱有效容積按照《消規》第5.2.1（5）條規定確定為18m3， 由于倉庫結構形式不足以承擔消防水箱及其附屬設備的重量， 因此在消防水泵房上部加蓋高位水箱間。 水箱安裝高度按照《消規》第5.2.2條規定，并設置增壓穩壓設施。

穩壓泵設計揚程按照滿足滅火系統最不利配水點處最小工作壓力和靜水壓力的要求進行確定。 參照國標圖集《消防給水穩壓設備選用與安裝》進行選型，穩壓泵設計流量為3m3/h，一用一備。

7 結語

防汛抗旱物資不同于其他單一種類的物品存儲倉庫，主要有搶險物料、救生器材、小型搶險機具等三大類、近60個品種，設計過程中，對存儲物品的火災危險性進行合理分類， 從而避免了將所有倉庫的火災危險性類別提高。

本工程前期工作過程恰逢《建規》和《消規》剛剛頒布實施， 設計過程中針對規范中的新規定和新要求進行深入分析和理解， 合理選擇消防給水系統設計方案，使得設計成果既滿足規程、規范的要求，又保證了火災時能快速、有效的滅火，同時節約了工程造價。

施工圖設計完成后，經審圖單位、消防大隊等有關部門審核后交付施工單位， 目前本工程已經完成竣工驗收工作，如期投入使用。對本工程的消防給水設計工作有以下幾點總結：

（1） 本設計在前期工作階段，3座倉庫均設計為丙類倉庫，無論在建筑防火設計及消防給水設計時，均需提高防火等級以滿足規范要求。設計過程中，對防汛抗旱物資進行合理分類， 將難燃燒和不燃燒物品統一劃分至1號、2號倉庫內，其余救生衣、救生圈、編織袋、土工布（膜）等可燃物及可燃包裝重量大于物品本身重量1/4或可燃包裝體積大于物品本身體積1/2的物資存儲至3號倉庫，最終1號、2號倉庫火災危險性類別為戊類，3號倉庫為丙類。

（2）本工程所在地為華北地區，倉庫內未設取暖設施，消防給水管道有冰凍可能，室內消火栓系統管道采用濕式系統應采取電伴熱措施防止冰凍破壞；自動噴水滅火系統設計為預作用系統， 并在倉庫屋脊處（最高點）設置快速排氣閥，預作用報警閥后管道充水時間為2.2min，與規范中要求不宜超過2min略有差距，但并非強制性要求，后期消防演練過程中，如充水時間不理想， 可增設預作用報警閥達到快速充水的目的。

（3）設計時，增壓穩壓設施選用圖集《消防給水穩壓設備選用與安裝》時效版本為98S205，而現行版本為17S205，圖集中穩壓泵設計流量為3m3/h，與《消規》 中“穩壓泵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”的要求略有不符，在今后的消防整改時， 應根據最新版本圖集對消防穩壓泵進行更換。

（4）本工程的實施，為同類工程的設計和建設工作提供了可借鑒的經驗思路和方案方法， 在滿足倉庫防火要求的前提下， 也能滿足防汛抗旱物資儲備的需求。

本工程的建設， 建立和完善了防汛抗旱物資儲備體系， 從根本上改善了物資存儲、 保管和調運條件，保證防汛抗旱物資儲備工作在防汛搶險、抗旱減災工作中發揮重要保障作用， 落實了河北省水利工作會議的部署要求， 彌補了河北省物資儲備一直以來存在的不足。

防汛抗旱物資儲備是整個防汛工作的重要組成部分，是戰勝各類洪水災害的物資基礎和保證，適應了國民經濟社會發展的要求， 滿足了新形勢下防大訊、抗大洪、搶大險、救大災的需要。