淺談消防水系統設計中幾個易錯點

蒲寶明

（甘肅省工業與民用建筑設計院有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 關于高位消防水箱的設置問題

現在的建筑在消防水系統設計時，高位水箱是設計之初重點要考慮的要素。高位水箱在整個消防系統中會起到關鍵性的作用，很多火災在著火前期由于消防泵還未啟動，此時管網中的消防水壓力及水量就由高位水箱及配套穩壓設施提供，高位水箱在整個消防系統中的作用是提供建筑初期火災時的消防用水量并保證相應的水壓要求。但是，實際設計中由于建筑物造型、屋面性質的影響，部分建筑在屋面設置高位水箱有困難，在這種情況下，根據 《消防給水及消火栓系統技術規范》[1]GB 50974-2014（以下簡稱《消水規》）第6.1.9 條規定，高位水箱的設置存在以下兩種情況：第一種，建筑物在屋面設置高位消防水箱；第二種，建筑物屋面無法設置高位消防水箱，火災前期消防用水儲存于室外消防水池內，室外消防水泵房設置供消防系統使用的增壓穩壓系統。

情況一：高位水箱設置于建筑物的最高處。一般這種情況下高位水箱都是設置于建筑群最高建筑屋面，但是在個別項目中，當建筑群中有兩個建筑總高度相差1～2m，但是在建筑屋面絕對標高最高的那個建筑由于特殊原因無法設置高位水箱，此時，應該如何設計水箱呢？筆者認為，在這種情況下，要充分理解規范，根據《消水規》[2]第5.2.2 條要求“高位消防水箱的設置位置應高于其所服務的水滅火設施，且最低有效水位應滿足水滅火設施最不利點處的靜水壓力”，此處的“水滅火設施”筆者認為它指用于消防滅火的室內消火栓系統、自動噴水滅火系統等用于滅火的消防設施。因此筆者認為設計時只要保證高位水箱的最低有效水位絕對標高高于保護建筑物群的消防水滅火設施的最高設置絕對標高即可，至于規范要求的高位水箱最低有效水位需要保證水滅火設置最不利點處靜水壓力的要求可以通過設置“穩壓泵+氣壓罐”的方式解決。此時高位水箱配套設置的穩壓泵的流量、揚程的設計值根據規范要求經計算確定。穩壓泵流量值確定時根據《消水規》第5.3.2 條的要求選用，這里穩壓泵的設計流量大小主要用于維持管網中平時發生的漏損水量及用于系統自動啟動的啟動流量。通常一個消火栓栓口出水流量為5L/S，管網中漏損水量也無確切值，系統的自動啟動流量也主要是指報警閥的啟動流量，查閱相關資料，報警閥的啟動流量在25～60L/min，當通過報警閥的流量大于60L/min即1L/S 時系統才會啟動。因此，筆者認為，在這種情況下穩壓泵流量選用1 L/S 為宜[3]。關于穩壓泵的揚程確定，根據《消防給水及消火栓系統技術規范》[4]圖示15S909（以下簡稱《消規圖示》）中要求計算（計算示意圖如圖1 所示）。

圖1 計算示意圖

對于一個建筑室內消火栓系統、噴淋系統、消防炮共用一個高位水箱及穩壓系統，根據《消水規5.3.3 條的要求，此時的穩壓設備需要保證系統的最不利點處的最低設計靜水壓力統一按照P1=0.15MPa 選取，而最不利點靜水壓力值在數據上為：最不利點靜水壓力值（P1）=穩壓泵設計壓力值（Ps1）-穩壓泵設置位置與最不利點處的幾何高差（H1），則穩壓泵設計壓力值為：Ps1=P1+H1，而此時的穩壓泵設計壓力值也即為消防系統中穩壓泵的啟泵壓力值，穩壓泵的停泵壓力值根據《消規圖示》中相關要求，其停泵壓力值（Ps2）=Ps1/0.8。

情況二：建筑物屋面無法設置高位消防水箱。根據《消水規》第6.1.9 條條文的規定，個別建筑由于建筑造型、屋面結構形式等特殊原因而無法設置高位消防水箱時，此時的前期消防用水的儲存便需要格外注意。在這里筆者認為一般像鋼結構廠房建筑，由于屋面結構的特殊性而無法設置高位消防水箱，在此時，可以考慮不設置高位消防水箱，但是此種情況下一定要滿足規范要求的“采用安全可靠的消防給水形式”，可以將火災前期消防用水儲存于消防水池內并在泵房內設置用于穩壓室內消防系統的穩壓泵。此種情況下的“安全可靠的消防給水形式” 筆者認為需要滿足以下三點：（1）需要設置能夠儲存火災延續時間內的全部消防用水的消防水池及消防水泵；（2）整個場地存在滿足規范要求的兩路供水；（3）有雙電源系統。此時的消防供水系統根據《消規圖示》[5]中的要求，其供水示意圖如圖2 所示。

圖2 供水示意圖

此時，筆者認為穩壓泵的設計流量根據規范要求為1L/s，設計壓力Ps1為：最不利點靜水壓力值（P1）+穩壓泵設置位置與最不利點處的幾何高差（H1），即Ps1=P1+H，穩壓泵停泵壓力值為（Ps2）=Ps1/0.8。此種情況下需要注意當室內消防系統有室內消火栓系統、自動噴水滅火系統，而這兩個系統共用一套穩壓系統時，根據《自動噴水滅火系統設計規范》[6]GB 50084-2017 第10.3.3 條的要求，當噴淋系統和消火栓系統共用一套穩壓設備時，此時配備的氣壓罐的有效儲水容積就不再是根據 《消水規》要求的“氣壓罐有效容積不小于150L”而通常選用的有效容積為450L 的氣壓罐，此時的氣壓罐有效容積需要根據噴淋系統最不利處4 只噴頭在最低工作壓力下的5min 用水量確定。筆者對噴淋系統最不利點處4 支普通下垂型噴頭在0.05MPa 工作壓力下5min 的需水量進行了一個計算，得出的需水量是1131L，也就是說此時，穩壓泵配置的氣壓罐有效容積應不小于1131L。

2 關于消防水泵出水管上設置的壓力開關開啟值的問題

在平時的建筑消防水系統設計時根據 《消水規》第11.0.4 條要求，在消防水泵的出水管上設置壓力開關，設置壓力開關的目的也是通過壓力開關感應管網中壓力的變化，當壓力開關值低于設定的某一數值后，壓力開關動作啟動消防水泵，而壓力開關開啟值的確定也便成了重中之重[6]。根據《消規圖示》 第45 頁中對設置高位消防水箱供水系統的要求中，消防泵啟泵壓力值為：“最不利點處靜水壓力值（15m）+滅火設施最不利出水點距壓力開關設置點的幾何高差（H）+穩壓泵設置點距滅火設施最不利出水點的幾何高差（H1）-（7m～10m）”，此時的消防泵啟泵壓力值也即為壓力開關開啟值。

對于設置于地下消防水泵房內的用于室外消火栓系統的穩壓設備，其穩壓泵的啟泵壓力、停泵壓力及室外消火栓水泵的壓力開關開啟值的確定筆者認為按如下確定。根據《消水規》的要求，室外消火栓平時運行工作壓力不小于0.14MPa，火災時其供水壓力從地面算起不應小于0.1MPa，也即此時其配套穩壓泵啟泵壓力應保證最不利消火栓給水管網供水壓力從地面算起不小于0.14MPa，筆者認為穩壓泵啟泵壓力值確定為P1=0.17MPa，停泵壓力值P2=P1/0.8=0.21MPa。當最不利消火栓處供水管網供水壓力從地面算起降至0.1MPa 之前應啟動消防水泵，因此筆者認為此時室外消火栓水泵設置的壓力開關開啟值應確定為0.12MPa。

3 總結

以上便是筆者在給排水消防系統設計過程中根據自己的一些設計疑問在經過查閱相關資料及反復計算后得出的一些看法，這些是筆者對知識點的理解，寫出來和大家一起探討，不足之處望各位同行多多批評指正。