消火栓系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)探討

摘要：消火栓系統(tǒng)是消防員等專業(yè)人員進(jìn)入火場(chǎng)開展滅火的重要工具。然而，從火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)消防設(shè)施使用情況反饋來看，有些現(xiàn)場(chǎng)存在消火栓系統(tǒng)無水或出水水壓不足、消火栓箱打開角度太小導(dǎo)致水龍帶難以快速連接栓口等問題，影響了滅火效果。通過研究討論消火栓泵的啟動(dòng)方式、消火栓減壓方式、消火栓箱安裝位置及開啟角度等關(guān)鍵技術(shù)，旨在解決實(shí)際使用過程中出現(xiàn)部分消火栓泵無法正常啟泵、消火栓栓口水壓不足及消火栓箱開啟角度偏小、遮擋疏散通道等問題，進(jìn)而提升消火栓系統(tǒng)在滅火救援中的效能。

關(guān)鍵詞：消火栓泵啟動(dòng)方式；消火栓減壓方式；消火栓箱開啟角度

中圖分類號(hào)：D631.6" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " "文章編號(hào)：2096-1227（2025）06-0022-03

0 引言

消火栓憑借顯著的滅火效果，使得消火栓滅火系統(tǒng)得以廣泛使用，一般工業(yè)和民用建筑都會(huì)設(shè)置該系統(tǒng)。相較于自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)、消防炮等水滅火系統(tǒng)，消火栓系統(tǒng)造價(jià)低、操作靈活、出水時(shí)間長(zhǎng)，在建筑滅火過程中作用顯著。然而，通過對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)消防設(shè)施使用情況的調(diào)查，部分消火栓出現(xiàn)一些問題，致使火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消火栓無法快速地出水滅火，影響滅火效果。因此，研究討論消火栓泵的啟動(dòng)方式、消火栓減壓方式、消火栓箱開啟角度等關(guān)鍵技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 消火栓泵啟動(dòng)方式

GB50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《消水規(guī)》）第11.0.4條規(guī)定，消火栓泵由開關(guān)信號(hào)直接自動(dòng)啟動(dòng)的要求；開關(guān)信號(hào)包括設(shè)置在消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)側(cè)出水干管、自噴報(bào)警閥處以及高位消防水箱出水管等處的開關(guān)信號(hào)。為了增加消火栓泵控制的可靠性、維護(hù)檢修的便捷性，《消水規(guī)》在11.0.5條規(guī)定，消火栓泵必須同時(shí)滿足手動(dòng)、自動(dòng)啟動(dòng)的要求，消火栓泵不可以自動(dòng)停泵?！断?guī)》第11.0.19條補(bǔ)充了消火栓按鈕的作用：消火栓按鈕不宜作為直接啟動(dòng)消防水泵的開關(guān)，但可作為發(fā)出報(bào)警信號(hào)的開關(guān)或啟動(dòng)干式消火栓系統(tǒng)的快速啟閉裝置等。當(dāng)建筑物內(nèi)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，消火栓按鈕應(yīng)聯(lián)動(dòng)控制消火栓泵啟動(dòng)，不宜作為直接啟動(dòng)消火栓泵的開關(guān)；當(dāng)建筑物內(nèi)無火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，消火栓按鈕應(yīng)作為直接啟動(dòng)消火栓泵的開關(guān)，直接啟動(dòng)消火栓泵；在干式消火栓系統(tǒng)中，消火栓按鈕應(yīng)能直接啟動(dòng)快速啟閉裝置的控制閥門，如雨淋閥、電磁閥或電動(dòng)閥等。

消火栓泵的連鎖啟動(dòng)即直接自動(dòng)啟動(dòng)，通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的專用線路實(shí)現(xiàn)直接控制，不依賴消防聯(lián)動(dòng)控制器等中間設(shè)備，在此啟動(dòng)方式下，消火栓泵控制柜處于自動(dòng)狀態(tài)。消火栓泵的聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)是通過現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警信號(hào)傳輸?shù)较缆?lián)動(dòng)控制器，消防聯(lián)動(dòng)控制器發(fā)出控制信號(hào)，消火栓泵接收信號(hào)后自動(dòng)啟泵。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警信號(hào)分兩種情況：一是2個(gè)探測(cè)器信號(hào)與消火栓按鈕信號(hào)；二是1個(gè)探測(cè)器信號(hào)、1個(gè)手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕信號(hào)以及消火栓按鈕信號(hào)。聯(lián)動(dòng)啟泵要求消防聯(lián)動(dòng)控制器和水泵控制柜均設(shè)在“自動(dòng)”狀態(tài)。消火栓泵自動(dòng)啟泵需3個(gè)裝置同時(shí)動(dòng)作，大幅度降低了消防水泵的誤動(dòng)作概率。

基于消防水泵的啟動(dòng)方式，已有部分學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了分析探討。李龍波[1]提出，消火栓箱里的按鈕既已不作為直接啟動(dòng)消防水泵的開關(guān)，則沒必要設(shè)置。理由是電氣專業(yè)已經(jīng)設(shè)置了煙感、溫感等火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，去掉這個(gè)按鈕可節(jié)省信號(hào)線，對(duì)于大型建筑工程而言，可以節(jié)省造價(jià)。消火栓系統(tǒng)屬于典型的人工干預(yù)式消防設(shè)施，滅火作業(yè)依賴于人員對(duì)消火栓閥門的手動(dòng)開啟操作，而消火栓報(bào)警按鈕所反饋的觸發(fā)信號(hào)，可作為判定火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)人員是否到達(dá)的依據(jù)。當(dāng)該按鈕始終保持未觸發(fā)狀態(tài)時(shí)，可判斷現(xiàn)場(chǎng)尚無人員啟用消火栓實(shí)施滅火作業(yè)，若在此情形下，消火栓泵仍自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，將致使整個(gè)消火栓管網(wǎng)系統(tǒng)處于高壓狀態(tài)，安全泄壓閥一旦出現(xiàn)功能失效或故障，無法及時(shí)釋放過高壓力，管網(wǎng)系統(tǒng)將因持續(xù)高壓而發(fā)生爆裂。這種狀況不僅會(huì)造成消防水資源與設(shè)備資源的無謂損耗，更會(huì)引發(fā)一系列次生災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)建筑物及周邊區(qū)域的安全穩(wěn)定構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，為確保消防安全，《消水規(guī)》要求消火栓泵需3個(gè)信號(hào)同時(shí)動(dòng)作才能啟動(dòng)。

2 消火栓減壓方式

消防給水系統(tǒng)中涉及的壓力類型主要有靜壓、動(dòng)壓、系統(tǒng)工作壓力、設(shè)計(jì)壓力及工作壓力5種。靜壓是消防系統(tǒng)管網(wǎng)內(nèi)水處于靜止不流動(dòng)時(shí)的壓力；動(dòng)壓是消防水流動(dòng)時(shí)測(cè)得的壓力；系統(tǒng)工作壓力指消防給水系統(tǒng)在運(yùn)行情況下可能產(chǎn)生的最大壓力，是選擇管材、管件及配件等產(chǎn)品的重要依據(jù)之一，同時(shí)也用于確定壓力管道水壓強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力；設(shè)計(jì)工作壓力是消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)能滿足消防設(shè)施正常工作的壓力；工作壓力是消防設(shè)施在額定工作狀態(tài)下承受的壓力?！断?guī)》第7.4.12條規(guī)定，消火栓栓口動(dòng)壓力不應(yīng)大于0.50MPa；當(dāng)大于0.70MPa時(shí)必須設(shè)置減壓裝置。實(shí)際工程中，當(dāng)消火栓栓口壓力大于0.50MPa時(shí)，就會(huì)采取降壓措施，通常采用減壓閥、減壓穩(wěn)壓消火栓、減壓孔板等方式。在設(shè)計(jì)時(shí)，減壓閥一般用于消火栓滅火系統(tǒng)的系統(tǒng)分區(qū)，常用的有可調(diào)式減壓閥和比例式減壓閥；而消火栓栓口減壓有設(shè)置減壓穩(wěn)壓消火栓和減壓孔板兩種方式。

以SNW65-Ⅲ型減壓穩(wěn)壓消火栓為例，見圖1。進(jìn)水口壓力P1范圍為0.7～1.6MPa，出水口壓力P2范圍為0.35～0.45MPa，減壓穩(wěn)壓消火栓內(nèi)部由擋板、彈簧、活塞、活塞套構(gòu)成減壓裝置。活塞底部進(jìn)水端水壓的大小與彈簧的彈性張力共同決定了活塞側(cè)壁上泄水孔的泄水能力。進(jìn)水端水壓P1大于彈簧的彈性張力時(shí)，活塞側(cè)壁上的泄水孔受活塞套遮擋，導(dǎo)致泄水孔的有效流通面積減小，水流阻力增大，從而使栓后的壓力P2減?。贿M(jìn)水端水壓P1小于彈簧張力時(shí)，活塞會(huì)向下滑動(dòng)，此時(shí)泄水孔被活塞套遮擋的部分減小，泄水孔的有效流通面積增大，水流阻力減小，栓后的壓力P2增大[2]。

減壓孔板通常安裝在消火栓前支管或消火栓口處，通過減小過水孔徑來增大水頭損失，進(jìn)而降低消火栓后壓力。減壓孔板具有安裝方便、造價(jià)低的特點(diǎn)，在工程項(xiàng)目中應(yīng)用較為普遍，但在實(shí)際應(yīng)用過程中也存在一些問題：由于不同樓層、不同位置的消火栓栓前壓力存在差異，計(jì)算得出的減壓孔板孔徑不同。在施工過程中，不同規(guī)格的減壓孔板易弄混弄錯(cuò)，不僅增加施工的人力成本，還會(huì)影響施工質(zhì)量。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)單級(jí)減壓孔板安裝在消火栓水平支管段時(shí)，長(zhǎng)度不應(yīng)小于650mm，若采用二級(jí)減壓孔板，安裝長(zhǎng)度不小于900mm，但在實(shí)際工程中，在水平支管段安裝二級(jí)減壓孔板存在一定難度。在火災(zāi)發(fā)生初期，系統(tǒng)出流量較小，若整個(gè)系統(tǒng)僅使用1～2支消火栓，管網(wǎng)水頭損失會(huì)相應(yīng)減小，主泵揚(yáng)程升高。此時(shí)，若滅火初期按滿流量計(jì)算設(shè)計(jì)減壓孔板，消火栓栓口壓力存在超壓的可能，不僅會(huì)影響正常使用，還會(huì)對(duì)滅火效果產(chǎn)生不利影響。

因此，在進(jìn)行消火栓減壓設(shè)計(jì)時(shí)，需充分考慮減壓穩(wěn)壓消火栓和減壓孔板的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合工程實(shí)際，合理選擇減壓方式。

3 消火栓箱開啟角度優(yōu)化

關(guān)于消火栓箱開啟角度，現(xiàn)行規(guī)范存在不同要求。GB/T14561—2019《消水栓箱》第5.5.3條要求，箱門的開啟角度不能小于160°，《消水規(guī)》第12.3.10條關(guān)于消火栓箱的安裝要求，消火栓箱門的開啟不應(yīng)小于120°。兩條規(guī)范的開啟角度有差別。《消火栓箱》作為產(chǎn)品規(guī)范，開啟角度不小于160°是對(duì)消火栓箱在生產(chǎn)完成、安裝前，箱門應(yīng)達(dá)到的狀態(tài)要求；《消水規(guī)》不小于120°是對(duì)消火栓箱安裝完成的規(guī)定，側(cè)重于檢測(cè)驗(yàn)收。雖然120°的開啟角度一般不會(huì)對(duì)消火栓的操作造成太大影響，但對(duì)疏散走道的有效寬度是有影響的，因此《消水規(guī)》補(bǔ)充規(guī)定，消火栓門不得影響疏散。120°的開啟角度是一種放寬后的標(biāo)準(zhǔn)，主要是為了與建筑裝修相協(xié)調(diào)，在大部分建筑裝修時(shí)，消火栓箱會(huì)設(shè)置裝飾門。在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，若是裸裝，無論是明裝、半嵌入，還是全嵌入，只要消火栓箱的門不凹進(jìn)墻面，都可以輕易實(shí)現(xiàn)160°的開啟角度。

在實(shí)際工程中，為滿足裝修要求，盡管《消水規(guī)》將開啟角度放寬到120°，仍存在消火栓箱開啟角度不達(dá)標(biāo)的情況。這需要設(shè)計(jì)、裝修、施工單位在施工前協(xié)調(diào)合作，具體措施如下：①在保證滅火效果的前提下，合理規(guī)劃裝飾線條與消火栓的設(shè)置位置，避免裝飾線條對(duì)消火栓箱的開啟角度造成阻礙。②優(yōu)化疏散通道消火栓布置位置，避免將消火栓設(shè)置在疏散時(shí)人員比較集中的疏散門、安全出口附近，在疏散通道內(nèi)應(yīng)設(shè)置右開門的消火栓箱，以保障疏散時(shí)的安全性和便利性。③優(yōu)化消火栓箱裝飾門與墻體裝飾面之間的空隙，確保消火栓箱門的開啟角度。

消火栓箱門開啟角度還需遵循以下3個(gè)原則：①安全性原則，消火栓箱門開啟角度的選擇應(yīng)考慮消防隊(duì)員和群眾的人身安全，確保門在打開時(shí)不會(huì)對(duì)周圍人員造成傷害。②救援效率原則，消火栓箱門的開啟角度應(yīng)能夠保障消防隊(duì)員和設(shè)備順利進(jìn)入箱內(nèi)進(jìn)行救援操作，提高滅火效率。③耐用性原則，消火栓箱門的開啟角度應(yīng)確保門和開門機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不易損壞，盡可能延長(zhǎng)使用壽命。

在實(shí)踐中，消火栓箱不影響疏散一般有兩種方法：①增加疏散走道的寬度。這種方案在設(shè)計(jì)之初就需要考慮疏散走道的寬度，在滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上適當(dāng)拓寬，預(yù)留出一定的富余空間，即使被消火栓門遮擋一部分，仍能滿足規(guī)范的要求。例如，北京某高檔寫字樓辦公樓層的疏散走道寬度達(dá)1.8m，可解決疏散走道凈寬的問題，但這種個(gè)例不具備推廣性。②優(yōu)化消火栓的設(shè)置位置，在不影響滅火效果的前提下，結(jié)合建筑功能布局特點(diǎn)，兼顧消火栓箱門開啟角度的3個(gè)原則，合理布置消火栓，使消火栓箱門的開啟方向與疏散方向匹配，避免產(chǎn)生阻擋。

4 結(jié)束語

消火栓滅火系統(tǒng)自引入應(yīng)用至今，已成為一套相對(duì)穩(wěn)定的滅火系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用建筑，其操作靈活、出水時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)在實(shí)際火災(zāi)中發(fā)揮著重要作用。通過探討消火栓泵的啟動(dòng)方式、消火栓減壓方式、消火栓箱開啟角度等關(guān)鍵技術(shù)，明確了消火栓泵連鎖啟動(dòng)和聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)對(duì)報(bào)警信號(hào)的設(shè)置要求，旨在解決部分消火栓系統(tǒng)不能出水的問題，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消火栓系統(tǒng)能夠及時(shí)、有效地發(fā)揮作用。只有將消火栓系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)落實(shí)到位，提升消火栓滅火系統(tǒng)的滅火可靠性，才能更好地發(fā)揮消火栓系統(tǒng)的滅火救援作用，從而保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1]李龍波.《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB 50974—2014芻議[C]//第16屆建筑給水排水大會(huì)論文集，2024：384-387.

[2]張亮.室內(nèi)消火栓系統(tǒng)減壓設(shè)計(jì)探討[C]//第16屆建筑給水排水大會(huì)論文集，2024：533-537.