浅谈高层建筑消防给水设备房设计

林县平（广东省重工建筑设计院有限公司）

浅谈高层建筑消防给水设备房设计

林县平
（广东省重工建筑设计院有限公司）

消防给水系统与人民的生命和财产安全息息相关。本文本着安全、合理和经济的原则针对消防给水系统的核心部分消防给水设备房设计中的消防水池和消防水泵房易出现的问题，提出相应的设计和优化方案。

消防水池；消防水泵房；压力开关

消防给水系统是一栋建筑乃至一个城市的安全护盾。它的设计合理与否直接关系到人民的生命财产安全。而消防给水设备房就是消防给水系统的核心部分，所以消防给水设备房的设计可谓重中之重。《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）以下称“新消规”于2014年10月1日正式实施，但很多给排水设计人员对消防给水设备房的设计参考仍停留在已废除的老规范阶段。为了保障建筑的防火安全系数，给排水设计人员必须结合建筑的自身特点，因地制宜，结合消防新规设计出安全、经济、合理的消防给水系统。本人结合自身多年来的设计经验和对新消规的理解，制定合理的消防给水设备房设计方案，对建筑消防给水设备房设计中存在的问题进行了探究，优化消防给水设备房的工艺参数，降低火灾的危害程度，保护人民生命和财产的安全，并期望为以后消防给水设备房的设计提供相应的技术参数依据。

1　消防水池有效容积的确定

消防给水一起火灾所需的灭火用水量应当按照需要同时作用的室内外消防给水用水量之和计算。当市政给水管网的供水流量和压力能够保证室外消防给水设计流量和压力时，消防水池的有效容积可只满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求。当市政给水管网的供水流量和压力无法保证室外消防给水设计流量和压力时，消防水池的有效容积应当满足在火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量之和的要求。当室外市政给水管网不仅满足室外消防用水量和给水压力的要求，还具有富余的补水能力，并且消防水池采用非同一支管的两路消防供水时，消防水池的有效容积可以将补水的容积折减，但最小容积不应当小于100m3，当仅设有消火栓系统时不应小于50m3。

2　消防水池的设计

2.1水池的分格

依据现场市政供水的概况和建筑的属性，以及《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）可得设计工程项目的消防给水所需要的灭火用水量和消防水池所需要的贮水容积。当消防水池的总贮水有效容积大于500m3时，宜将消防水池设计成两格能够独立使用的消防水池。此两格消防水池的有效容积宜大致相等并可以共用池壁，但两格水池均有各自独立的进出水管。当消防水池的总贮水有效容积大于1000m3时，宜将消防水池设计成两座能够独立使用的消防水池。此两座消防水池的有效容积宜大致相等并且不能共用池壁。每一座消防水池都是功能完全独立的消防水池，以确保和提高消防用水的安全性。每格（或座）消防水池均应当设置连通管，连通管的管径应当经过计算确定，一般连通管的流速宜不大于1m/s。为了确保消防贮水量得以充分利用，消防水池的连通管的管顶标高宜低于消防水池的最低有效水位。

2.2水池最低有效水位的确定

依据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）的规定：消防水泵应采取自罐式吸水，即要求消防水池的最低有效水位要高于消防水泵的放气孔。消防水泵在运作中突然停电重启或是因为故障而切换备用消防水泵时，如果恰巧此时消防水池的水位低于消防水泵的放气孔，消防水泵则无法进行吸水。因此，消防水泵的放气孔标高决定了消防水池的最低水位标高。为了充分利用消防水池的容积，则需尽量降低消防水池的最低有效水位。当消防水泵房位于消防水池的下一楼层时，此时的消防水池容积能够得到最大化的利用。消防水池的最低有效水位只需满足高于吸水喇叭口0.60m的水位。当消防水泵吸水管设置旋流防止器时，消防水池的最低有效水位为旋流防止器顶部以上0.20m。

图1　消防水池的最低有效水位

当消防水泵房与消防水池处于同一楼层时，即使消防水池的最低有效水位高于吸水喇叭口0.60m或者是高于旋流防止器顶部0.20m，消防水泵仍然无法满足自罐式吸水的条件。消防水池容积的最大化利用取决于消防水泵的高低。为了充分利用消防水池的容积，设计师可以选用卧式消防泵和与建筑、结构专业协商降低水泵房地面标高的方法来处理。

2.3水池控制水位和溢流水位的确定

确定消防水池的最低有效水位后，可依据消防总贮水量和消防水池的面积计算出消防水池的有效水深。消防水池的溢流水位一般比消防水池的设计控制水位高50~100mm即可。消防水池的溢流管管径宜比消防水池的进水管管径大一级，并且应在溢流管的管口设置防蚊虫保护措施。

3　消防水泵房的设计

3.1消防水泵吸水管的设计

当消防水池无需分格时，消防水泵宜设置各自独立的吸水管分别与消防水池连接。当消防水池的有效容积超过分格或分座要求的有效容积时，消防水泵房可以设计一根吸水母管，吸水母管应分别与两格（或两座）消防水池至少有一根吸水管连接。吸水母管的管径应保证其中一根吸水管损坏或检修时，其余的吸水管仍然能通过全部的消防给水设计流量。根据工程的实际情况，设计师也可将吸水母管兼具有两格或者两座消防水池的连通管的功能，此时需要在吸水母管的各节点处加设阀门，保证消防供水的安全性，如图2所示。

图2　消防水池吸水母管示例图

3.2消防水泵的选用与布置

消防水泵主要分为卧式消防泵和立式消防泵。给排水设计师对于消防水泵的选用应当根据所设计工程的消防水泵房位置、面积和消防给水系统的具体情况来选择和确定最佳的消防水泵。立式泵以其占用面积小的特点颇受给排水设计师青睐。新消规要求消防水泵应采用自罐式吸水，卧式泵放气孔的高度相比于立式泵有一定优势，有利于降低消防水池的最低有效水位。消防水泵的流量和压力应当依据新消规对建筑物的消防水量和水压的相关规定来确定。设计师所选择的消防水泵的流量-压力（Q-P）特性曲线应当平坦无驼峰。系统设计工作压力应当处于所选消防水泵高效工作区。给排水设计师所选用的消防水泵在零流量时的压力不应超过系统设计压力的140%，流量为水泵额定流量的150%时，压力不应低于水泵额定压力的65%。

新消规对于相邻的两个机组及机组至墙壁的净距作了如下要求：当电机容量小于22kW时，不宜小于0.60m；当电动机容量不小于22kW，且不大于55kW时，不宜小于0.80m；当电动机容量大于55kW且小于255kW时，不宜小于1.20m；当电动机容量大于255kW时，不宜小于1.50m；当建筑物有多种消防保护系统时，不同的消防系统的消防泵宜错开排列，如图2消防水泵的布置所示，这种布置方式能够大大提高消防安全系数。

3.3消防水泵压力开关参数的确定

依据新消规关于消防水泵启动的相关规定，取消了消火栓处设置直接启动消防泵的规定。消防水泵应由消防水泵出水干管上的压力开关、高位消防水箱出水管上流量开关或报警阀压力开关等开关信号直接启动消防水泵。消防系统平时管网的压力由稳压泵提供，当管网压力升高，达到气压罐里水容积的高水位时的压力PS2时，稳压泵自动停止运行；当管网压力降低，达到气压罐里水容积的低水位时压力PS1时，稳压泵自动开启，将稳压气压罐里水容积提升到最高水位。如此循环以保持消防管网系统的高压状态。根据新消规5.3.3.2的规定：稳压泵的设计压力应保持系统自动启泵压力设置点处的压力在准工作状态时大于系统设置自动启泵压力值，且增加值宜为0.07～0.10Mpa。故消防水泵出水干管上的压力开关设定值=（PS1+PS2）/2+位置高差（稳压罐压力表标高减去压力开关标高）-（0.07～0.10MPa）。

4　结束语

随着社会的进步和人民安全意识的提高，建筑的消防设计的要求也越来越严格。给排水设计师设计出科学合理的消防系统能够很好地扑灭起火源头和控制火势的蔓延。本文是作者在项目消防设备房设计中的经验和体会的一些总结，有不合理的地方，望同行和各位专家指正。

[1]《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）.北京：中国计划出版社，2014.

TU892

A

1673-0038（2015）52-0095-02

2015-12-10

林县平（1988-），男，助理工程师，硕士研究生，主要从事给排水设计工作。