消防给水系统设计常见问题探讨

陈 锐

(荆门市公安消防支队 防火监督处，湖北 荆门 448000)

消防给水系统设计常见问题探讨

陈 锐

(荆门市公安消防支队 防火监督处，湖北 荆门 448000)

通过对消防给水系统设计中存在的常见问题进行分析，就如何提高消防给水系统的可靠性进行了初步探索，并提出相应的改进措施。

建筑；防火规范；消防给水系统；可靠性

消防给水系统在火灾扑救中起着至关重要的作用，消防给水系统设计的是否合理，在很大程度上往往决定火灾扑救的成败。但在日常监督检查中，笔者发现很多建筑的消防给水系统由于设计的不科学，虽然投入了很多建设成本，也未达到预期的效果。本文即对消防给水系统设计中存在的几个常见问题进行探讨。

1 低层建筑对市政供水系统的利用

城市的市政供水系统在设计之初，均已充分考虑生活、生产和消防之用所需的水量、水压等要求，一般市政供水能够依靠自然压力保证3层及以下的建筑消防给水，因此，市政供水对控制低层建筑的初起火灾具有重要的意义。然而在建筑设计过程中，设计人员常将市政给水管道人为地与消防管网隔离开来，往往存在着市政管网的水进入消防水池再经消防水泵提升加压供入消防管网。试想：一旦消防水泵故障，就无法向消防管网供水，使得能够依靠市政消防给水自然压力而灭火的自动喷水系统和室内消火栓系统不能有效控制初起火灾。如2010年吉林商业大厦“一一·五”火灾，死19人、伤24人，过火面积15 800 m2，起火部位位于一楼，消防泵故障没有发挥作用，如果市政给水管道与自动喷水灭火系统管网连通了，即使消防泵发生故障，也能依靠市政给水的自然压力，自动喷水将火扑灭。为了提高消防给水设施的安全可靠性，笔者认为应当局部改进给水管道的连接方法，增强消防给水的可靠性：一是对于自动喷水灭火系统，除了喷淋泵直接吸水外，应该从市政给水管网上增加直径大于100 mm的管道，直接连接在湿式报警阀之前；二是对于消火栓系统，应该将直径大于100 mm的自来水管道连接在消火栓泵后面的出水管道上，从而有利于依靠市政给水的自然压力扑救3层以下建筑火灾。这样，即使是设备故障或人为因素，也能依靠自来水的自然压力直接可以扑灭3层及以下建筑的火灾。如上所述，改进消防给水管道的局部连接方法，对发挥低层建筑消防设施的作用有较高的可靠性，且施工简单、成本低，能够在确保安全的前提下兼顾经济性、实用性。

2 消防给水系统的组成设计

2.1 室外消火栓与水泵接合器的设置

规范对于室外消火栓距离被保护建筑有最远40 m的限制[1]，而对水泵接合器与被保护建筑的距离、位置未作明确的规定。检查中经常发现多组水泵结合器集中设置，这样就会出现水泵接合器15～40 m范围内必然造成室外消火栓少(因消火栓沿高层建筑均匀布置)、接合器多的现象，不能满足“高规”第7.3.6条条文解释中“每个水泵接合器占用一台消防车和一个室外消火栓”的要求[2]，其余水泵接合器只能通过水带从较远距离的栓口吸水，影响实际使用效果。对于室外消火栓和水泵接合器的设置关系，笔者建议，一是水泵接合器应与室外消火栓一样沿建筑周边均匀设置，而且最好是室内消火栓水泵结合器和喷淋系统水泵接合器结合成组布置；二是对于水泵接合器离被保护建筑的距离，可以参照室外消火栓的规定，即最远不超过40 m的限制；三是数量上应遵循“高规”条文解释中每个水泵接合器占用1台消防车和1个室外消火栓的要求，形成一一对应关系，尽管室外消火栓设置数量会增多，但实际上更便于消防车使用。

2.2 消防电梯前室的消火栓设计

“建规”第8.4.3条条文解释中“消防电梯间前室的消火栓与室内其他的消火栓一样，无特殊要求，但不计入消火栓总数内”[1]，而“高规”中对消防电梯前室的消火栓是否计入消火栓总数无任何表述。实际工作中，工程设计人员往往将高层建筑消防电梯前室的消火栓计入消火栓总数内，笔者认为这样设计不是十分合理。因为消防电梯前室是消防人员进入室内扑救火灾的进攻桥头堡，消防电梯前室的消火栓主要是为了消防员便于取水，取得其他被火势控制的消火栓，当取得前室以外的消火栓后，前室的门应该是严密封闭的，以防止烟雾灌入前室和楼梯间，如果仍然使用前室的消火栓势必造成前室的门不能起到防烟的作用，所以说将消防电梯前室的消火栓计入消火栓总数内，虽然可以满足建筑每处均有两股水柱可以到达，却不能保证前室的安全。对此，笔者认为应根据建筑物的性质区别对待：对于高层住宅建筑，可以将前室的消火栓计入消火栓总数内，因为即使住宅建筑发生火灾，火势一般也只会局限于住户内，对相邻的住户以及楼梯间、前室影响较小，而且高层住宅建筑由于土地成本的原因往往将住宅布置在核心筒两侧，形成一个单独的前室和一个合用前室，如果消防电梯前室的消火栓不计入就得跨过消防电梯前室去另一侧的前室取用消火栓，没有在前室内就近取用消火栓安全方便；对于公共建筑，则从火灾危险性以及火灾扑救等方面考虑就必须将前室的消火栓计入消火栓总数内。

2.3 防火分区内室内消火栓的布置

室内消火栓是建筑室内的主要灭火设备，消火栓设置合理与否，对建筑火灾的扑救效果影响很大。设计时应考虑在任何初期建筑火灾条件下，均可使用室内消火栓进行灭火，当一个消火栓受到火势威胁不能使用时，相邻消火栓仍能保护该消火栓保护范围内的任何部位，故规范要求室内消防栓的布置应保证同层任何部位有两支水枪的充实水柱同时到达。在实际检查中经常发现室内消火栓的设置在总体平面布局上满足要求，但以防火分区来划分则影响灭火用水需要。因为火灾发生后，用于划分防火分区的防火卷帘、防火门在火灾自动报警系统联动的要求下自动关闭，导致消火栓的设置出现盲区，有的部位不能满足两股充实水柱同时到达，进而影响灭火。因此室内消火栓的布置应严格按照防火分区来布置，从图纸审核、工程施工、工程验收三个方面严格把关。这样虽然增加室内消火栓数量导致成本增加，但只有这样才能满足灭火需要。

2.4 消防水池有效容量的设计

消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和，同时规范又要求消防水池的水泵应采取自灌式吸水，而消防水池满足自灌式启动水泵都有最低水位要求。以机械密封立式消防水泵为例，消防水池满足自灌式启动水泵的最低水位应高于泵体上部机械密封压盖端部放气孔，正常运行时，消防水池最低水位应高于水泵第一级叶轮[3-4]。因为消防泵在整个火灾延续时间内都有启动要求(不同泵组启动有先后，同一泵组有故障自动互投，同一台泵有电源切换的重新启动)，所以消防泵的自灌式吸水要求在整个火灾延续时间内水池水位应淹没水泵的叶轮，不能淹没消防水泵叶轮的水体容量不应计算在有效容量之内。但在实际工作中，很多设计单位未对消防水池的总容量、有效容量和无效容量进行区分，仅按消防流量与火灾延续时间的乘积计算来确定消防水池容量，即水池容量等于有效容量，从而导致消防水池有效容量无法满足消防用水量的要求。故设计时应充分考虑上述问题，确保消防水池有效容量满足灭火用水需求。

2.5 高层建筑中高位消防水箱的设置

高层建筑中的高位消防水箱主要是提供初期火灾时的消防用水水量，并保证相应的水压要求，高位消防水箱通常还会通过增压设施的设置来满足压力要求。笔者在日常监督检查中经常发现，稳压设备常因消防安全管理不善，导致其未处于完好工作状态，不能保证最不利点消火栓静水压力和自动喷水灭火系统湿式报警阀组阀前压力，出现系统功能受到严重影响的现象。因此，笔者认为在实际施工中如果现场条件满足要求，高位消防水箱的设置高度能够保证最不利点压力，可以不设置增压设施。一般高层都有屋顶机房层，完全可以利用屋顶机房层架空高位消防水箱来满足箱底距屋顶7 m的距离，这样一来，高位消防水箱可不受上述因素的影响，对维护管理需要的水平也相对较低，可靠性明显高于稳压设备。另外，规范中对消防水箱补水管的管径、水压、水源可靠度均无要求，从而导致在实际工程中出现消防水箱有的采用自来水自然补水，水压不足；有的补水保证率低，有的补水管管径很小，造成消防水箱缺水，部分失去对室内消防给水系统的稳压功能。因此，建议在有关技术规范中对高位消防水箱补水管的管径、供水压力和补水的保证率等技术要求做进一步明确。

2.6 消防水泵数量的设置

“高规”第7.4.3条规定：室内消火栓给水系统应与自动喷水灭火系统分开设置，有困难时可以合用消防泵，但在自动喷水灭火系统的报警阀前(沿水流方向)必须分开设置[2]。“喷规”第10.2.1条规定：系统应设独立的供水泵，并应按照一用一备或二用一备比例设置备用泵[3]。尽管“喷规”第10.2.1条为非强制条款，但是笔者认为仍应尽量分开设置：一是消火栓系统与喷淋系统对所需水泵的扬程不同，如两套系统共用一套供水系统要选两者扬程之和作为水泵的扬程，必然会提高对管道、配件承压的要求，对两个系统流量有影响；二是消火栓系统与喷淋系统共用一套供水系统，由原来的4台泵变为2台泵，必然会降低系统的安全系数。

3 建筑实际使用性质对消防给水系统设计的影响

住宅底部设置商业服务网点这种商业模式是建造最经济、设计最简明的商业模式。此类项目一旦建成后，建设单位出售商铺(网点)的形式不受控制，大多数商铺(网点)都会打通并重新隔断，转变商业服务网点的性质，如将使用功能改为旅馆、商店等人员密集场所，就会导致整栋建筑类别发生变化，建筑物的用水量也随之改变。如住宅楼(居住建筑)的室内消火栓用水量为5、10 L/S(高度为50 m以下住宅)、20 L/S(高度为50 m以上住宅),由于商业服务网点性质转变为商业营业厅或公共娱乐场所之后，原先的住宅楼(居住建筑)立刻转变为商住楼或综合楼，用水量依次上升至20、30、40 L/S，商业网点室内消火栓系统和水池容量也要增加。很多设计者认为只要图纸没有问题，以后使用过程变更性质与设计没有关系，但由于施工之初没有预留管网，再施工增加管网、消防水池等设施将很难实现。所以，在设计之初就要统筹考虑，加强消防设施，这样虽然增加开发商建设成本，但能为建筑实际使用安全提供进一步的保障。

[1] GB50016-2006,建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2006.

[2] GB50045-95,高层民用建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2005.

[3] GB50084-2001,自动喷水灭火系统设计规范[S].北京:中国计划出版社,2005.

[4] GJBT-713,消防专用水泵选用及安装[S].北京:中国计划出版社,2007.

2014-03-05

陈锐(1981-)，男，湖北荆门人，荆门市公安消防支队工程师。研究方向：消防监督管理。

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1008-4657(2014)04-0057-03

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