林縣平（廣東省重工建筑設(shè)計(jì)院有限公司）

淺談高層建筑消防給水設(shè)備房設(shè)計(jì)

林縣平
（廣東省重工建筑設(shè)計(jì)院有限公司）

消防給水系統(tǒng)與人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)。本文本著安全、合理和經(jīng)濟(jì)的原則針對(duì)消防給水系統(tǒng)的核心部分消防給水設(shè)備房設(shè)計(jì)中的消防水池和消防水泵房易出現(xiàn)的問(wèn)題，提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化方案。

消防水池；消防水泵房；壓力開(kāi)關(guān)

消防給水系統(tǒng)是一棟建筑乃至一個(gè)城市的安全護(hù)盾。它的設(shè)計(jì)合理與否直接關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。而消防給水設(shè)備房就是消防給水系統(tǒng)的核心部分，所以消防給水設(shè)備房的設(shè)計(jì)可謂重中之重。《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974-2014）以下稱“新消規(guī)”于2014年10月1日正式實(shí)施，但很多給排水設(shè)計(jì)人員對(duì)消防給水設(shè)備房的設(shè)計(jì)參考仍停留在已廢除的老規(guī)范階段。為了保障建筑的防火安全系數(shù)，給排水設(shè)計(jì)人員必須結(jié)合建筑的自身特點(diǎn)，因地制宜，結(jié)合消防新規(guī)設(shè)計(jì)出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的消防給水系統(tǒng)。本人結(jié)合自身多年來(lái)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)新消規(guī)的理解，制定合理的消防給水設(shè)備房設(shè)計(jì)方案，對(duì)建筑消防給水設(shè)備房設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了探究，優(yōu)化消防給水設(shè)備房的工藝參數(shù)，降低火災(zāi)的危害程度，保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全，并期望為以后消防給水設(shè)備房的設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)依據(jù)。

1　消防水池有效容積的確定

消防給水一起火災(zāi)所需的滅火用水量應(yīng)當(dāng)按照需要同時(shí)作用的室內(nèi)外消防給水用水量之和計(jì)算。當(dāng)市政給水管網(wǎng)的供水流量和壓力能夠保證室外消防給水設(shè)計(jì)流量和壓力時(shí)，消防水池的有效容積可只滿足在火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)室內(nèi)消防用水量的要求。當(dāng)市政給水管網(wǎng)的供水流量和壓力無(wú)法保證室外消防給水設(shè)計(jì)流量和壓力時(shí)，消防水池的有效容積應(yīng)當(dāng)滿足在火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)室內(nèi)消防用水量和室外消防用水量之和的要求。當(dāng)室外市政給水管網(wǎng)不僅滿足室外消防用水量和給水壓力的要求，還具有富余的補(bǔ)水能力，并且消防水池采用非同一支管的兩路消防供水時(shí)，消防水池的有效容積可以將補(bǔ)水的容積折減，但最小容積不應(yīng)當(dāng)小于100m3，當(dāng)僅設(shè)有消火栓系統(tǒng)時(shí)不應(yīng)小于50m3。

2　消防水池的設(shè)計(jì)

2.1水池的分格

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)市政供水的概況和建筑的屬性，以及《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974-2014）可得設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目的消防給水所需要的滅火用水量和消防水池所需要的貯水容積。當(dāng)消防水池的總貯水有效容積大于500m3時(shí)，宜將消防水池設(shè)計(jì)成兩格能夠獨(dú)立使用的消防水池。此兩格消防水池的有效容積宜大致相等并可以共用池壁，但兩格水池均有各自獨(dú)立的進(jìn)出水管。當(dāng)消防水池的總貯水有效容積大于1000m3時(shí)，宜將消防水池設(shè)計(jì)成兩座能夠獨(dú)立使用的消防水池。此兩座消防水池的有效容積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獨(dú)立的消防水池，以確保和提高消防用水的安全性。每格（或座）消防水池均應(yīng)當(dāng)設(shè)置連通管，連通管的管徑應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)計(jì)算確定，一般連通管的流速宜不大于1m/s。為了確保消防貯水量得以充分利用，消防水池的連通管的管頂標(biāo)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確定

依據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974-2014）的規(guī)定：消防水泵應(yīng)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氣孔。消防水泵在運(yùn)作中突然停電重啟或是因?yàn)楣收隙袚Q備用消防水泵時(shí)，如果恰巧此時(shí)消防水池的水位低于消防水泵的放氣孔，消防水泵則無(wú)法進(jìn)行吸水。因此，消防水泵的放氣孔標(biāo)高決定了消防水池的最低水位標(biāo)高。為了充分利用消防水池的容積，則需盡量降低消防水池的最低有效水位。當(dāng)消防水泵房位于消防水池的下一樓層時(shí)，此時(shí)的消防水池容積能夠得到最大化的利用。消防水池的最低有效水位只需滿足高于吸水喇叭口0.60m的水位。當(dāng)消防水泵吸水管設(shè)置旋流防止器時(shí)，消防水池的最低有效水位為旋流防止器頂部以上0.20m。

圖1　消防水池的最低有效水位

當(dāng)消防水泵房與消防水池處于同一樓層時(shí)，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頂部0.20m，消防水泵仍然無(wú)法滿足自罐式吸水的條件。消防水池容積的最大化利用取決于消防水泵的高低。為了充分利用消防水池的容積，設(shè)計(jì)師可以選用臥式消防泵和與建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)協(xié)商降低水泵房地面標(biāo)高的方法來(lái)處理。

2.3水池控制水位和溢流水位的確定

確定消防水池的最低有效水位后，可依據(jù)消防總貯水量和消防水池的面積計(jì)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設(shè)計(jì)控制水位高50~100mm即可。消防水池的溢流管管徑宜比消防水池的進(jìn)水管管徑大一級(jí)，并且應(yīng)在溢流管的管口設(shè)置防蚊蟲(chóng)保護(hù)措施。

3　消防水泵房的設(shè)計(jì)

3.1消防水泵吸水管的設(shè)計(jì)

當(dāng)消防水池?zé)o需分格時(shí)，消防水泵宜設(shè)置各自獨(dú)立的吸水管分別與消防水池連接。當(dāng)消防水池的有效容積超過(guò)分格或分座要求的有效容積時(shí)，消防水泵房可以設(shè)計(jì)一根吸水母管，吸水母管應(yīng)分別與兩格（或兩座）消防水池至少有一根吸水管連接。吸水母管的管徑應(yīng)保證其中一根吸水管損壞或檢修時(shí)，其余的吸水管仍然能通過(guò)全部的消防給水設(shè)計(jì)流量。根據(jù)工程的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)師也可將吸水母管兼具有兩格或者兩座消防水池的連通管的功能，此時(shí)需要在吸水母管的各節(jié)點(diǎn)處加設(shè)閥門(mén)，保證消防供水的安全性，如圖2所示。

圖2　消防水池吸水母管示例圖

3.2消防水泵的選用與布置

消防水泵主要分為臥式消防泵和立式消防泵。給排水設(shè)計(jì)師對(duì)于消防水泵的選用應(yīng)當(dāng)根據(jù)所設(shè)計(jì)工程的消防水泵房位置、面積和消防給水系統(tǒng)的具體情況來(lái)選擇和確定最佳的消防水泵。立式泵以其占用面積小的特點(diǎn)頗受給排水設(shè)計(jì)師青睞。新消規(guī)要求消防水泵應(yīng)采用自罐式吸水，臥式泵放氣孔的高度相比于立式泵有一定優(yōu)勢(shì)，有利于降低消防水池的最低有效水位。消防水泵的流量和壓力應(yīng)當(dāng)依據(jù)新消規(guī)對(duì)建筑物的消防水量和水壓的相關(guān)規(guī)定來(lái)確定。設(shè)計(jì)師所選擇的消防水泵的流量-壓力（Q-P）特性曲線應(yīng)當(dāng)平坦無(wú)駝峰。系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作壓力應(yīng)當(dāng)處于所選消防水泵高效工作區(qū)。給排水設(shè)計(jì)師所選用的消防水泵在零流量時(shí)的壓力不應(yīng)超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力的140%，流量為水泵額定流量的150%時(shí)，壓力不應(yīng)低于水泵額定壓力的65%。

新消規(guī)對(duì)于相鄰的兩個(gè)機(jī)組及機(jī)組至墻壁的凈距作了如下要求：當(dāng)電機(jī)容量小于22kW時(shí)，不宜小于0.60m；當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量不小于22kW，且不大于55kW時(shí)，不宜小于0.80m；當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量大于55kW且小于255kW時(shí)，不宜小于1.20m；當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量大于255kW時(shí)，不宜小于1.50m；當(dāng)建筑物有多種消防保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，不同的消防系統(tǒng)的消防泵宜錯(cuò)開(kāi)排列，如圖2消防水泵的布置所示，這種布置方式能夠大大提高消防安全系數(shù)。

3.3消防水泵壓力開(kāi)關(guān)參數(shù)的確定

依據(jù)新消規(guī)關(guān)于消防水泵啟動(dòng)的相關(guān)規(guī)定，取消了消火栓處設(shè)置直接啟動(dòng)消防泵的規(guī)定。消防水泵應(yīng)由消防水泵出水干管上的壓力開(kāi)關(guān)、高位消防水箱出水管上流量開(kāi)關(guān)或報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)信號(hào)直接啟動(dòng)消防水泵。消防系統(tǒng)平時(shí)管網(wǎng)的壓力由穩(wěn)壓泵提供，當(dāng)管網(wǎng)壓力升高，達(dá)到氣壓罐里水容積的高水位時(shí)的壓力PS2時(shí)，穩(wěn)壓泵自動(dòng)停止運(yùn)行；當(dāng)管網(wǎng)壓力降低，達(dá)到氣壓罐里水容積的低水位時(shí)壓力PS1時(shí)，穩(wěn)壓泵自動(dòng)開(kāi)啟，將穩(wěn)壓氣壓罐里水容積提升到最高水位。如此循環(huán)以保持消防管網(wǎng)系統(tǒng)的高壓狀態(tài)。根據(jù)新消規(guī)5.3.3.2的規(guī)定：穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)保持系統(tǒng)自動(dòng)啟泵壓力設(shè)置點(diǎn)處的壓力在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)大于系統(tǒng)設(shè)置自動(dòng)啟泵壓力值，且增加值宜為0.07～0.10Mpa。故消防水泵出水干管上的壓力開(kāi)關(guān)設(shè)定值=（PS1+PS2）/2+位置高差（穩(wěn)壓罐壓力表標(biāo)高減去壓力開(kāi)關(guān)標(biāo)高）-（0.07～0.10MPa）。

4　結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的進(jìn)步和人民安全意識(shí)的提高，建筑的消防設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。給排水設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的消防系統(tǒng)能夠很好地?fù)錅缙鸹鹪搭^和控制火勢(shì)的蔓延。本文是作者在項(xiàng)目消防設(shè)備房設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)的一些總結(jié)，有不合理的地方，望同行和各位專家指正。

[1]《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974-2014）.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2014.

TU892

A

1673-0038（2015）52-0095-02

2015-12-10

林縣平（1988-），男，助理工程師，碩士研究生，主要從事給排水設(shè)計(jì)工作。