現代建筑室內消防給水設計探析

摘 要 現代建筑由于室內功能較復雜，設備也較多，起火原因復雜，一旦發生火災就會因其建筑高度大，面積廣而使火勢蔓延速度加快，造成疏散和撲救難度較大，容易造成傷亡事故和撲救失效的情況。因此，現代建筑在消防給水設計既要做到設計方案合理，又要考慮一次性投資和日常所需費用等因素。本文結合某民用建筑，對室內消防給水設計進行了分析探討。

關鍵詞 現代建筑 室內 消防 給水 設計

某高層住宅樓共11層，建筑面積約為8245.96m2，建筑高度為42.73m，全部為住宅。該建筑耐火等級屬于二類。根據《高層民用建筑設計防火規范》7.6.2 建筑高度不超過100m的一類高層建筑及其裙房，除游泳池、溜冰場、建筑面積小于5.00m2的衛生間、普通住宅、設集中空調的住宅的戶內用房和不宜用水撲救的部位外，均應設自動噴水滅火系統。因此，本建筑只需要作消火栓滅火系統，不用設自動噴水給水系統。

1.系統選擇

據《建筑設計防火規范》室內消火栓栓口處的靜水壓力應不超過80m水柱，如超過80m水柱時，應采取分區給水系統。消火栓栓口處的出水壓力超過50m水柱時，應設減壓設施。所以根據實際情況，本設計是十一層的小高層，高度不超過50米，因此該消火栓系統可以不分區。

屋頂設消防給水水箱，儲存10min 的消防用水量，一旦發生火災時先由消防水箱供水作為初期滅火之用。

2.系統組成

消防系統主要由消防泵，消防管網，消火栓，減壓閥，水泵接合器組成。

3.消火栓系統管網布置

（1）室內管道布置成環狀，環狀管網的進水管的引入管成兩條，當其中一根發生故障時另一只進水管保證消防用水量和水壓的要求。

（2）保證同層相鄰兩個消火栓的充實

水柱同時到達被保護范圍內的任何部位，每根消防豎管的管徑應按通過的流量計算確定，但不應小于100mm，以保證消防車通過水泵結合器向室內供水的可能性.

（3）高層建筑室內消防給水管網上應采用閥門分成若干獨立段，已被檢修.閥門的布置應使管道檢修時關閉停用的立管不超過一條，消防管網閥門應經常處于開啟狀態，并應設有明顯的起閉標志，信號火災閥門開啟后進行鉛封.

（4）高層建筑室外設置水泵結合器，當室內消防水泵發生故障或遇大火室內消防水量不足時，供消防車從室外消火栓，消防儲水池取水，通過水泵結合器將水送到室內消防給水管網.水泵結合器的設置數量按室內消防水量計算確定，采用兩個，以利安全.

（5）水泵結合器應有明顯的標志.并設在便于消防車使用的地點，其周圍15-40m。范圍內設置消防水池，水泵結合器本次設計采用地下式。

4.消火栓的布置原則

消火栓的合理布置，直接關系到撲救火災的效果。因此，高層建筑的各層包括和主體間相連的附屬建筑均應合理設置消火栓。

（1）室內消火栓應布置在明顯，易于取用的地方，嚴禁偽裝消火栓。消防電梯前室應設消火栓。

（2）消火栓應保證同層相鄰兩個消火栓的水柱同時到達室內任何部位。

（3）消火栓的水槍充實水柱長度應根據建筑物層高和選定的水槍設計流量通過水力計算確定。根據消防經驗，對建筑高度不超過100m的高層建筑，充實水柱長度不應小于10m。

（4）消火栓口之徑。高層建筑室內消火栓口之徑應為65mm，水帶長度不應超過25m，水槍噴嘴口徑不應小于19mm。同一層建筑內，應采用同一型號，規格的消火栓和與其配套的水帶及水槍。

（5）消火栓口距地面的高度為1.1m，栓口出水方向宜向下或與設置消火栓的墻面垂直。

（6）高層建筑屋頂應設置一個裝有壓力顯示裝置的檢驗消火栓，以利于經常檢查消火栓系統是否能正常運行，同時也可用于撲救相鄰建筑的火災，保護本建筑不受其火災威脅。檢驗消火栓充實水柱為10m，水帶長度為25m。冬季應在屋頂出口處，水箱間采取防凍措施。

（7）消火栓的間距應由計算確定，且高層建筑不應大于30m，裙房不應大于50m。

（8）當消火栓口處壓力大于0.5Mpa時，應在消火栓處設減壓閥裝置，一般采用減壓閥或減壓孔板用以減少消火栓前的剩余水壓，是消防水量合理分配，系均衡供水，利于節水和消防人員把握水槍安全操作，也可以避免高位水箱中的消防貯水量在短時間內用完。

5.消防水箱的布置原則

在高層建筑臨時高壓消防給水系統撲救初期火災（指火災的前10min）時，主要依靠消防給水系統中貯存一定消防水量的高位水箱。當建筑內發生火災而消防泵尚未啟動時，依靠高位水箱的設置高度，把水箱中貯存的消防用水輸送到著火點附近的消火栓進行滅火，這是一種在火災初期非常可靠的措施。

（1）消防水箱的貯水量

高位水箱的貯水量應按建筑的室內消防用水量總量的10min進行計算。消防最小貯水量應符合下列要求：一類建筑（住宅除外）不應小于18m3；二類建筑（住宅除外）和一類建筑的住宅不小于12m3；二類建筑的住宅不應小于6 m3。

（2）消防水箱的設置高度。高位水箱的設置高度，應保證最不利點消火栓靜水壓力。建筑高度不超過100m時，高層建筑最不利點的靜水壓力不小于0.07MPa。

（3）止回閥的設置。消防水箱的出水管上應設置止回閥，以防止火災時，消防泵供給的消防用水進入消防水箱，影響消防給水系統的正常工作。

（4）對高位水箱的消防給水系統，其增壓設施應符合增壓水泵的出水量，對消火栓給水系統不應大于5 L/S。

6.消防水泵接合器

水泵結合器是消防車往室內管網供水的接口。水泵結合器一端由室內消火栓給水管網最底層引至室外，另一端進口可供消防車或移動水泵站加壓向室內管網供水。

水泵接合器的設置位置：

（1）便于消防車消防水泵使用；

（2）設在室外，并不妨礙交通；

（3）與建筑物外墻有一定的距離，一般不小于5m；

（4）離室外消火栓或消防水池不太遠，一般為15-40m。

消防水泵接合器的間距不小于20m。每套消防水泵接合器均與室內消防管網直接連接。

水泵結合器與室內管網的連接管，設有:

（1）閥門: 用于開啟使用水泵結合器;

（2）止回閥：防止室內管網內的水向外倒流;

（3）安全閥：防止消防車送水壓力過高，破壞室內消火栓給水系統。安全閥的定壓高于室內最不利點消火栓要求的壓力。

水泵接合器及其附件，其工作壓力在設計上滿足室內消防給水管網的分區要求。

消防水泵接合器外形與消火栓外形設有明顯的區別。

7.室內消火栓給水系統計算

室內消火栓給水系統的計算主要是確定管網管徑、系統所需水壓和選定各種設備。定量計算所需的基礎數據是消防用水量和所需水壓。根據選定的消防用水量和水壓要求才能進行水力計算。

進行室內消火栓給水系統的計算，首先是在布置好平面圖，大腦中有了清晰的給水管網系統，然后在此基礎上一步一步依次進行。

（1）室內消防用水量的確定：是根據所設計建筑物的劃分等級按規范要求選用；

（2）消火栓口所需水壓的計算：是在完成了對消火栓水槍噴口所需水壓、水槍噴口射流量、消火栓水龍帶水頭損失的計算基礎上進行的；

（3）給水管網管徑和水頭損失計算：根據給水管道中的設計流量，先確定流速，然后就可以求得管徑，消火栓給水管道中的流速一般為1.4～1.8m/s，但不宜大于2.5m/s。水頭損失計算包括沿程水頭損失計算和局部水頭損失計算。

（4）消火栓給水管道水力計算：消防管網水力計算的主要目的在于確定消防給水管網的管徑，計算或校核消防水箱的設置高度，選擇消防水泵。

由于建筑物發生火災地點的隨機性，以及水槍充實水柱數量的限制（即水量限定），在進行消防管網水力計算時，枝狀管網和環狀管網在本質上是一樣的。

對于枝狀管網首先選擇最不利立管和最不利消火栓，依此確定計算管路，并按照消防規范規定的室內消防用水量進行流量分配。在最不利點水槍射流量確定后，以下各層水槍的實際射流量根據消火栓口處的實際壓力計算。在確定了消防管網中各管段的流量后，按流量公式Q=πD2v/4計算出各管段管徑，從鋼管水力計算表中直接查得管徑及單位管長沿程水頭損失i值。消防管道沿程水頭損失的計算方法與給水管網計算相同，其局部水頭損失按管道沿程損失的10%計算。

對于環狀管網，由于著火點不確定，可假定某管段發生故障，仍按枝狀管網進行計算。

由于本設計采取水泵水箱聯合供水，計算管路分兩種情況進行。消防水泵供水時，以消防水池最低水面作為起點選擇計算管路，計算管徑和水頭損失，確定消防水泵的揚程；消防水箱供水時，以水箱的最低水位作為起點選擇計算管路，計算管徑和水頭損失，確定水箱的設置高度。

消火栓處的剩余壓力就像前面所述，當消防泵工作時，消火栓處的水壓超過50 mH2O時應設置減壓裝置，一般在需要減壓的各層設置不同孔徑的孔板，以消耗過剩的壓力。各層消火栓處的剩余壓力計算直接按剩余壓力計算公式計算。計算出的剩余壓力由減壓孔板所形成的水流阻力所消耗，減壓孔板孔徑的計算是利用已知剩余水頭H和給水管直徑D，查表得出孔板孔徑d。

水箱的計算根據設計要求直接利用公式進行計算。

參考文獻：

[1] 謝紅星. 高層民用建筑消防給水設施的設置[J]. 消防技術與產品信息. 2011（12）