關于高位消防水箱設計中若干問題的探討

摘 要：本文根據現行消防技術規范的有關規定，結合筆者多年的建筑消防設計審核工作經驗，著重探討了關于高位消防水箱設計的若干關鍵問題，為今后從事消防設計及工程驗收人員提供了重要的參考價值。

關鍵詞：消防水箱；消火栓系統；出水管

中圖分類號：TU892 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 16-0000-01

在建筑室內消防給水系統中，當采用臨時高壓給水時，應設置高位消防水箱，其目的一方面是使消防給水管道充滿水，節省消防水泵開啟后充滿管道的時間，為火災撲救贏得時間，另一方面，保證十分鐘內最不利點消火栓或噴頭的正常使用，確保在消防車趕到之前，水箱能夠供室內消防系統撲救火災。大量研究表明，火災發生的初期是撲救的最好時機，消防水箱十分鐘的消防用水量足以遏制火災蔓延，對于保護建筑的消防安全有非常重要的意義。

正確設計消防水箱是保證建筑消防水箱在建筑消防安全中發揮作用的前提條件，下面筆者結合多年的建筑消防設計審核工作經驗，談談消防水箱設計的幾個關鍵問題。

一、關于消防水箱的設置高度

《建規》8.4.4條文注釋明確規定：高位消防水箱應盡量采用重力自流式，并設置在建筑物的頂部（最高部位），且要求能滿足最不利點消火栓栓口靜壓的要求。《高規》第7.4.7.2條規定：高位消防水箱的設置高度應保證最不利點消火栓靜水壓力。當建筑高度不超過100m時，高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.07MPa；當建筑高度超過100m時，高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.15MPa。當高位消防水箱不能滿足上述靜壓要求時，應設增壓設施；《噴規》第10.3.1條規定：消防水箱的供水，應滿足系統最不利點處噴頭的最低工作壓力和噴水強度。

從上述規范表述可以看出，高位消防水箱的設置要確保最不利點處具有一定壓力，若不滿足則要設增壓設施，那究竟是要設置到多高才能滿足壓力要求呢，規范并沒有明確，下面筆者就分別對室內消火栓系統和自動噴水滅火系統進行分析計算。

（一）室內消火栓系統。根據直流水槍的技術數據可知，要保證最不利點處消火栓水槍充實長度SK=7m，所需栓口所需水壓為9（mH2O），則水箱設置高度H=HQ+HD+h（H：為水箱與最不利點消火栓之間的幾何高度差；HQ：水槍噴嘴造成一定長度的充實水柱所需水壓；HD：栓口的水頭損失，約為2mH2O；h：水箱至最不利點消火栓之間管網的水頭損失，約為0.5mH2O）。

因此，從上述分析可知，要保證7米的充實水柱，水箱高度應至少為H=9+2+0.5=11.5米。

（二）自動噴水滅火系統。高位水箱最低水位與最不利點噴頭的高度差H=H1+H2+H3（H1：最不利點噴頭應滿足的工作壓力；H2：管道沿程水頭損失（ΣH）和局部水頭損失的總和；H3：報警閥壓力損失），要保證最不利點處噴頭的工作壓力不低于0.05MPA，根據規范H1應不小于5（mH2O），查閱相關資料得出ΣH=10.08m（管徑>DN50以后，管道剛力損失很小，忽略不計），H3≈0.01m（報警閥公稱直徑為DN150）

因此，H=H1+H2+H3=5+1.2ⅹ10.08+0.01=17.11m

由此可見，消防水箱最低水位與最不利點噴頭高差大于17.11m時，才能保證最不利點噴頭的最低工作壓力和噴水強度。

綜上所述，高位消防水箱要同時保證最頂層室內消火栓靜水壓力和最不利點噴頭出水壓力，其設置高度要至少大于等于17.11m，然而在實際工程中難以做到，因此均應設置增壓設施。

二、關于消防水箱出水管的設置問題

（一）出水管接入不符合要求。消防水箱是依靠重力自流向消火栓或自動噴水滅火系統供水，是用來撲救初期火災的供水設施，然而有些設計人員為了節約管材直接將水箱的出水管接入頂層給水管道（報警閥后），這就造成了水箱中的水將不經過報警閥而直接進入系統管網，使得當噴頭動作后，閥后的管道壓力長時間保持較高，延緩了壓力開關動作，水泵無法第一時間得到啟動。故《噴規》第10.3.3條規定，消防水箱出水管應與報警閥入口前管道連接。

（二）出水管管徑不符合要求。有些設計人員為了節約管材，采用細管徑出水管，甚至直接將增壓水泵的出水管作為水箱的出水管，這就造成了采用細管徑出水管將會導致較大的水頭損失，在保證噴水強度的情況下勢必增加整套噴水系統的經濟投入，因此《噴規》10.3.3條規定：輕危險級、中危險級場所的系統，管徑不應小于80mm，嚴重危險級和倉庫危險級不應小于100mm。

（三）出水管未設置止回閥。止回閥的作用是防止管道水倒流，也就相當于通常說的單向閥。而出水管道若不設置止回閥，那么水泵供水時就會出項管道水流進水箱內，從而減少消防管網的壓力，就不能保證消防設備充分發揮滅火作用。此外，根據止回閥的工作原理，止回閥的設置高度還應滿足止回閥啟動的最低的壓力要求，并且出水方向指向消防管道系統。筆者查閱相關資料一般正常情況下，水箱的支墩大于500mm-600mm就可以保證打開止回閥。

三、建筑群共用高位消防水箱的問題.

從筆者多年的消防設計審核經驗來看，高層建筑群共用消防水箱還是可行的，而且也有助于減少設備投資，不影響建筑群的整體美觀，但是在實際設置中還要有一定的前提條件.首先要保證水箱設置于建筑群中最高的建筑，或者說按豎向分區設置消防水箱時，設置水箱的建筑物每個分區都要高于其他建筑.其次，水箱出口應街道外網消防環形管道上，而不是室內消防系統上，這樣才能保證每棟建筑的初期火災撲救的用水量和水壓.再次，每棟建筑應單獨設置水泵接合器，并帶有止回閥.當然滿足上述條件設置共用消防水箱可以節約投資，但是萬一出現水箱與外網鏈接的管路發生火災時，則將影響到整個建筑群.為了保險起見，筆者建議，有條件情況下還是設置兩個消防水箱.

參考文獻：

[1]GB50045-95《高層民用建筑設計防火規范》，2005.

[2]GB50016-2006《建筑設計防火規范》，2006.

[3]謝影.淺議消防水箱的設計[J].現代城市研究，2003（S2）.

[4]龔延風，張九根，孫文全.建筑消防技術（第二版）[M].北京：科學出版社，2009.

[作者簡介]莊勛港（1975-），男，福建泉州人，碩士研究生，主要從事于消防監督檢查，建筑防火設計審核、驗收等工作；龔哲松（1982.09-），男，福建南靖人，福建省漳州市公安消防支隊，工程師，碩士研究生，主要從事消防監督檢查、建筑防火設計審核、驗收等工作。