淺談高層建筑消防給水設備房設計

林縣平（廣東省重工建筑設計院有限公司）

淺談高層建筑消防給水設備房設計

林縣平
（廣東省重工建筑設計院有限公司）

消防給水系統與人民的生命和財產安全息息相關。本文本著安全、合理和經濟的原則針對消防給水系統的核心部分消防給水設備房設計中的消防水池和消防水泵房易出現的問題，提出相應的設計和優化方案。

消防水池；消防水泵房；壓力開關

消防給水系統是一棟建筑乃至一個城市的安全護盾。它的設計合理與否直接關系到人民的生命財產安全。而消防給水設備房就是消防給水系統的核心部分，所以消防給水設備房的設計可謂重中之重。《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）以下稱“新消規”于2014年10月1日正式實施，但很多給排水設計人員對消防給水設備房的設計參考仍停留在已廢除的老規范階段。為了保障建筑的防火安全系數，給排水設計人員必須結合建筑的自身特點，因地制宜，結合消防新規設計出安全、經濟、合理的消防給水系統。本人結合自身多年來的設計經驗和對新消規的理解，制定合理的消防給水設備房設計方案，對建筑消防給水設備房設計中存在的問題進行了探究，優化消防給水設備房的工藝參數，降低火災的危害程度，保護人民生命和財產的安全，并期望為以后消防給水設備房的設計提供相應的技術參數依據。

1　消防水池有效容積的確定

消防給水一起火災所需的滅火用水量應當按照需要同時作用的室內外消防給水用水量之和計算。當市政給水管網的供水流量和壓力能夠保證室外消防給水設計流量和壓力時，消防水池的有效容積可只滿足在火災延續時間內室內消防用水量的要求。當市政給水管網的供水流量和壓力無法保證室外消防給水設計流量和壓力時，消防水池的有效容積應當滿足在火災延續時間內室內消防用水量和室外消防用水量之和的要求。當室外市政給水管網不僅滿足室外消防用水量和給水壓力的要求，還具有富余的補水能力，并且消防水池采用非同一支管的兩路消防供水時，消防水池的有效容積可以將補水的容積折減，但最小容積不應當小于100m3，當僅設有消火栓系統時不應小于50m3。

2　消防水池的設計

2.1水池的分格

依據現場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技術規范》（GB50974-2014）可得設計工程項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。當消防水池的總貯水有效容積大于500m3時，宜將消防水池設計成兩格能夠獨立使用的消防水池。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立的進出水管。當消防水池的總貯水有效容積大于1000m3時，宜將消防水池設計成兩座能夠獨立使用的消防水池。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）消防水池均應當設置連通管，連通管的管徑應當經過計算確定，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《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）的規定：消防水泵應采取自罐式吸水，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。消防水泵在運作中突然停電重啟或是因為故障而切換備用消防水泵時，如果恰巧此時消防水池的水位低于消防水泵的放氣孔，消防水泵則無法進行吸水。因此，消防水泵的放氣孔標高決定了消防水池的最低水位標高。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。當消防水泵房位于消防水池的下一樓層時，此時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。當消防水泵吸水管設置旋流防止器時，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

當消防水泵房與消防水池處于同一樓層時，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，設計師可以選用臥式消防泵和與建筑、結構專業協商降低水泵房地面標高的方法來處理。

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，可依據消防總貯水量和消防水池的面積計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計控制水位高50~100mm即可。消防水池的溢流管管徑宜比消防水池的進水管管徑大一級，并且應在溢流管的管口設置防蚊蟲保護措施。

3　消防水泵房的設計

3.1消防水泵吸水管的設計

當消防水池無需分格時，消防水泵宜設置各自獨立的吸水管分別與消防水池連接。當消防水池的有效容積超過分格或分座要求的有效容積時，消防水泵房可以設計一根吸水母管，吸水母管應分別與兩格（或兩座）消防水池至少有一根吸水管連接。吸水母管的管徑應保證其中一根吸水管損壞或檢修時，其余的吸水管仍然能通過全部的消防給水設計流量。根據工程的實際情況，設計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，此時需要在吸水母管的各節點處加設閥門，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。給排水設計師對于消防水泵的選用應當根據所設計工程的消防水泵房位置、面積和消防給水系統的具體情況來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頗受給排水設計師青睞。新消規要求消防水泵應采用自罐式吸水，臥式泵放氣孔的高度相比于立式泵有一定優勢，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當依據新消規對建筑物的消防水量和水壓的相關規定來確定。設計師所選擇的消防水泵的流量-壓力（Q-P）特性曲線應當平坦無駝峰。系統設計工作壓力應當處于所選消防水泵高效工作區。給排水設計師所選用的消防水泵在零流量時的壓力不應超過系統設計壓力的140%，流量為水泵額定流量的150%時，壓力不應低于水泵額定壓力的65%。

新消規對于相鄰的兩個機組及機組至墻壁的凈距作了如下要求：當電機容量小于22kW時，不宜小于0.60m；當電動機容量不小于22kW，且不大于55kW時，不宜小于0.80m；當電動機容量大于55kW且小于255kW時，不宜小于1.20m；當電動機容量大于255kW時，不宜小于1.50m；當建筑物有多種消防保護系統時，不同的消防系統的消防泵宜錯開排列，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。

3.3消防水泵壓力開關參數的確定

依據新消規關于消防水泵啟動的相關規定，取消了消火栓處設置直接啟動消防泵的規定。消防水泵應由消防水泵出水干管上的壓力開關、高位消防水箱出水管上流量開關或報警閥壓力開關等開關信號直接啟動消防水泵。消防系統平時管網的壓力由穩壓泵提供，當管網壓力升高，達到氣壓罐里水容積的高水位時的壓力PS2時，穩壓泵自動停止運行；當管網壓力降低，達到氣壓罐里水容積的低水位時壓力PS1時，穩壓泵自動開啟，將穩壓氣壓罐里水容積提升到最高水位。如此循環以保持消防管網系統的高壓狀態。根據新消規5.3.3.2的規定：穩壓泵的設計壓力應保持系統自動啟泵壓力設置點處的壓力在準工作狀態時大于系統設置自動啟泵壓力值，且增加值宜為0.07～0.10Mpa。故消防水泵出水干管上的壓力開關設定值=（PS1+PS2）/2+位置高差（穩壓罐壓力表標高減去壓力開關標高）-（0.07～0.10MPa）。

4　結束語

隨著社會的進步和人民安全意識的提高，建筑的消防設計的要求也越來越嚴格。給排水設計師設計出科學合理的消防系統能夠很好地撲滅起火源頭和控制火勢的蔓延。本文是作者在項目消防設備房設計中的經驗和體會的一些總結，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技術規范》（GB50974-2014）.北京：中國計劃出版社，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，主要從事給排水設計工作。