關于消防水池取水口設計的探討

王學峰

摘 要：以國家消防規范的相關條文為依據，分析了供消防車取水的消防水池取水口或取水井的設置要求，提出了幾種設計方案。

關鍵詞：取水口；消防水池；設計方案

中圖分類號：D631.6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）10-0089-02

Abstract： Based on the relevant provisions of the national fire protection code， this paper analyzes the setting requirements of the water intake or well of the fire protection pool for the fire truck， and puts forward several design schemes.

Keywords： water intake； fire pool； design scheme

《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014、以下簡稱《消規》）于2014年10月1日實施，下面筆者就《消規》中關于取水口的部分內容加以探討。

1 關于是否設置取水口的問題

有設計者認為采用了“消防水泵+外消火栓管網+室外消火栓”的外消火栓系統，就可以不用設置消防水池取水口了，但是《消規》第4.3.7條提出“消防水池應設置取水口，且吸水高度不應大于6.0m”。筆者認為：如果室外消防用水的設計，僅設置了消防水池而沒有設置室外消火栓系統，此時一個取水口相當于一個室外消火栓，例如室外消火栓用水量為30L/S時，消防水池取水口至少應設置兩個，同時取水口應滿足保護半徑150m的要求。如果設置了“消防水泵+外消火栓管網+室外消火栓”的室外消火栓系統，

則僅僅需要在消防水池設置消防車取水口即可，可以不用考慮取水口的數量及保護半徑150m的要求，此時的取水口設置是為了提高消防給水系統的供水能力和可靠性。

2 關于消防水池取水口的幾種設計方案的問題

方案一：地上消防水池，直連室外消火栓。（圖1，圖2）

有些設計中，消防水池位于地坪之上，設計者將室外消火栓直接通過管道接入消防水池，認為消防車可以通過圖示中的消火栓接口吸水。而實際上消防車吸水需要依靠吸水管+過濾器，給消防車供水的消防水帶接口是用于連接有壓水源的（如市政消火栓），并不能通過消防水帶吸水，所以此種設計的取水口是無法使用的，此種設計原因在于設計單位對消防車取水功能的不了解。

方案二：地下消防水池，直連室外取水口。（圖3）

有些設計中，消防水池位于地坪以下，設計者將管道一端接入消防水池，另一端通往室外地坪。此種設計與方案一本質上無差別，仍然不能供消防車取水之用。有設計者認為，即使消防車不可能通過消防水帶吸水，但是可以將取水口設計成能與消防車吸水管緊密連接之后無縫隙的接口，這樣即可通過吸水管吸水。但由于消防車吸水管為硬質材料，可彎曲程度有限，而且吸水管的管徑、接口方式不同，取水口難以保持清潔無雜物等，所以此種設計的適用性較差，更重要的是在實際使用中這種吸水口不可能與吸水管嚴密配合無縫隙，也不可能避免被銹蝕，而由于吸水產生負壓，吸水過程中必然有空氣持續進入吸水管，導致消防車水泵效率低下甚至損毀。

方案三：根據連通器原理，設置室外取水井。（圖4）

此種設計主要內容包括水池、連通管道、取水井三部分，消防車靠近取水井停放，吸水管及其過濾器伸入取水井底部進行吸水，消防水池的水自動流向取水井，滿足消防車連續取水之用。但此種設計需要考慮水從消防水池流向取水井的流速，能否滿足消防車的吸水速度。

消防車吸水時，取水井的水位會馬上下降，取水井與消防水池出現液位差之后，消防水池的水將自動流向取水井。液位差越大，越快。那么為了保證流速滿足消防車連續吸水速度，并計算消防水池最低有效水位，需要考慮以下因素：

（1）取水井可利用消防水池的最低水位：H1<6m

（2）吸水時消防水池和取水井的液位差：H=？（需計算才能確定消防水池的可利用最低水位）

（3）為了防止吸水時產生旋渦導致吸入空氣，吸水管過濾器要置于最低設計液位以下大約0.5m（實驗測得），所以H3>1m

（4）消防水池的水流向取水井的水力損失。

（5）消防水池的水流向取水井的管道截面積和流速。

采用此種設計成本低，供水可靠。但是需要通過計算確定H的數值。

丹尼爾·伯努利在1726年提出了“伯努利原理”。這是在流體力學的連續介質理論方程建立之前，水力學所采用的基本原理，其實質是流體的機械能守恒。即：動能+重力勢能+壓力勢能=常數。伯努利原理往往被

其中：p1-消防水池中水的壓力；p2-取水井中水的壓力；ρ-水的密度；v1-消防水池水流速度；v2-連通管道中水流速度；g-重力加速度；h1-消防水池液面高度；h2-取水井液面高度

以上數據中：

圖4中的H=h1-h2；

消防水池和取水井都與大氣相通，并且水處于自流動態，所以p1=p2；

消防水池液面下降速度可以忽略不計，則伯努利方程可簡化為：

消防車取水速度參照一個室外消火栓流量10-15升/秒，連通管道內徑假設Ф=200毫米，則：

按照上述方法計算表1得出以下對應數據：

方案四：根據消防供水原理，設置室外消火栓。（圖5）

此種設計方案設置了“消防車取水泵”，然后通過管網連接到設置于室外的消火栓口。此種設計與“消防水泵+外消火栓管網+室外消火栓”的外消火栓系統大同小異。但如果沒有設計室外消火栓系統，那么此方案中的消火栓泵建議設計為一主一備，消防配電應符合相關要求。

3 結束語

設計院有時不太了解消防裝備的具體使用細節，曾經有設計院出現了室外消火栓直連消防水池的錯誤設計。在設計過程中應多與消防部門溝通，了解日新月異的消防技術裝備，更進一步防消結合，提高整火災防控水平。

參考文獻：

[1]GB50974-2014.消防給水及消火栓系統技術規范[S].

[2]遼寧省地方標準DB 21/T 2847-2017.建筑消防水池改造統一技術措施[S].