淺析建筑內(nèi)部消火栓系統(tǒng)的給水方式

張志鋒

（廣州市粵墾房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，廣東 廣州 510000）

淺析建筑內(nèi)部消火栓系統(tǒng)的給水方式

張志鋒

（廣州市粵墾房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，廣東 廣州 510000）

建筑內(nèi)部消火栓系統(tǒng)是建筑消防的重要組成部分，它對(duì)于快速有效的撲滅建筑火災(zāi)、保障建筑的防火安全有著重要意義。文章結(jié)合室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的給水方式及特點(diǎn)，從供水可靠性、節(jié)能和經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行了分析。

建筑室內(nèi)；消火栓系統(tǒng)；給水方式

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各地紛紛加大了推進(jìn)城市建設(shè)力度，也越來(lái)越重視城市環(huán)境的建設(shè)和節(jié)能減排工作。作為建筑工程消防設(shè)計(jì)和審核依據(jù)的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《高層民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》，在符合我國(guó)實(shí)際情況的先進(jìn)技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，已多次作了修改補(bǔ)充，對(duì)建筑防火設(shè)計(jì)和審核起了很好的規(guī)范和指導(dǎo)作用。

1 建筑內(nèi)部消防給水系統(tǒng)所需壓力

在建筑工程消防設(shè)計(jì)審核中，對(duì)建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)給水方式的設(shè)計(jì)進(jìn)行審核時(shí)，首先就必須清楚建筑內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)所需要的壓力。建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)的壓力，就是必須能將需要的水量輸送到建筑物內(nèi)最不利點(diǎn)的室內(nèi)消火栓處，并保證有足夠的流出水頭。建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)所需的水壓，可按下式計(jì)算：

式中：H：建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)所需的總水壓，自室外引入管起點(diǎn)軸線算起（kPa）；

H1：最高最遠(yuǎn)配水點(diǎn)與室外引入管起點(diǎn)的標(biāo)高差（m）；

H2：計(jì)算管路的水頭損失（kPa或mH2O）；

H3：水流通過表的水頭損失（kPa或mH2O）；

H4：計(jì)算管路最水利配水點(diǎn)的流出水頭（kPa或mH2O）。

所謂流出水頭是指各種用水設(shè)備為獲得規(guī)定的出水量（額定流量）而必須的最小壓力，它是為供水時(shí)克服用水設(shè)備內(nèi)的摩擦、沖擊、流速變化等阻力所需的靜水頭。在室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)審核中，主要以室內(nèi)消火栓水槍的充實(shí)水柱為審核依據(jù)。

2 建筑內(nèi)部消火栓給水系統(tǒng)的給水方式

建筑內(nèi)部消防給水系統(tǒng)的給水方式，即建筑內(nèi)部的消防供水方案。對(duì)照國(guó)家相關(guān)技術(shù)規(guī)范的相應(yīng)條文和通常實(shí)際允許的設(shè)計(jì)條件，按照室外給水管網(wǎng)可供室內(nèi)消防所需水量和水壓情況，建筑室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)類給水方式主要有以下幾種：

2.1 直接給水方式

即高壓給水系統(tǒng)。室外市政給水管網(wǎng)的壓力和流量完全能滿足室內(nèi)最不利點(diǎn)消火栓的設(shè)計(jì)水壓和流量時(shí)，采用此種方式。即建筑內(nèi)部消防給水系統(tǒng)直接在室外管網(wǎng)壓力作用下工作，為最簡(jiǎn)單的給水方式。當(dāng)選用這種方式，且與室內(nèi)生活（或生產(chǎn)）合用管網(wǎng)時(shí)，進(jìn)水管上若設(shè)有水表，則所選水表應(yīng)考慮通過消防水量能力。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，系統(tǒng)直接引進(jìn)市政管網(wǎng)供給建筑物內(nèi)的消火栓適用范圍主要有：①建筑物不太高、體量不太大，如單層廠房、庫(kù)房等；②城市有專供消防用壓力較高的管網(wǎng)或建筑物在市政供水設(shè)施附近和較高壓力范圍內(nèi)。在一般民用建筑（低層建筑）中，當(dāng)室外給水管網(wǎng)所供水量和水壓，在任何時(shí)候均能滿足室內(nèi)消防栓給水系統(tǒng)所需水量水壓，可以優(yōu)先采用這種方式。

2.2 設(shè)置消防水泵和水箱的聯(lián)合給水方式

即臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)。室外市政給水管網(wǎng)的壓力或流量不能完全滿足室內(nèi)最不利點(diǎn)消火栓的水壓和流量，系統(tǒng)通常為市政給水管網(wǎng)的水經(jīng)過消防水池由消防水泵提升加壓供給室內(nèi)消火栓，為保證一旦使用消火栓滅火時(shí)有足夠的消防水量，而在建筑物屋頂最高處設(shè)置重力流消防水箱，消防水箱貯備10 min的室內(nèi)消防用水量。在審核設(shè)計(jì)圖紙時(shí)還必須注意：發(fā)生火災(zāi)后，由消防泵供給的消防用水不應(yīng)進(jìn)入消防水箱，所以在水箱進(jìn)入消防管網(wǎng)的出水管上應(yīng)設(shè)單向閥。

2.3 水泵出口恒壓的變速運(yùn)行給水方式變頻水泵供水

若室外給水壓力大部分時(shí)間滿足不了室內(nèi)消防水壓需要，且建筑內(nèi)部消防用水量較大又較均勻時(shí)，則可單設(shè)水泵增壓。這種給水方式適用于生產(chǎn)車間給水。對(duì)于住宅、高層建筑等建筑室內(nèi)消火栓用水量比較大，但用水不均勻性比較突出，如設(shè)置了消防水泵供水，為了降低電耗，提高水泵工作效率，也可考慮采用一臺(tái)或多臺(tái)泵的變速運(yùn)行方式，使水泵供水曲線和用水曲線相接近，就能達(dá)到節(jié)能的目的。

該方式供水系統(tǒng)越大，節(jié)能效果就越顯著。這種供水方式的特點(diǎn)是多幢高層建筑室內(nèi)設(shè)獨(dú)立的消防管網(wǎng)，但共用消防泵來(lái)保持消防管網(wǎng)所需的水壓或火災(zāi)報(bào)警臨時(shí)加壓保證供應(yīng)消防用水量。這種供水方式便于集中管理，適用于高層建筑和高層建筑密集區(qū)。

2.4 分區(qū)供水的給水方式

以上提到的幾種給水方式均屬于整個(gè)建筑內(nèi)不分區(qū)而設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的或與生產(chǎn)、生活合用的消火栓給水管網(wǎng)。當(dāng)建筑高度低于24 m，滅火時(shí)除啟動(dòng)室內(nèi)消火栓撲救外，消防車的水泵出水的水量和水壓也可達(dá)到室任何著火點(diǎn)。當(dāng)建筑高度高于24 m但不超過50 m的高層建筑火災(zāi)時(shí)，消防車水泵仍可通過室內(nèi)管網(wǎng)水泵接合器供應(yīng)消防用水協(xié)助室內(nèi)消火栓滅火。因此，這類建筑均可采用不分區(qū)獨(dú)立的消火拴給水方式。在現(xiàn)行的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定：室內(nèi)消火栓栓口處的靜水壓力大于1 MPa時(shí)，應(yīng)采用分區(qū)給水系統(tǒng)。消防給水分區(qū)就消火栓給水系統(tǒng)本身來(lái)說，以室內(nèi)消火栓栓口處?kù)o水壓不應(yīng)大1 MPa劃分為準(zhǔn)，這是考慮消火栓的水帶和普壓鋼管工作壓力的允許值，也是為便于滅火和供水設(shè)備安全。

在高層建筑中，由于高層建筑層多，為使管道及配件承受的水壓小于其工作壓力，高層建筑的消防給水管網(wǎng)必須豎向劃分幾個(gè)區(qū)域布置，使下層管道系統(tǒng)的靜水壓力減小。壓力降低了避免管中壓力超過其工作壓力外，而且還能避免水擊形成噪聲與振動(dòng)，同時(shí)還不會(huì)因水壓過大，水流噴濺而使用不便。高層建筑給水系統(tǒng)豎向分區(qū)有三種方式：串聯(lián)給水方式、并聯(lián)給水方式、減壓給水方式。

2.4.1 串聯(lián)給水方式

各區(qū)消防水泵均設(shè)在技術(shù)層內(nèi)，各從下一區(qū)的水箱吸水，因而各區(qū)水箱容積除按本區(qū)用水量設(shè)計(jì)外，并應(yīng)附加轉(zhuǎn)輸?shù)缴蠀^(qū)的水量，以滿足上區(qū)水泵工作時(shí)的所需流量。此種方式的主要優(yōu)點(diǎn)為各區(qū)水泵的揚(yáng)程和流量按本區(qū)所需而設(shè)計(jì)，工作效率高，能耗較少。此外，管道總需求量少，節(jié)省初次基建投資。串聯(lián)分區(qū)使消防水泵分散設(shè)置，各區(qū)水泵的壓力相近或相同，沒有并聯(lián)分區(qū)供水需要高壓水泵、高壓管的問題，也沒有高區(qū)接合器失效問題。但此種方式的缺點(diǎn)：對(duì)技術(shù)層要求較高，需防振、防噪聲、防漏水等；水泵分散布置不便管理，即使設(shè)計(jì)成自動(dòng)控制，維修仍不方便；下區(qū)的水箱容積過大，增加結(jié)構(gòu)負(fù)荷和造價(jià)；工作不可靠，下面任何一區(qū)發(fā)生事故，上區(qū)供水便受影響，盡管可設(shè)置備用泵，但相應(yīng)增加了設(shè)備費(fèi)用。由于缺點(diǎn)較明顯，在實(shí)際工程中應(yīng)盡量少采用。

2.4.2 并聯(lián)給水方式

這是高層建筑中廣泛采用的一種消防給水方式。根據(jù)水壓要求，將建筑內(nèi)的消火栓系統(tǒng)分為幾個(gè)區(qū)，消防水泵統(tǒng)一設(shè)置在水泵房?jī)?nèi)，根據(jù)不同分區(qū)內(nèi)的水壓和水量要求，不同分區(qū)選擇不同型號(hào)的消防水泵供水，每個(gè)分區(qū)的消火栓管道單獨(dú)鋪設(shè)。并聯(lián)分區(qū)大多采用不設(shè)水箱供水方式，該方式是各區(qū)設(shè)置補(bǔ)壓泵代替水箱，使各區(qū)消防管網(wǎng)中保持消防需要壓力。補(bǔ)壓泵一般流量選為0.5 L/s左右，揚(yáng)程不小于該區(qū)所需消防水壓（不小于該區(qū)消防泵揚(yáng)程）。補(bǔ)壓泵經(jīng)常開啟，采用壓力式繼電器控制其啟閉。即消火栓給水管中壓力低于規(guī)定數(shù)值，補(bǔ)壓泵開啟，壓力大于規(guī)定數(shù)值時(shí)，補(bǔ)壓泵關(guān)停。在補(bǔ)壓泵運(yùn)行不能保持管網(wǎng)規(guī)定壓力時(shí)，則反映管網(wǎng)消火栓在使用，消防泵會(huì)因消火栓啟動(dòng)按鈕而開動(dòng)。并聯(lián)給水方式其顯著優(yōu)點(diǎn)：各區(qū)水泵集中設(shè)置在底層、地下室或室外水泵房?jī)?nèi)，便于消防泵集中維護(hù)和管理；與串聯(lián)式相比，各區(qū)均為獨(dú)立系統(tǒng)，互不影響，供水較安全可靠。其缺點(diǎn)：高區(qū)水泵揚(yáng)程要求較大，壓力管線較長(zhǎng)，使用的消防給水管需耐高壓。由于高區(qū)水壓高，高區(qū)水泵接合器必須有高壓水泵的消防車才能起作用，否則將會(huì)不起作用。

2.4.3 減壓給水方式

整個(gè)高層建筑的用水由設(shè)置在底層的消防水泵抽升至最高水箱，而后由此總水箱依次往上區(qū)供給并通過各區(qū)水箱減壓。此種方式水泵管理簡(jiǎn)單，與前兩種方式比較，水泵及管道的投資可減少很多。但是設(shè)置在最高層的總水箱容積大，增加了結(jié)構(gòu)的荷載，而且起轉(zhuǎn)輸作用的管道管徑也將加大，更主要的缺點(diǎn)是不能保證供水的安全可靠，如上面任一區(qū)管道和水箱等設(shè)備出問題便影響下面的各區(qū)供水。

3 室內(nèi)消火栓給水方式中管網(wǎng)的形狀

按照建筑對(duì)供水可靠程度要求不同，管網(wǎng)分為枝狀和環(huán)狀。由于建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)在任何時(shí)間都不允許間斷供水，必須采用環(huán)狀式給水方式。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，消火栓給水系統(tǒng)給水方式有多種，在審核中應(yīng)根據(jù)建筑設(shè)計(jì)提供的一些基礎(chǔ)性資料，采用合理的消防供水方案，應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)、高度、室外管網(wǎng)壓力、流量和室內(nèi)消防流量、水壓等要求進(jìn)行取舍組合。

Discussion on the Water Supply Way of Fire Hydrant System in the Interior Building

Zhang Zhifeng

The fire hydrant system in the interior building is an important part of the construction fire fighting, which has great significance in quick and effective fire fighting and the safety of buildings fire fighting.The article, combined with the water supply way of indoor fire hydrant system and its characters, analyzes from the aspects of water supply reliability, energy-saving efficiency and economy, etc.

interior building; fire hydrant system; water supply way

TU892

A

1000－8136（2011）06－0063－02