談多層建筑消火栓系統(tǒng)的設(shè)計

孟慶香

(北京交大建筑勘察設(shè)計院有限公司，北京 100044)

0 引言

隨著我國城市化建設(shè)飛躍式的發(fā)展，不論是大城市，還是小城市，各式各樣的建筑如雨后春筍一般，一座座就矗立在了我們廣闊的土地上。消火栓系統(tǒng)作為最基礎(chǔ)的滅火系統(tǒng)，它是否可以有效的、及時的撲滅火災(zāi)，嚴(yán)重影響著人民的人身安全及居住建筑和公共建筑財產(chǎn)安全問題。各種建筑的消防設(shè)計更是建筑體系中一項(xiàng)重要的任務(wù)。

1 室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的組成

室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)，一般是由消防水池、消防給水加壓設(shè)備或市政消防管網(wǎng)作為消防水源，其組成包括室內(nèi)消火栓給水管網(wǎng)內(nèi)的消防給水干管、橫干管、立管、支管;室內(nèi)消火栓(普通單出口消火栓、減壓穩(wěn)壓消火栓、特殊雙出口消火栓等);蝶閥、減壓閥、止回閥、泄壓閥、排氣閥、壓力表、水泵接合器等系統(tǒng)附件;屋頂消防水箱及其配套的增壓穩(wěn)壓裝置。

2 消火栓給水系統(tǒng)的形式

消火栓給水系統(tǒng)的確定不光要考慮安全、經(jīng)濟(jì)兩方面的因素，還要結(jié)合建筑物的形式、高度、體積、可燃物多少以及撲救火災(zāi)的實(shí)際操作情況來確定消火栓給水系統(tǒng)的方式。

2.1 消火栓系統(tǒng)直接供水方式

當(dāng)市政的給水管網(wǎng)在任何時候都能夠保證室內(nèi)最不利點(diǎn)消火栓系統(tǒng)所需要的設(shè)計水量、設(shè)計水壓和滅火設(shè)施的要求時，系統(tǒng)可采用市政管網(wǎng)直接供給建筑內(nèi)部消火栓。

其適用范圍:1)建筑高度不太高，建筑體積不太大，如:單層廠房、單層倉庫、地下及半地下建筑等;2)城市具備壓力較高的專供消防系統(tǒng)的管網(wǎng)或在市政較高壓力范圍內(nèi)的市政供水設(shè)施。

2.2 單設(shè)水箱的消火栓系統(tǒng)

單設(shè)水箱的消火栓給水系統(tǒng)，分兩種方式，一種方式為:室外消防管網(wǎng)直接供給屋頂消防水箱，室內(nèi)消防立管和支管的水量及水壓由消防水箱來滿足。此方法因由室外消防管網(wǎng)到達(dá)水箱，在接至最不利點(diǎn)消火栓管網(wǎng)時，消防管路過長，期間的沿程損失和局部損失較大，很難滿足最不利點(diǎn)消火栓水量及水壓的要求，并且水箱貯水量也很大，故此方法很少在實(shí)際工程中采用;另一種方式為:室外消防管網(wǎng)一路接至室內(nèi)消防管網(wǎng)，一路直接供給屋頂消防水箱，室內(nèi)消防立管及支管的水壓和水量由消防水箱和室外消防管網(wǎng)共同滿足，與前一種方式相比較，其安全性能較高，當(dāng)室外消防管網(wǎng)供水壓力滿足消火栓最不利點(diǎn)水壓時，在多層建筑的消火栓系統(tǒng)中經(jīng)常使用。

2.3 設(shè)水箱、水泵的消火栓系統(tǒng)

在實(shí)際工程中，我們經(jīng)常會遇到室外的消防給水管網(wǎng)的水壓和流量不能夠滿足室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的最不利點(diǎn)的消防水壓和流量要求的情況。此時，單設(shè)水箱的供水方式已完全不能滿足實(shí)際消火栓滅火系統(tǒng)的要求，其解決方法為采用設(shè)水箱、水泵聯(lián)合供水的消火栓系統(tǒng)。設(shè)水箱、水泵的消火栓系統(tǒng)，通常為室外市政給水管網(wǎng)內(nèi)的水貯存在消防水池內(nèi)，由水泵提升加壓供給室內(nèi)消火栓系統(tǒng)及補(bǔ)充屋頂消防水箱用水，建筑物的最高點(diǎn)處設(shè)置重力流屋頂消防水箱。該系統(tǒng)適用于室外市政給水管網(wǎng)不能滿足要求的所有建筑物，使用范圍較廣。

2.4 設(shè)氣壓水罐的消火栓系統(tǒng)

設(shè)氣壓水罐的消火栓系統(tǒng)，其氣壓水罐一般與水泵設(shè)置在底層或者地下室的泵房內(nèi)，其內(nèi)部貯存10 min的室內(nèi)消防用水量。

如果室外給水管網(wǎng)壓力經(jīng)常不足，不宜采用高位水箱的建筑，水泵從室外給水管網(wǎng)或消防水池吸水加壓，采用設(shè)氣壓水罐的消火栓系統(tǒng)，利用氣壓水罐儲存和調(diào)節(jié)流量及控制水泵運(yùn)行。該方法具有供水性能可靠、水質(zhì)穩(wěn)定較好，無需設(shè)置高位水箱，水壓波動大，水泵啟動頻繁、能耗較大的特點(diǎn)。

3 消火栓系統(tǒng)設(shè)計中常見的幾點(diǎn)問題

3.1 室內(nèi)消火栓的設(shè)置

根據(jù)GB 50016-2006建筑設(shè)計防火規(guī)范第8.4.3.3條規(guī)定可知，室內(nèi)消火栓應(yīng)設(shè)置在位置明顯且易于操作的部位。而樓梯間作為明顯易操作的部位是否可以設(shè)置，筆者認(rèn)為，防煙樓梯間一般不可以設(shè)置消火栓用于防煙樓梯間外的滅火。理由如下:當(dāng)防護(hù)場所發(fā)生火災(zāi)時，防煙樓梯間內(nèi)的消防水龍帶需穿過防火門抵達(dá)防護(hù)場所進(jìn)行滅火，此時，由于水龍帶的阻隔防火門將無法正常關(guān)閉，慢慢的防煙樓梯間將充滿煙氣，影響其安全可靠性。故防護(hù)區(qū)域內(nèi)的消火栓應(yīng)該設(shè)置在防護(hù)區(qū)內(nèi)，不可設(shè)置在防煙樓梯間內(nèi)，破壞防火門的關(guān)閉，影響防煙樓梯間的正常使用。

3.2 消防電梯前室的消火栓是否計入總數(shù)

消防電梯前室是消防隊(duì)員從消防電梯進(jìn)入火場的重要通道，為方便消防隊(duì)員能夠利用消火栓迅速開辟進(jìn)入火場的通道，設(shè)計時必須在消防電梯前室設(shè)置消火栓，但是此消火栓是否計入總數(shù)，一直是爭論的焦點(diǎn)。其爭論點(diǎn)主要是消防水龍帶破壞消防電梯前室防火門的密閉性是否可行。在實(shí)際滅火時，通常消防隊(duì)員會乘坐消防電梯抵達(dá)著火層，利用消防電梯前室內(nèi)的消火栓驅(qū)趕煙霧，用消防水進(jìn)行電梯內(nèi)降溫，然后攜帶消防水帶找到著火地點(diǎn)，進(jìn)行滅火。從整個實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)來看，消防人員采用的消防電梯前室內(nèi)的水帶破壞樓梯間的防煙性能是被認(rèn)可的。但是根據(jù)GB 50016-2006建筑設(shè)計防火規(guī)范第8.4.3.2條的條文解釋可以看到，消防電梯間前室的消火栓與室內(nèi)其他的消火栓一樣，無特殊要求，但不計入消火栓總數(shù)內(nèi)。故筆者認(rèn)為，在實(shí)際設(shè)計中，應(yīng)該盡量保持不計入總數(shù)的原則設(shè)計消火栓位置及數(shù)量，在條件根本無法滿足的情況下，可以放寬一下規(guī)定，采用計入原則進(jìn)行布置。

3.3 多層建筑漏設(shè)水泵接合器

在多層建筑消防系統(tǒng)中，如果不按照規(guī)范要求去設(shè)置消防水泵接合器，當(dāng)室內(nèi)消防水泵發(fā)生故障或消防水量、水壓不足時，消防人員就必須要從室外鋪設(shè)水龍帶，攜帶水龍帶至室內(nèi)火場，嚴(yán)重的耽誤了最佳火災(zāi)撲滅時間，導(dǎo)致火災(zāi)持續(xù)蔓延，加大財產(chǎn)損失。根據(jù)GB 50016-2006建筑設(shè)計防火規(guī)范第8.4.2.5條，室內(nèi)消防給水管道應(yīng)符合下列要求:室內(nèi)設(shè)置消火栓且層數(shù)超過4層的廠房和倉庫或室內(nèi)設(shè)置消火栓且層數(shù)超過5層的公共建筑，其室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置消防水泵接合器，距水泵接合器15 m～40 m內(nèi)，應(yīng)設(shè)室外消火栓或消防水池。接合器的數(shù)量，應(yīng)按照室內(nèi)消防用水量計算來確定，每個水泵接合器的流量按10 L/s～15 L/s計算，其布置地點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在室外便于消防車使用的地點(diǎn)。

3.4 防火分區(qū)的消火栓是否可以借用

防火分區(qū)的消火栓是否可以借用，設(shè)計專家一直持有兩種觀點(diǎn):一種是堅(jiān)持防火分區(qū)間的消火栓不可以相互借用;一種是防火分區(qū)內(nèi)的消火栓可以相互借用。認(rèn)為不能相互借用的原因主要有以下兩種:一種是要保證火災(zāi)中的防火分區(qū)內(nèi)的煙氣不能蔓延到其他防火分區(qū)中;一種是不能讓著火區(qū)域的防火分區(qū)內(nèi)的火蔓延到其他防火分區(qū)內(nèi)。在實(shí)戰(zhàn)中，在《消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計審查中爭議問題的研討》一文中，趙廷勝等人認(rèn)為從消防實(shí)戰(zhàn)來看，不同防火分區(qū)的消火栓是可以相互借用的，并指出實(shí)戰(zhàn)滅火時有效撲救較大火災(zāi)的平均用水量為39.15 L/s，撲救大火的平均用水量達(dá)90 L/s，撲救大火時用水量較大，必須從其他地點(diǎn)接引消火栓滅火，勢必造成樓梯間或防火門不密閉的問題。

在常見的設(shè)計中，各個防火分區(qū)大多采用防火卷簾進(jìn)行分割，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，相鄰的防火分區(qū)之間的防火卷簾會自然落下，起到防火墻的作用，這樣相鄰的防火分區(qū)內(nèi)的消火栓無法穿越防火卷簾相互借用。筆者認(rèn)為，雖然規(guī)范沒有這樣明確規(guī)定不能相互借用，但是考慮上述情況及GB 50016-2006建筑設(shè)計防火規(guī)范第8.4.7條的規(guī)定，室內(nèi)消火栓的布置應(yīng)保證每一個防火分區(qū)同層有兩只水槍的充實(shí)水柱同時到達(dá)任何部位。我認(rèn)為設(shè)計人員在設(shè)計時，就應(yīng)該以防火分區(qū)間的消火栓不可以借用，滿足單個防火分區(qū)任何一點(diǎn)均有兩股水柱同時到達(dá)為原則進(jìn)行設(shè)計。而實(shí)戰(zhàn)中，在突發(fā)狀況下，消防隊(duì)員可以靈活考慮是否借用。我相信，只要合理布置消火栓，避免死角發(fā)生，就一定能達(dá)到最佳控制滅火的目的。

4 工程案例

本工程為朔州師范學(xué)校圖書館建筑，地上5層，建筑高度19.35 m，總建筑面積11529.60 m2，設(shè)計藏書量45萬冊，室外地坪標(biāo)高－0.75 m。此案例為多層建筑，其室外消火栓用水量為30 L/s，水壓為0.20 MPa;室內(nèi)消火栓用水量為15 L/s，水壓為0.20 MPa。火災(zāi)延續(xù)時間按2 h計;一次室內(nèi)總消防用水量為108 m3。

消火栓給水管的管材:架空時采用熱浸鍍鋅鋼管，絲扣或溝槽管件連接，閥門及需拆卸部位采用法蘭連接;埋地時，采用帶水泥襯的球墨鑄鐵給水管，采用承插式橡膠圈接口連接。

閥門的配置:消防給水管道上采用蝶閥，工作壓力1.60 MPa，為消火栓給水系統(tǒng)管道上的檢修閥門，應(yīng)為常開。消防系統(tǒng)上的減壓閥采用帶止回作用的可調(diào)先導(dǎo)式減壓閥。減壓閥前過濾器需定期清洗和去除雜物，安裝減壓閥前全部管道必須沖洗干凈。

室外消火栓系統(tǒng)的設(shè)置:本工程沿建筑物周邊應(yīng)設(shè)置兩個室外消火栓，應(yīng)保證室外消火栓的保護(hù)半徑不超過150 m，間距不超過120 m，且室外消火栓距路邊不應(yīng)超過2 m，距房屋外墻不應(yīng)小于5 m，每個室外消火栓用水量為15 L/s。

室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)置:本工程室內(nèi)消火栓系統(tǒng)為臨時高壓消防系統(tǒng)。消防管網(wǎng)兩路進(jìn)水，豎向成環(huán)，底環(huán)是在1層頂板下敷設(shè)，上環(huán)是在4層頂板下敷設(shè)。其室內(nèi)消火栓系統(tǒng)用水由位于教學(xué)主樓門前大臺階下面的消防泵房內(nèi)的消防水池和消防泵提供。消防水池有效容積為600 m3(含自動噴淋系統(tǒng)所需水量)，消火栓水泵:泵房內(nèi)設(shè)有2臺消火栓水泵(Q=40 L/s，P=1.20 MPa)，一用一備，互為備用。因本建筑所需消防壓力為0.45 MPa即可，而消防泵的壓力1.20 MPa遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.50 MPa，為保證消火栓栓口出水壓力不超過0.50 MPa，消防管道在入戶后統(tǒng)一在管道井內(nèi)采用可調(diào)先導(dǎo)式減壓閥減壓至0.45 MPa再供消防環(huán)網(wǎng)使用。

本工程火災(zāi)初期的消防用水采用教學(xué)主樓屋頂水箱間內(nèi)的消防水箱提供，消防水箱的容積為18 m3。消防水箱最低水位為68.15 m，其水箱出水管與校區(qū)室外高壓消防管網(wǎng)連接。發(fā)生火災(zāi)時，按動任一消火栓處起泵按鈕或消防中心、水泵房處啟泵按鈕均可啟動該消火栓并報警。

消火栓系統(tǒng)選用帶滅火器箱組合式消防柜，柜體型號SG24D65-P，柜體尺寸:1 800×700×240。消火栓型號為SN65-A，水龍帶長25 m，水帶材質(zhì)為麻質(zhì)有襯膠。栓口距地1.10 m。每個消防栓箱內(nèi)均設(shè)有直接啟動消防水泵按鈕或報警信號裝置一套。除靠近外墻的消火栓柜為明裝，其他位置的消火栓柜均為暗裝。

本工程室內(nèi)消火栓及室外消火栓系統(tǒng)施工完成后，采用0.75 MPa壓力進(jìn)行試壓，2 h無明顯滲漏，并采取屋頂層試驗(yàn)消火栓和首層取兩處消火栓做試射試驗(yàn)均達(dá)到設(shè)計要求，顯示合格。

5 結(jié)語

中國有句老話叫水火無情。火災(zāi)一旦發(fā)生將給人們的生命財產(chǎn)安全帶來巨大的損失。多層建筑的消防方式與高層建筑的消防方式側(cè)重點(diǎn)不同，高層建筑立足于自救，而多層建筑更多的是依靠消防隊(duì)員及時撲滅火災(zāi)。每當(dāng)發(fā)生火情時，消防隊(duì)員將從接到火警舉報、確認(rèn)案發(fā)地點(diǎn)、出警到抵達(dá)撲救現(xiàn)場，至少要5 min～10 min，在這期間，消防水箱內(nèi)貯存的10 min消防用水量將用于此期間的初期火災(zāi)滅火。故多層建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的設(shè)計在工程中具有舉足輕重的作用。

作為一名設(shè)計人員在設(shè)計時，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)形式的選擇、各個組成裝置的布置，我們都應(yīng)該嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)范、手冊的要求執(zhí)行，充分考慮到業(yè)主的使用安全，滿足施工的條件進(jìn)行設(shè)計。

［1］GB 50016-2006，建筑設(shè)計防火規(guī)范［S］.

［2］中國建筑設(shè)計研究院.建筑給排水設(shè)計手冊(上)［M］.第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［3］巫 凌.多層建筑消火栓給水系統(tǒng)淺析［J］.給水排水，2001，27(8):67-68.

［4］田翠平.多層建筑消火栓給水系統(tǒng)形式的探討［J］.山西建筑，2007，33(31):176-177.

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［8］顧康平.建筑消火栓給水系統(tǒng)設(shè)計的幾點(diǎn)探討［J］.山西建筑，2011，37(2):112-114.