高位消防水箱消防設(shè)計初探

王雪斌

(吉安市公安消防支隊，江西 吉安 343000)

在我國多層、高層建筑消防給水系統(tǒng)設(shè)計中，大部分采用的是臨時高壓給水系統(tǒng)。我國現(xiàn)行《建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB50016-2006)》(以下簡稱《建規(guī)》)第8.4.4條規(guī)定：設(shè)置臨時高壓給水系統(tǒng)的建筑物應設(shè)置消防水箱?！陡邔用裼媒ㄖO(shè)計防火規(guī)范(GB50045-95)》(2005版)(以下簡稱《高規(guī)》)中第7.4.7條規(guī)定：當采用臨時高壓給水系統(tǒng)時，應設(shè)高位消防水箱。因此，消防水箱成為確保消防給水系統(tǒng)及時有效控制初期火災的重要組成部分。筆者在消防設(shè)計審核工作實際中，發(fā)現(xiàn)一些消防水箱設(shè)計中的關(guān)鍵問題，應加以注意。

一、消防水箱容積計算

設(shè)置高位消防水箱的目的是在消防隊未趕到火場前，利用水箱向室內(nèi)消防系統(tǒng)供水以進行火災初期的自救。我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定按10分鐘室內(nèi)消防用水量設(shè)計消防水箱的容積。

《建規(guī)》第8.4.1條規(guī)定：建筑物內(nèi)同時設(shè)置室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)或固定消防炮滅火系統(tǒng)時，其室內(nèi)消防用水量應按需要同時開啟上述系統(tǒng)用水量之和計算；《建規(guī)》8.4.4.2條規(guī)定：消防水箱應儲存 10分鐘的消防用水量。當室內(nèi)消防用水量小于等于25L/s，經(jīng)計算消防水箱所需消防儲水量大于12m3時，仍可采用12m3；當室內(nèi)消防用水量大于25L/s，經(jīng)計算消防水箱所需消防儲水量大于18m3時，仍可采用18m3；《高規(guī)》7.4.7.1條規(guī)定：高位消防水箱的消防儲水量，一類公共建筑不應小于18m3，二類公共建筑和一類居住建筑不應小于12m3，二類居住建筑不應小于6m3。也就是說多層建筑消防水箱的消防儲水量與消防用水量有關(guān)，高層建筑消防水箱的消防儲水量與建筑類別有關(guān)。在實際消防設(shè)計時，計算出的10分鐘消防用水量大都會大于規(guī)范中關(guān)于水箱容積的上限，因此實際設(shè)計容量按上限取值即可。

二、消防水箱設(shè)置高度

高位消防水箱應設(shè)置在建筑物的最高處，可以靠重力自流給室內(nèi)消防管網(wǎng)提供壓力水。其設(shè)置高度既能保證最頂層室內(nèi)消火栓靜水壓力,也能保證最不利點噴頭出水壓力。

《高規(guī)》第7.4.7.2條規(guī)定：高位消防水箱的設(shè)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100 m時，高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.07 MPa；當建筑高度超過100 m時，高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.15 MPa。當高位消防水箱不能滿足上述靜壓要求時，應設(shè)增壓設(shè)施?！蹲詣訃娝疁缁鹣到y(tǒng)設(shè)計規(guī)范》則規(guī)定了“消防水箱的供水，應滿足系統(tǒng)最不利點處噴水的最低工作壓力和噴水強度”，而自動噴水滅火系統(tǒng)最不利點處噴頭的工作壓力不應低于0.05 MPa，即可認為消防水箱的設(shè)置高度應保證最不利點處噴頭的工作壓力不應低于0.05 MPa。以建筑高度不超過100米高層建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計為例，按規(guī)范要求最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.07 MPa，則水箱距最不利點消火栓栓口高度為：

H=Hxh+hw+hsk(mH2O)

Hxh：最不利點消火栓靜水壓力，取7.0 mH2O；

Hw：最不利點消火栓至水箱間管路的水頭損失，約0.5 mH2O；

Hsk：消火栓栓口水頭損失，取2.0 mH2O；

H=7.0+0.5+2.0=9.5 mH2O

由此可知，要保證最不利點消火栓靜水壓力不低于0.07 MPa，水箱靜水壓應大于9.5 mH2O。否則當建筑物最不利點發(fā)生火災時，該點根本無水可達，從而延誤了滅火第一時間。

三、增壓穩(wěn)壓設(shè)施設(shè)計

在實際工程設(shè)計中，由于造價和受建筑造型的限制，高位消防水箱的設(shè)置高度常常不能滿足規(guī)范規(guī)定的靜壓要求，這時就應設(shè)增壓設(shè)施。

現(xiàn)有工程設(shè)計中，屋頂高位消防水箱常用的增壓設(shè)施一般采用在消防水箱的出水管上設(shè)置成套的增壓穩(wěn)壓裝置，包括隔膜式氣壓罐、增壓穩(wěn)壓泵、遠傳壓力表、電控柜等，它能確保消防給水管道最不利點消火栓滿足消防所需的壓力要求。另一種方式是在消防水箱出水管上只設(shè)增壓穩(wěn)壓泵，不設(shè)氣壓罐，這種做法多用于多層建筑。在水箱出水管上設(shè)壓力傳感器，隨著消防管道壓力逐漸降低，通過壓力傳感器與增壓泵聯(lián)動控制增壓穩(wěn)壓泵啟停，以此滿足最不利點消火栓的水壓要求。此外還需注意的一點是，有些設(shè)計人員將增壓水泵出水管作為消防水箱的出水管，這是非常錯誤的做法。這是因為設(shè)置增壓水泵的主要目的是在剛發(fā)生火災消防水泵啟動前，滿足消火栓和自動噴水滅火系統(tǒng)的水壓要求，其出水量對消火栓給水系統(tǒng)不應大于5L/s，對自動噴水滅火系統(tǒng)不應大于1L/s，小于規(guī)范要求的室內(nèi)消防用水量，不能滿足撲救初期火災水量的要求。所以，在屋頂設(shè)置的增壓水泵，應在增壓水泵出水管一側(cè)設(shè)旁通管，出水流量不應小于撲救初期火災需要的用水量。

四、其它應注意問題

一是消防水箱出水管接入位置問題。有些設(shè)計人員將消防水箱的出水管直接接入自動噴淋系統(tǒng)的頂層給水管道(報警閥后)，看似符合壓力、流量要求而且節(jié)約管材，其實這是錯誤的做法。這是因為消防水箱的出水管從報警閥后管道接入，水箱中的水將不通過報警閥而直接進人系統(tǒng)管網(wǎng)，使得噴頭動作后，報警閥后的管道水壓長時間保持很高，延緩了壓力開關(guān)動作，水力警鈴不能及時報警，水泵遲遲得不到啟動，故《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》明確要求，消防水箱出水管應從報警閥入口前管道連接。二是消防水箱供水設(shè)計問題。有些設(shè)計消防水箱采用消防管道供水或消防水泵供水經(jīng)過消防水箱再流入消防管網(wǎng)。這些做法減小了消防管網(wǎng)的壓力，不能保證充分發(fā)揮消防設(shè)備的作用，所以應采用生活管道向消防水箱供水，并在消防水箱的出水管上設(shè)單向閥，以阻止消防水泵的供水進入消防水箱。三是消防水箱設(shè)計位置問題。有些局部為鋼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)拇罂臻g建筑物，如影劇院的舞臺、體育場館等，設(shè)計人員將消防水箱設(shè)置在建筑物承重能力相對較好的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的中間層，但低于最不利點的高度，采取提高增壓水泵揚程的方式，以滿足工作壓力要求。設(shè)計人員的想法是，規(guī)范說明消防水箱可設(shè)增壓水泵來滿足最不利點消火栓和噴頭的壓力，其實這是對消防水箱涵義的錯誤理解，使消防水箱成了中間水池，不能依靠重力向消防系統(tǒng)管道供水，這樣的設(shè)計顯然是不可取的。