淺談滅火消火栓系統(tǒng)和消防泵探討及研究

張新建 章軍峰

摘要：根據(jù)國內(nèi)外消防規(guī)范和工程實踐經(jīng)驗就消火栓系統(tǒng)和消防穩(wěn)壓泵、消防泵等幾個問題進行探討，并提出設(shè)計參數(shù)。

關(guān)鍵詞：消火栓；消火栓給水系統(tǒng)；穩(wěn)壓泵；消防泵

中圖分類號：TU998文獻標識碼： A

正文：依據(jù)國內(nèi)外的消防設(shè)計規(guī)范以及工程實踐，就消火栓給水系統(tǒng)中的幾個問題進行探討，以便共同促進消防事業(yè)的發(fā)展，不當之處請批評指正。

一、消火栓給水系統(tǒng)

（一）消火栓的栓口壓力和系統(tǒng)分區(qū)

我國《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GBJ16—87修訂版（以下簡稱《建規(guī)》）第8.6.2 和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045—95（以下簡稱《高規(guī)》）第7.4.6條規(guī)定消火栓栓口靜水壓力不應(yīng)大于0.8Mpa，當大于0.8Mpa時應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)。

美國NFPA14《Standard for the Installation of Stan pipe and Hose System》(1996?)中規(guī)定系統(tǒng)任何一點的壓力在任何時間不能超過2.41Mpa，當栓口處靜壓力超過1.21Mpa時應(yīng)設(shè)減壓裝置。

我國消火栓的靜壓不應(yīng)大于0.80Mpa是系統(tǒng)分區(qū)值。消火栓的靜壓要求是 鑒于消火栓的質(zhì)量——承壓力。我國《室內(nèi)消火栓》GB3445—82中規(guī)定室內(nèi)消火栓工作壓力為1.60Mpa，試驗壓力為2.40Mpa，遠大于靜壓分區(qū)值0.80 Mpa，因而我國的系統(tǒng)分區(qū)值可適當提高。在美國系統(tǒng)分區(qū)有兩個值確定，一是與我國相當?shù)乃陟o壓不超過1.21Mpa；二是系統(tǒng)任何一點的壓力在任何時間不能超過2.41Mpa，這是系統(tǒng)必須串聯(lián)分區(qū)的要求。據(jù)調(diào)查，我國有不少的建筑高度在60m—70m，這樣高度的建筑物加上地下室高度和屋頂水箱高度，其總高度往往大于80m，致使消火栓系統(tǒng)要分區(qū)，造成消火栓給水系統(tǒng)設(shè)備、管道增加，投資增加。適當提高此值或借鑒美國標準，可節(jié)省大量投資，并簡化系統(tǒng)。

（二）消火栓的等級

我國室內(nèi)消火栓有DN65、DN50、和DN25 3個規(guī)格，DN25的水喉不能單獨使用，僅可與DN65和DN50配合使用。NEPA14消火栓分為3個等級：Ⅰ級為DN65的消火栓，僅設(shè)栓口；Ⅱ級為DN40的消火栓箱，配有水龍帶和水槍的消火栓，對于危險等級的場所可選用DN25的水喉；Ⅲ級為DN65的栓口和DN40的消火栓箱，對于危險等級的場所，DN40的消火栓箱可改為DN25的水喉；設(shè)有自動噴水系統(tǒng)的場所，可不設(shè)DN40的消火栓箱。目前我國DN50的消火栓基本不用，DN40的消火栓沒有，DN25的水喉不能單獨使用。DN65的消火栓職業(yè)消防隊員和非職業(yè)消防隊員都可用。在美國DN65消火栓僅為職業(yè)消防隊員用。所以DN40、DN25的消火栓為自救消火栓。

（三）消火栓的位置、設(shè)置以及栓口壓力

我國《建規(guī)》和《高規(guī)》規(guī)定消火栓設(shè)在走道、樓梯附近等明顯易于取用 的地點。消火栓的間距：高層為30m，多層為50m，水龍帶長度為20m—25m。消防電梯前室設(shè)消火栓，屋頂設(shè)消火栓。消火栓栓口距地高度為1.1m，美國NF—PA14規(guī)定：（1）消火栓立管亦即是消火栓（因不設(shè)栓箱和水龍帶）不應(yīng)通過危險的區(qū)域，應(yīng)設(shè)于防止機械破壞和火災(zāi)破壞的地方；（2）消火栓立管和供水邊緣立管應(yīng)設(shè)于封閉樓梯間，或者位于與封閉樓梯間等效防火的位置；（3）干式系統(tǒng)的消火栓立管不應(yīng)封閉于建筑物的墻內(nèi)或壁栓內(nèi)；（4）消火栓應(yīng)置于沒有障礙物，距地0.9m—1.5m的位置。若設(shè)有自動噴水系統(tǒng)時，邊緣主管可不考慮保護，給DN40的消火栓供水的立管可不考慮保護。這樣消火栓的設(shè)置與疏散距離相當，便于理解。我國《建規(guī)》規(guī)定民用建筑房間到樓梯口的疏散距離為20m—40m，設(shè)有自動噴水系統(tǒng)時疏散距離可增加25%，即增加10m。房間門至室內(nèi)最近點的直線距離為15m。如果DN65的消火栓設(shè)置在樓梯間，則樓層最不利點到消火栓的最大距離不應(yīng)超過55m，當設(shè)有自動噴水系統(tǒng)時為65m?！陡咭?guī)》規(guī)定的疏散距離與《建規(guī)》相同。

（四）消火栓栓口余壓

我國《建規(guī)》和《高規(guī)》對消火栓栓口出水壓力規(guī)定為：大于0.50Mpa時， 消火栓處應(yīng)設(shè)減壓裝置。消火栓的充實水柱為7m、10m、13m，充實水柱對應(yīng)的消火栓最小出水壓力為16m、19m、22m。NFPA14規(guī)定：DN65消火栓的栓口處最大最小剩余壓力為0.69Mpa，對于DN40和DN25的消火栓最大最小剩余壓力為0.45Mpa，這說明美國規(guī)范對消火栓的出口壓力很重視，消火栓的栓口壓力為恒定值，大于此值可設(shè)減壓裝置，通常為減壓穩(wěn)壓消火栓。

消火栓栓口處的最小剩余壓力和最大壓力取決于消防隊員和使用者對消火栓反作用推力的承受能力，以及滅火對消火栓充實水柱的要求。我國消火栓口處最大剩余壓力0.50Mpa，最小剩余壓力為16m、19m、22m。而美國消火栓栓口處的最小剩余壓力和最大壓力為一個值，DN65消火栓為69m，小于DN65消火栓為45m。美國消火栓的間距大于我國的間距，其水龍帶的最大長度為3根25m的帶子，若去掉水帶和接口處的水頭損失，其實際栓口壓力與我國相當。

為便于建筑物的美觀和消防隊員的實戰(zhàn)滅火以及與國際接軌，建議DN65的 消火栓僅設(shè)置在疏散樓梯間內(nèi)，其間距與樓梯間的間距相當，最大最小剩余壓力為0.50Mpa，這樣消火栓可接2根水龍帶，保護半徑會更大。DN25的水喉間距為30m，最大最小剩余壓力為0.40Mpa。

（五）消火栓系統(tǒng)

我國《高規(guī)》第7.1.3條規(guī)定室內(nèi)消防給水應(yīng)采用高壓或臨時高壓給水系統(tǒng)，《建規(guī)》第8.6.1條規(guī)定嚴寒地區(qū)非采暖的廠房、庫房的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，可采用干式系統(tǒng)。

美國NFPA14把消火栓系統(tǒng)分為5個系統(tǒng)：（1）全自動干式系統(tǒng)——平時系統(tǒng)管道充滿壓縮空氣，并設(shè)有像干式報警閥一樣的裝置，允許水自動進入開啟的消火栓，系統(tǒng)的供水設(shè)施有能力供應(yīng)并滿足系統(tǒng)消防用水量；（2）全自動濕式系統(tǒng)——平時系統(tǒng)管道為充水的濕式系統(tǒng)，其供水設(shè)施能夠自動供應(yīng)并滿足系統(tǒng)所需消防水量；（3）半自動干式系統(tǒng)——干式管道系統(tǒng)上設(shè)有像雨淋閥一樣的裝置，在每一個消火栓處設(shè)一個遙控裝置，以便允許水進入系統(tǒng)，遙控裝置動作時，系統(tǒng)的供水設(shè)施有能力供應(yīng)并滿足系統(tǒng)所需消防水量（4）手動干式系統(tǒng)——系統(tǒng)管道為干式，且系統(tǒng)無永久的給水設(shè)施，手動干式系統(tǒng)需要的消防用水來自消防車的消防泵，并通過消防水泵接合向系統(tǒng)供水；（5）手動濕式系統(tǒng)——管道為濕式，而且連接一個小流量供水裝置以維持系統(tǒng)內(nèi)水壓，但系統(tǒng)無永久的能夠滿足系統(tǒng)所需水量的給水設(shè)施，手動濕式系統(tǒng)需要的消防用水來自消防車的消防泵，并通過消防水泵接合器向系統(tǒng)供水。

可見國內(nèi)對消火栓系統(tǒng)提出常高壓系統(tǒng)和臨時高壓系統(tǒng)意義不大，原因是很難找到一個真正意義上的常高壓消火栓給水系統(tǒng)，即消火栓給水系統(tǒng)任何時間不需啟動消防泵即能滿足系統(tǒng)所需的水量和水壓。為此建議取消常高壓系統(tǒng)和臨時高壓系統(tǒng)的概念，用全自動干式系統(tǒng)、全自動濕式系統(tǒng)、半自動干式系統(tǒng)、手動干式系統(tǒng)、手動濕式系統(tǒng)等新概念，這樣概念明確。同時鑒于國內(nèi)的實際情況，建議采用全自動干式系統(tǒng)、全自動濕式系統(tǒng)、半自動干式系統(tǒng)、手動干式系統(tǒng)4個系統(tǒng)。同時對于極為重要的建筑物采用雙水源供水系統(tǒng)，即除消防水池和消防泵供水外，增設(shè)屋頂水箱或壓力水罐供水。

二、消防給水系統(tǒng)穩(wěn)壓泵

消防給水系統(tǒng)穩(wěn)壓是系統(tǒng)平時維持壓力的水泵，對系統(tǒng)起著監(jiān)護作用和使 系統(tǒng)具有自動控制的功能。穩(wěn)壓泵的壓力可根據(jù)系統(tǒng)壓力而確定，一般穩(wěn)壓泵的壓力可根據(jù)系統(tǒng)壓力而確定，一般穩(wěn)壓泵的壓力比主泵高0.1Mpa—0.2Mpa，或者穩(wěn)壓泵壓力為主泵的1.1倍—1.2倍。但對于穩(wěn)壓泵流量的確定就有不同的說法。《高規(guī)》第7.4.8條增壓設(shè)施應(yīng)符合下列規(guī)定：對消火栓給水系統(tǒng)不應(yīng)大于5L/S；對自動噴水系統(tǒng)不應(yīng)大于1L/S。

自動噴水系統(tǒng)管道的泄漏水量按國家《采暖與衛(wèi)生工程施工及驗收規(guī)范》 第3.15條規(guī)定：水壓試驗時，10min內(nèi)壓力降不大于0.05Mpa。然后將試驗壓力降至工作壓力作外觀檢查，以不漏為合格?！蹲詣訃娝疁缁鹣到y(tǒng)施工及驗收規(guī)范》第6.2.3條規(guī)定水壓試驗的測試點應(yīng)設(shè)在系統(tǒng)管網(wǎng)的最低點，對管網(wǎng)注水時，應(yīng)將管網(wǎng)的空氣排凈，并應(yīng)緩慢升壓，達到試驗壓力后，穩(wěn)壓30min，目測管網(wǎng)無泄漏、無變形，且壓力降不大于0.05Mpa?！督o水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268—97第10.2.13條規(guī)定：DN100的鋼管允許滲水量為0.28L(min?km)，DN150的鋼管允許滲水量為0.3L(min?km)。顯然若管道施工達到國家規(guī)范.

三、消防泵

NFPA20對消防泵的性能規(guī)定如下：水泵出流量為選定工作點的流量的150% 時，其揚程不小于選定的工作點的揚程的65%，關(guān)閉水泵時的揚程不大于選定工作點揚程的140%。其實際是規(guī)定了水泵的性能曲線是一條平滑的曲線。我國規(guī)范對消防水泵沒有詳細的規(guī)定，致使消防水泵的選用上有不少出入。

《高規(guī)》和《建規(guī)》對消防水泵的性能沒有測試要求，NFPA20規(guī)定消防泵 在出水管上設(shè)測量用流量計。流量計應(yīng)能測試水泵選定流量的175%，消防泵在出水管上應(yīng)設(shè)直徑大于89mm的壓力表，這樣水泵安裝后可全面測試水泵的性能，以便得知是否能滿足設(shè)計要求。

參考文獻：

1、建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016—2006，中國計劃出版社，2006

2、高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50045—95，中國計劃出版社，2001

3、采暖與衛(wèi)生工程施工及驗收規(guī)范GBJ242—82，中國計劃出版社，1982