關(guān)于消防水池取水口設(shè)計(jì)的探討

王學(xué)峰

摘 要：以國(guó)家消防規(guī)范的相關(guān)條文為依據(jù)，分析了供消防車取水的消防水池取水口或取水井的設(shè)置要求，提出了幾種設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：取水口；消防水池；設(shè)計(jì)方案

中圖分類號(hào)：D631.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974-2014、以下簡(jiǎn)稱《消規(guī)》）于2014年10月1日實(shí)施，下面筆者就《消規(guī)》中關(guān)于取水口的部分內(nèi)容加以探討。

1 關(guān)于是否設(shè)置取水口的問(wèn)題

有設(shè)計(jì)者認(rèn)為采用了“消防水泵+外消火栓管網(wǎng)+室外消火栓”的外消火栓系統(tǒng)，就可以不用設(shè)置消防水池取水口了，但是《消規(guī)》第4.3.7條提出“消防水池應(yīng)設(shè)置取水口，且吸水高度不應(yīng)大于6.0m”。筆者認(rèn)為：如果室外消防用水的設(shè)計(jì)，僅設(shè)置了消防水池而沒(méi)有設(shè)置室外消火栓系統(tǒng)，此時(shí)一個(gè)取水口相當(dāng)于一個(gè)室外消火栓，例如室外消火栓用水量為30L/S時(shí)，消防水池取水口至少應(yīng)設(shè)置兩個(gè)，同時(shí)取水口應(yīng)滿足保護(hù)半徑150m的要求。如果設(shè)置了“消防水泵+外消火栓管網(wǎng)+室外消火栓”的室外消火栓系統(tǒng)，

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

2 關(guān)于消防水池取水口的幾種設(shè)計(jì)方案的問(wèn)題

方案一：地上消防水池，直連室外消火栓。（圖1，圖2）

有些設(shè)計(jì)中，消防水池位于地坪之上，設(shè)計(jì)者將室外消火栓直接通過(guò)管道接入消防水池，認(rèn)為消防車可以通過(guò)圖示中的消火栓接口吸水。而實(shí)際上消防車吸水需要依靠吸水管+過(guò)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(guò)消防水帶吸水，所以此種設(shè)計(jì)的取水口是無(wú)法使用的，此種設(shè)計(jì)原因在于設(shè)計(jì)單位對(duì)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(shè)計(jì)中，消防水池位于地坪以下，設(shè)計(jì)者將管道一端接入消防水池，另一端通往室外地坪。此種設(shè)計(jì)與方案一本質(zhì)上無(wú)差別，仍然不能供消防車取水之用。有設(shè)計(jì)者認(rèn)為，即使消防車不可能通過(guò)消防水帶吸水，但是可以將取水口設(shè)計(jì)成能與消防車吸水管緊密連接之后無(wú)縫隙的接口，這樣即可通過(guò)吸水管吸水。但由于消防車吸水管為硬質(zhì)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(wú)雜物等，所以此種設(shè)計(jì)的適用性較差，更重要的是在實(shí)際使用中這種吸水口不可能與吸水管嚴(yán)密配合無(wú)縫隙，也不可能避免被銹蝕，而由于吸水產(chǎn)生負(fù)壓，吸水過(guò)程中必然有空氣持續(xù)進(jìn)入吸水管，導(dǎo)致消防車水泵效率低下甚至損毀。

方案三：根據(jù)連通器原理，設(shè)置室外取水井。（圖4）

此種設(shè)計(jì)主要內(nèi)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(guò)濾器伸入取水井底部進(jìn)行吸水，消防水池的水自動(dòng)流向取水井，滿足消防車連續(xù)取水之用。但此種設(shè)計(jì)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(shí)，取水井的水位會(huì)馬上下降，取水井與消防水池出現(xiàn)液位差之后，消防水池的水將自動(dòng)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(xù)吸水速度，并計(jì)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(shí)消防水池和取水井的液位差：H=？（需計(jì)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(shí)產(chǎn)生旋渦導(dǎo)致吸入空氣，吸水管過(guò)濾器要置于最低設(shè)計(jì)液位以下大約0.5m（實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shè)計(jì)成本低，供水可靠。但是需要通過(guò)計(jì)算確定H的數(shù)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(xué)的連續(xù)介質(zhì)理論方程建立之前，水力學(xué)所采用的基本原理，其實(shí)質(zhì)是流體的機(jī)械能守恒。即：動(dòng)能+重力勢(shì)能+壓力勢(shì)能=常數(shù)。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(shù)據(jù)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(dòng)態(tài)，所以p1=p2；

消防水池液面下降速度可以忽略不計(jì)，則伯努利方程可簡(jiǎn)化為：

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

按照上述方法計(jì)算表1得出以下對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)：

方案四：根據(jù)消防供水原理，設(shè)置室外消火栓。（圖5）

此種設(shè)計(jì)方案設(shè)置了“消防車取水泵”，然后通過(guò)管網(wǎng)連接到設(shè)置于室外的消火栓口。此種設(shè)計(jì)與“消防水泵+外消火栓管網(wǎng)+室外消火栓”的外消火栓系統(tǒng)大同小異。但如果沒(méi)有設(shè)計(jì)室外消火栓系統(tǒng)，那么此方案中的消火栓泵建議設(shè)計(jì)為一主一備，消防配電應(yīng)符合相關(guān)要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)院有時(shí)不太了解消防裝備的具體使用細(xì)節(jié)，曾經(jīng)有設(shè)計(jì)院出現(xiàn)了室外消火栓直連消防水池的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)多與消防部門溝通，了解日新月異的消防技術(shù)裝備，更進(jìn)一步防消結(jié)合，提高整火災(zāi)防控水平。

參考文獻(xiàn)：

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