建筑消防水池設(shè)計探討

秦豪杰

摘 要：消防水池作為儲存消防水源的基礎(chǔ)設(shè)施，對建筑防火起著至關(guān)重要的作用。文中通過對消防水池在設(shè)計中常見問題的探討，達(dá)到對消防水池合理化設(shè)計的目的。

關(guān)鍵詞： 消防水池； 最高水位； 最低水位； 報警水位； 吸水

隨著我國城市化進程的快速發(fā)展，城市面臨的防火要求也越來越高，而作為儲存消防用水的主要設(shè)施，消防水池在火災(zāi)撲救期間起到了至關(guān)重要的作用，直接關(guān)系到建筑防火減災(zāi)的效果。所以如何經(jīng)濟、合理、科學(xué)的設(shè)計消防水池，是每個消防設(shè)計人員都要面對的問題，本文就針對消防水池在建筑設(shè)計中常見的問題進行深入的探討。

1.消防水池有效容積的確定

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》[1]GB50974-2014中第4.3.2條的規(guī)定，消防水池的有效容積應(yīng)滿足在火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)室內(nèi)室外消防用水量的要求。這里面提到的容積是有效容積，也就是說并不是消防水池內(nèi)所有的水源都能作為火災(zāi)撲救時的消防用水。所以，這就要求設(shè)計人員在設(shè)計中要對消防水池的容積進行準(zhǔn)確計算。

消防水池有效容積=消防水池面積╳消防水池的有效水深

根據(jù)規(guī)范定義，有效水深是指水池設(shè)計最高水位至最低有效水位之間的距離。

1.1 最高水位的確定

目前消防水池一般采取側(cè)部進水，《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》[2]（GB50015-2003，2009年版）3.2.12—3條規(guī)定，水池進水管宜在水池溢流水位以上接入；3.2.4C條規(guī) 定：生活飲用水管網(wǎng)向消防、中水和雨水回用水等其他用水的貯水池（箱 ）補 水時，其進水管口最低點高出溢流邊緣的空氣間隙不應(yīng)小于150mm。目前工程案例中消防水池進水大多采用自來水，因此溢流水位即坐高報警水位應(yīng)在進水管底下150mm；最高水位一般比最高報警水位低50mm，但其水位的間距并不是固定 的，規(guī)范中所提的數(shù)據(jù)僅是一般做法，其值可根據(jù)水池大小及進水管管徑酌情調(diào)整。

1.2 最低水位的確定

目前在確定消防水池最低水位時，存在以下兩種爭議。

1.2.1 根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》[1]GB50974-2014中第4.3.9條的定義，消防水池最低有效水位是消防水泵吸水喇叭口或出水管喇叭口以上0.6m水位，當(dāng)消防水泵吸水管或消防水箱出水管上設(shè)置防止旋流器，最低有效水為防止旋流器頂部以上0.2m（見圖1）。

1.2.2 根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》[1]GB50974-2014中第5.1.12-1規(guī)定，消防水泵應(yīng)采取自灌式吸水。而根據(jù)國標(biāo)圖集15S909《《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》圖示》[3]中對5.1.12條的解釋，對于臥式消防水泵，消防水池滿足自灌式啟泵的最低水位應(yīng)高于泵殼頂部放氣孔（見圖2），對于立式消防水泵，消防水池滿足自灌式啟泵的最低水位應(yīng)高于水泵出水管中心線（見圖3）。有的設(shè)計單位和設(shè)計人員就將自灌式啟泵的最低水位作為消防水池的最低水位。

以上兩種確定最低水位的方法筆者認(rèn)為都能滿足消防用水的安全，但針對的主體是不同的，第一種針對的是消防水池，第二種針對的是消防水泵。筆者認(rèn)為將自灌水位作為最低消防水位的設(shè)計人員更多的是考慮在消防用水過程中，恰巧備用泵啟動，或主泵因故停泵重新啟動時，由于不滿足自灌要求，水泵不能正常啟動。而這種擔(dān)心是大可不必的，在《建筑給水排水工程技術(shù)與設(shè)計手冊》[4]中，對這種疑慮做了充分的解釋。手冊中認(rèn)為“水泵能否自灌吸水，關(guān)鍵在于吸水管內(nèi)和泵內(nèi)是否經(jīng)常處于充水狀態(tài)，只要滿足水泵初次自灌啟動及檢修后在運行時，能滿足其自動自灌啟動，以后的每次啟動，水位無需必須在自灌水位以上”。而且在文獻《消防泵自灌吸水工況試驗研究—基于消防水池最低有效水位設(shè)計高度的探討》[5]中的實驗也證明了在消防泵運行過程中，水位下降到吸水橫管以下，消防泵仍正常運行，即或是需要切換備用泵投入，只要水位淹沒出水口即可保證水泵吸水管內(nèi)的滿水狀態(tài)，備用泵正常運行，從而消防水池有效容積被全部利用。而將滿足自灌吸水的最低水位等同于消防水池“最低有效水位”。這樣的設(shè)置方法無形中把最低有效水位提高了，增加了無效水深。綜上所述，消防水池的最低水位按2.1條確定即可。

2.水位顯示裝置及報警水位的設(shè)置

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》[1]GB50974-2014中第4.3.2-2條的規(guī)定，消防水池應(yīng)設(shè)置就地水位顯示裝置，并應(yīng)在消防控制中心或值班室等地點設(shè)置顯示消防水池水位的裝置，同時應(yīng)有最高和最低報警水位。消防水池設(shè)置各種水位的目的是保證消防水池不因放空或各種因素漏水而造成有效滅火水源不足的技術(shù)措施，而這條是我們在消防水池設(shè)計中比較容易忽視的。

2.1 水位顯示可采用水位尺、水位傳示儀或超聲波液位儀（見圖4），水位信號要傳至消防控制室，并要對池底標(biāo)高、最高水位、最高報警水位、最低報警水位、最低有效水位均予顯示。

2.2 最高報警水位=溢流水位=最高水位+50mm

最低報警水位=最高水位-50mm

3.消防取水口的設(shè)置

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》[1]GB50974-2014中第4.3.7條的規(guī)定，儲存室外消防用水的消防水池或供消防車取水的消防水池，消防水池應(yīng)設(shè)置取水口（井），且吸水高度不應(yīng)大于6.0m；取水口（井）與建筑物（水泵房除外）的距離不宜小于15m?？梢钥闯?，規(guī)范特別要求了消防水池取水口或取水井的設(shè)計，設(shè)計時應(yīng)予以高度重視。雖然規(guī)范對消防水池在何種情況下設(shè)置取水口與取水井及其設(shè)計的位置、吸水高度有了要求，但沒有具體說明設(shè)置、形式是怎樣的，這就要求在設(shè)計過程中具體情況具體分析，發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造性，使其符合規(guī)范要求。

3.1 消防水池設(shè)于室外埋地

3.1.1 消防水池池底埋深滿足規(guī)范要求的吸水高度，人孔與建筑物外墻的距離滿足規(guī)范要求時，消防水池的人孔可直接兼做取水口，其特點是簡單方便，沒有附加的工程量，節(jié)約投資。具體做法如圖5所示：

3.1.2 消防水池底埋深滿足規(guī)范要求的吸水高度、人孔與建筑物外墻的距離不滿足規(guī)范要求時。消防水池的人孔不能直接兼做取水口，應(yīng)另設(shè)置一座取水井或取水口，具體做法下圖所示。其特點是較簡單方便，附加的工程量、投資不多。連通管管徑應(yīng)按所需的消防流量經(jīng)計算確定，一般不宜小于DN400；取水井的有效容積應(yīng)按不小于消防車載最大一臺水泵3min的流量確定。如圖6所示。

3.1.3 消防水池池底埋深、人孔距建筑物外墻的距離均不滿足規(guī)范要求的情況，在實際工程中發(fā)生的可能性較少，即使也有可通過相關(guān)專業(yè)協(xié)調(diào)，使其符合以上兩種情況，做到設(shè)計、施工和使用方便，節(jié)約投資。同時，消防水池埋于室外地下時，除考慮地面荷載等因素外，如有可能冰凍的，還應(yīng)考慮其最高水位應(yīng)低于當(dāng)?shù)赝寥雷钌畋鶅鼍€。人孔、吸水井或閥門井的井蓋應(yīng)采取保溫井蓋等保溫措施。

3.2 消防水池設(shè)于建筑物地下室內(nèi)

消防水池設(shè)于建筑物地下室內(nèi)時，其取水口或取水井一定要設(shè)置在室外便于消防車取水的地方，并注意與其建筑物外墻的距離滿足規(guī)范要求。

3.2.1 吸水高度滿足規(guī)范要求的做法見圖7，其特點是較簡單方便，附加的工程量、投資不多。

3.2.2 吸水高度不滿足規(guī)范要求通常的做法是在水池內(nèi)或地下室泵房內(nèi)設(shè)置滿足室外消防流量的提升水泵；還應(yīng)特別注意在吸水井或室外消火栓井內(nèi)設(shè)置提升水泵的控制按鈕，并配合電氣專業(yè)，設(shè)計其供電和聯(lián)動系統(tǒng)。具體如圖8所示。

4.結(jié)語

以上就是筆者根據(jù)多年的設(shè)計實踐總結(jié)出的消防水池在設(shè)計中常見的問題及解決辦法。消防水池是消防給水設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，消防水池設(shè)計的合理與否，直接關(guān)系到工程的造價和后期消防供水的安全，所以應(yīng)該引起所有設(shè)計人員的重視。

參考文獻

[1]消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范GB50974-2014

[2]建筑給水排水設(shè)計規(guī)范（GB50015-2003，2009年版）

[3]《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》圖示》國標(biāo)圖集15S909

[4]黃曉家《建筑給水排水工程技術(shù)與設(shè)計手冊》 中國建筑工業(yè)出版社.2010