消火栓系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)探討

摘要：消火栓系統(tǒng)是消防員等專業(yè)人員進入火場開展滅火的重要工具。然而，從火災(zāi)現(xiàn)場消防設(shè)施使用情況反饋來看，有些現(xiàn)場存在消火栓系統(tǒng)無水或出水水壓不足、消火栓箱打開角度太小導(dǎo)致水龍帶難以快速連接栓口等問題，影響了滅火效果。通過研究討論消火栓泵的啟動方式、消火栓減壓方式、消火栓箱安裝位置及開啟角度等關(guān)鍵技術(shù)，旨在解決實際使用過程中出現(xiàn)部分消火栓泵無法正常啟泵、消火栓栓口水壓不足及消火栓箱開啟角度偏小、遮擋疏散通道等問題，進而提升消火栓系統(tǒng)在滅火救援中的效能。

關(guān)鍵詞：消火栓泵啟動方式；消火栓減壓方式；消火栓箱開啟角度

中圖分類號：D631.6" " " 文獻標識碼：A" " " "文章編號：2096-1227（2025）06-0022-03

0 引言

消火栓憑借顯著的滅火效果，使得消火栓滅火系統(tǒng)得以廣泛使用，一般工業(yè)和民用建筑都會設(shè)置該系統(tǒng)。相較于自動噴淋滅火系統(tǒng)、消防炮等水滅火系統(tǒng)，消火栓系統(tǒng)造價低、操作靈活、出水時間長，在建筑滅火過程中作用顯著。然而，通過對火災(zāi)現(xiàn)場消防設(shè)施使用情況的調(diào)查，部分消火栓出現(xiàn)一些問題，致使火災(zāi)發(fā)生時，消火栓無法快速地出水滅火，影響滅火效果。因此，研究討論消火栓泵的啟動方式、消火栓減壓方式、消火栓箱開啟角度等關(guān)鍵技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。

1 消火栓泵啟動方式

GB50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱《消水規(guī)》）第11.0.4條規(guī)定，消火栓泵由開關(guān)信號直接自動啟動的要求；開關(guān)信號包括設(shè)置在消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)側(cè)出水干管、自噴報警閥處以及高位消防水箱出水管等處的開關(guān)信號。為了增加消火栓泵控制的可靠性、維護檢修的便捷性，《消水規(guī)》在11.0.5條規(guī)定，消火栓泵必須同時滿足手動、自動啟動的要求，消火栓泵不可以自動停泵?！断?guī)》第11.0.19條補充了消火栓按鈕的作用：消火栓按鈕不宜作為直接啟動消防水泵的開關(guān)，但可作為發(fā)出報警信號的開關(guān)或啟動干式消火栓系統(tǒng)的快速啟閉裝置等。當建筑物內(nèi)有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)時，消火栓按鈕應(yīng)聯(lián)動控制消火栓泵啟動，不宜作為直接啟動消火栓泵的開關(guān)；當建筑物內(nèi)無火災(zāi)自動報警系統(tǒng)時，消火栓按鈕應(yīng)作為直接啟動消火栓泵的開關(guān)，直接啟動消火栓泵；在干式消火栓系統(tǒng)中，消火栓按鈕應(yīng)能直接啟動快速啟閉裝置的控制閥門，如雨淋閥、電磁閥或電動閥等。

消火栓泵的連鎖啟動即直接自動啟動，通過點對點的專用線路實現(xiàn)直接控制，不依賴消防聯(lián)動控制器等中間設(shè)備，在此啟動方式下，消火栓泵控制柜處于自動狀態(tài)。消火栓泵的聯(lián)動啟動是通過現(xiàn)場報警信號傳輸?shù)较缆?lián)動控制器，消防聯(lián)動控制器發(fā)出控制信號，消火栓泵接收信號后自動啟泵。對于現(xiàn)場報警信號分兩種情況：一是2個探測器信號與消火栓按鈕信號；二是1個探測器信號、1個手動火災(zāi)報警按鈕信號以及消火栓按鈕信號。聯(lián)動啟泵要求消防聯(lián)動控制器和水泵控制柜均設(shè)在“自動”狀態(tài)。消火栓泵自動啟泵需3個裝置同時動作，大幅度降低了消防水泵的誤動作概率。

基于消防水泵的啟動方式，已有部分學者對此進行了分析探討。李龍波[1]提出，消火栓箱里的按鈕既已不作為直接啟動消防水泵的開關(guān)，則沒必要設(shè)置。理由是電氣專業(yè)已經(jīng)設(shè)置了煙感、溫感等火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，去掉這個按鈕可節(jié)省信號線，對于大型建筑工程而言，可以節(jié)省造價。消火栓系統(tǒng)屬于典型的人工干預(yù)式消防設(shè)施，滅火作業(yè)依賴于人員對消火栓閥門的手動開啟操作，而消火栓報警按鈕所反饋的觸發(fā)信號，可作為判定火災(zāi)現(xiàn)場人員是否到達的依據(jù)。當該按鈕始終保持未觸發(fā)狀態(tài)時，可判斷現(xiàn)場尚無人員啟用消火栓實施滅火作業(yè)，若在此情形下，消火栓泵仍自動啟動運行，將致使整個消火栓管網(wǎng)系統(tǒng)處于高壓狀態(tài)，安全泄壓閥一旦出現(xiàn)功能失效或故障，無法及時釋放過高壓力，管網(wǎng)系統(tǒng)將因持續(xù)高壓而發(fā)生爆裂。這種狀況不僅會造成消防水資源與設(shè)備資源的無謂損耗，更會引發(fā)一系列次生災(zāi)害風險，對建筑物及周邊區(qū)域的安全穩(wěn)定構(gòu)成嚴重威脅。因此，為確保消防安全，《消水規(guī)》要求消火栓泵需3個信號同時動作才能啟動。

2 消火栓減壓方式

消防給水系統(tǒng)中涉及的壓力類型主要有靜壓、動壓、系統(tǒng)工作壓力、設(shè)計壓力及工作壓力5種。靜壓是消防系統(tǒng)管網(wǎng)內(nèi)水處于靜止不流動時的壓力；動壓是消防水流動時測得的壓力；系統(tǒng)工作壓力指消防給水系統(tǒng)在運行情況下可能產(chǎn)生的最大壓力，是選擇管材、管件及配件等產(chǎn)品的重要依據(jù)之一，同時也用于確定壓力管道水壓強度試驗的試驗壓力；設(shè)計工作壓力是消防給水系統(tǒng)設(shè)計時能滿足消防設(shè)施正常工作的壓力；工作壓力是消防設(shè)施在額定工作狀態(tài)下承受的壓力?！断?guī)》第7.4.12條規(guī)定，消火栓栓口動壓力不應(yīng)大于0.50MPa；當大于0.70MPa時必須設(shè)置減壓裝置。實際工程中，當消火栓栓口壓力大于0.50MPa時，就會采取降壓措施，通常采用減壓閥、減壓穩(wěn)壓消火栓、減壓孔板等方式。在設(shè)計時，減壓閥一般用于消火栓滅火系統(tǒng)的系統(tǒng)分區(qū)，常用的有可調(diào)式減壓閥和比例式減壓閥；而消火栓栓口減壓有設(shè)置減壓穩(wěn)壓消火栓和減壓孔板兩種方式。

以SNW65-Ⅲ型減壓穩(wěn)壓消火栓為例，見圖1。進水口壓力P1范圍為0.7～1.6MPa，出水口壓力P2范圍為0.35～0.45MPa，減壓穩(wěn)壓消火栓內(nèi)部由擋板、彈簧、活塞、活塞套構(gòu)成減壓裝置。活塞底部進水端水壓的大小與彈簧的彈性張力共同決定了活塞側(cè)壁上泄水孔的泄水能力。進水端水壓P1大于彈簧的彈性張力時，活塞側(cè)壁上的泄水孔受活塞套遮擋，導(dǎo)致泄水孔的有效流通面積減小，水流阻力增大，從而使栓后的壓力P2減小；進水端水壓P1小于彈簧張力時，活塞會向下滑動，此時泄水孔被活塞套遮擋的部分減小，泄水孔的有效流通面積增大，水流阻力減小，栓后的壓力P2增大[2]。

減壓孔板通常安裝在消火栓前支管或消火栓口處，通過減小過水孔徑來增大水頭損失，進而降低消火栓后壓力。減壓孔板具有安裝方便、造價低的特點，在工程項目中應(yīng)用較為普遍，但在實際應(yīng)用過程中也存在一些問題：由于不同樓層、不同位置的消火栓栓前壓力存在差異，計算得出的減壓孔板孔徑不同。在施工過程中，不同規(guī)格的減壓孔板易弄混弄錯，不僅增加施工的人力成本，還會影響施工質(zhì)量。據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，當單級減壓孔板安裝在消火栓水平支管段時，長度不應(yīng)小于650mm，若采用二級減壓孔板，安裝長度不小于900mm，但在實際工程中，在水平支管段安裝二級減壓孔板存在一定難度。在火災(zāi)發(fā)生初期，系統(tǒng)出流量較小，若整個系統(tǒng)僅使用1～2支消火栓，管網(wǎng)水頭損失會相應(yīng)減小，主泵揚程升高。此時，若滅火初期按滿流量計算設(shè)計減壓孔板，消火栓栓口壓力存在超壓的可能，不僅會影響正常使用，還會對滅火效果產(chǎn)生不利影響。

因此，在進行消火栓減壓設(shè)計時，需充分考慮減壓穩(wěn)壓消火栓和減壓孔板的優(yōu)缺點，并結(jié)合工程實際，合理選擇減壓方式。

3 消火栓箱開啟角度優(yōu)化

關(guān)于消火栓箱開啟角度，現(xiàn)行規(guī)范存在不同要求。GB/T14561—2019《消水栓箱》第5.5.3條要求，箱門的開啟角度不能小于160°，《消水規(guī)》第12.3.10條關(guān)于消火栓箱的安裝要求，消火栓箱門的開啟不應(yīng)小于120°。兩條規(guī)范的開啟角度有差別?！断鹚ㄏ洹纷鳛楫a(chǎn)品規(guī)范，開啟角度不小于160°是對消火栓箱在生產(chǎn)完成、安裝前，箱門應(yīng)達到的狀態(tài)要求；《消水規(guī)》不小于120°是對消火栓箱安裝完成的規(guī)定，側(cè)重于檢測驗收。雖然120°的開啟角度一般不會對消火栓的操作造成太大影響，但對疏散走道的有效寬度是有影響的，因此《消水規(guī)》補充規(guī)定，消火栓門不得影響疏散。120°的開啟角度是一種放寬后的標準，主要是為了與建筑裝修相協(xié)調(diào)，在大部分建筑裝修時，消火栓箱會設(shè)置裝飾門。在現(xiàn)場安裝時，若是裸裝，無論是明裝、半嵌入，還是全嵌入，只要消火栓箱的門不凹進墻面，都可以輕易實現(xiàn)160°的開啟角度。

在實際工程中，為滿足裝修要求，盡管《消水規(guī)》將開啟角度放寬到120°，仍存在消火栓箱開啟角度不達標的情況。這需要設(shè)計、裝修、施工單位在施工前協(xié)調(diào)合作，具體措施如下：①在保證滅火效果的前提下，合理規(guī)劃裝飾線條與消火栓的設(shè)置位置，避免裝飾線條對消火栓箱的開啟角度造成阻礙。②優(yōu)化疏散通道消火栓布置位置，避免將消火栓設(shè)置在疏散時人員比較集中的疏散門、安全出口附近，在疏散通道內(nèi)應(yīng)設(shè)置右開門的消火栓箱，以保障疏散時的安全性和便利性。③優(yōu)化消火栓箱裝飾門與墻體裝飾面之間的空隙，確保消火栓箱門的開啟角度。

消火栓箱門開啟角度還需遵循以下3個原則：①安全性原則，消火栓箱門開啟角度的選擇應(yīng)考慮消防隊員和群眾的人身安全，確保門在打開時不會對周圍人員造成傷害。②救援效率原則，消火栓箱門的開啟角度應(yīng)能夠保障消防隊員和設(shè)備順利進入箱內(nèi)進行救援操作，提高滅火效率。③耐用性原則，消火栓箱門的開啟角度應(yīng)確保門和開門機構(gòu)的結(jié)構(gòu)不易損壞，盡可能延長使用壽命。

在實踐中，消火栓箱不影響疏散一般有兩種方法：①增加疏散走道的寬度。這種方案在設(shè)計之初就需要考慮疏散走道的寬度，在滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上適當拓寬，預(yù)留出一定的富余空間，即使被消火栓門遮擋一部分，仍能滿足規(guī)范的要求。例如，北京某高檔寫字樓辦公樓層的疏散走道寬度達1.8m，可解決疏散走道凈寬的問題，但這種個例不具備推廣性。②優(yōu)化消火栓的設(shè)置位置，在不影響滅火效果的前提下，結(jié)合建筑功能布局特點，兼顧消火栓箱門開啟角度的3個原則，合理布置消火栓，使消火栓箱門的開啟方向與疏散方向匹配，避免產(chǎn)生阻擋。

4 結(jié)束語

消火栓滅火系統(tǒng)自引入應(yīng)用至今，已成為一套相對穩(wěn)定的滅火系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用建筑，其操作靈活、出水時間長的特點在實際火災(zāi)中發(fā)揮著重要作用。通過探討消火栓泵的啟動方式、消火栓減壓方式、消火栓箱開啟角度等關(guān)鍵技術(shù)，明確了消火栓泵連鎖啟動和聯(lián)動啟動對報警信號的設(shè)置要求，旨在解決部分消火栓系統(tǒng)不能出水的問題，確保在火災(zāi)發(fā)生時，消火栓系統(tǒng)能夠及時、有效地發(fā)揮作用。只有將消火栓系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)落實到位，提升消火栓滅火系統(tǒng)的滅火可靠性，才能更好地發(fā)揮消火栓系統(tǒng)的滅火救援作用，從而保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

參考文獻

[1]李龍波.《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB 50974—2014芻議[C]//第16屆建筑給水排水大會論文集，2024：384-387.

[2]張亮.室內(nèi)消火栓系統(tǒng)減壓設(shè)計探討[C]//第16屆建筑給水排水大會論文集，2024：533-537.