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摘 要:通过对5高层民用建筑设计防火规范6的学习、应用，并结合本人多年的设计体会,提出了消火栓的数量、水泵接合器的数量,屋顶消防水箱，地下室排水，以及消防给水系统等问题，在设计中既要考虑到控火及灭火的安全性，又要考虑到投资的合理性。对高层民建消防作了有益探讨。
关键词:消火栓；水泵接合器；屋顶水箱；消防排水；用水量
中图分类号：TU998文献标识码： A
一、室外消防栓的数量确定
《高规》第 7.3.6 条规定：“室外消火栓的数量应按本规范第 7.2.2 条规定的室外消火栓用水量经计算确定， 每个消火检的用水量应为 10～15L/s”， 但是《高规》的《条文说明》是这样解释：“室外消火栓的数量应保证供应建筑物需要的灭火用水量, 其中包括室内、室外两部分。”室外消火栓是室外消防用水取水口， 应按室外管网来考虑。因为， 室外管网供水流量一旦确定，即使设置再多的室外消火栓， 其室外消火栓所能取得的水量总和也就是室外管网供水总量。当设计把室外消防用水储存在室内消防池时， 室外管网一般就按室外消防用水量来确定, 所以室外消火栓的数量应按室外消防用水量经计算确定。但是《高规》第 7.4.5.3 规定“水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点， 距室外消火栓或消防水池的距离宜为 15～40 米。”从这个规定可以看出，水泵接合器的 15～40 米范围内在一般情况下要设置室外消火栓。因此， 在工程设计中， 布置水泵接合器時， 要考虑其相对集中，以利于与经计算的室外消火栓数量对应， 一旦设计中有较多的室内消防系统要较多水泵接合器， 且分散布置时， 则需要适当增设“额外”的室外消火栓。
二、水泵接合器数量的确定
水泵接合器的主要用途是当室内消防水泵发生故障或遇大火室内消防用水不足时， 供消防车从室外消火栓取水。通过水泵接合器将水送到室内消防给水管网,供灭火使用。《高规》7.4.5.1 条规定:“消防水泵接合器的数量应按室内消防用水量经计算确定, 每个水泵接合器的流量应按 10～15L/s 计算。”这里指明水泵接合器的数量是按室内消防用水量经计算确定。在这一点上某些特殊情况下是不好照搬。我们从水泵接分器的用途不难知道，水泵接分器是消防车从室外消火栓取水来增补室内消防用水不足的接口。如果室外消防用水量远远小于室内消防用水量时， 水泵接合器设置较多是没有意义的。因此, 在一些建筑设计中应对一些灭火系统可以适当减少水泵接合器的数量, 可分设置 3～5 个就足够了; 而对消火栓系统应重点保证， 故水泵接合器的数量按室内消防用水量计算的同时应考虑室外供水能力综合确定， 达到既节省投资成本， 又保证消防安全可靠的目的。
三、消防池容积的确定
消防水池是储存消防灭火用水的构筑物， 容积的确定关系着灭火的安全性。 《高规》7.3.2 条规定:“市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量；市政给水管道为枝状或只有一条进水管 ( 二类居住建筑除外)，只要符合上述条件之一时均应设置消防池。”《高
规》7.3.3 条对水池的容积作了规定：“当室外给水管网能保证室外消防用水量时， 消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求；当室外给水管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。”为了达到既要保证消防安全， 又要降低工程造价及管理方便的目的。首先要加强自来水公司的责任度，保证城市环状供水的安全性和可靠性。然后适当加大高层建筑的进水管， 使得进水管在保证高层建筑的室外消防用水量的同时能够在火灾时补充消防池的水量。这样经计算可适当减少消防水池的容积， 达到经济合理。此外， 邻近高层建筑可共建共用消防水池。
四、消防给水系统的形成
对高层建筑消防栓给水系统形式的选择， 首先我们应保证系统的安全可靠性， 其次应尽量选用经济合理的供水形式。按服务范围分：独立的消防给水系统和区域集中的消防给水系统建议应尽量采用区域集中的给水系统。就如上述所讲： 邻近高层建筑共用消防水池， 但这往往得不到推广。主要原因是各开发商不能协调好， 这就要求有关部门能够牵头， 共同解决管理及费用问题,使各方面都能接受。按高度来分： 分区供水与不分区供水。当消火栓栓口的静水压力不大于 0.8MPa 时, 采用不分区供水形式, 当消火栓栓口的静水压力小于0.8MPa 时，采用分区供水形式。分区供水方式又包括： 并联分区供水方式； 串联分区供水方式；减压阀分区的供水方式。并联分区供水方式： 各个分区互不干扰， 自成体系对系统更加安全可靠。但造价高， 维护管理较困难。串联分区供水方式： 各区水泵压力相近或相同， 不需高压泵管， 但水泵分散， 管理困难， 同样造价高。减压阀分区的供水方式： 系统简单、造价低、管理方便。建议采用此种供水方式， 此种方式可以保证经济安全要求， 维护管理方便， 但对减压要求较高， 应采用可调式减压阀， 设定阀后压力并保持恒定。只要一套水泵、一套水泵接合器、一座水箱、一套电控设备, 可大大降低造价。
五、屋顶消防水箱
目前，很多生产气压给水设备的厂家多提出用他们的产品，可以取消屋顶消防水箱。5高规67.4.7规定：当采用临时高压给水系统时应设高位消防水箱。5高规67.1.3的条文说明中指出,气压给水设备属临时高压给水系统,故而屋顶消防水箱不能取消。如果真要取消则应满足2个条件：要设有备用电源保证随时能启动消防水泵；气压水罐须具有一定储存消防水容积,满足5高规67.4.7.1的要求。气压水罐设的过大很不经济，且占用地下室泵房面积，实际中很难做到。故建议设计者不要取消屋顶消防水箱，厂家所说的设个小气压罐的气压给水设备就可以替代屋顶消防水箱的说法是不对的。
六、地下室消防排水
高层建筑地下室应设集水坑,来收集平时冲洗车库的废水以及消防时的消防排水。然而规范并没有明确规定消防排水量的取值,因5高规66.3.3.11只对消防电梯井底排水井容量有要求不应小于2.0m3,排水泵的排水量不应小于10 l/s外,其余都是各设计院都凭自己的经验来做。如何计算消防排水量将直接影响集水坑设计尺寸以及潜水泵的设计功率,有的设计院是将室内消火栓用水量与喷淋用水量之和作为消防排水量,设计出来的集水坑数量多且很大。赵基兴同志编的5建筑给排水实用新技术6第109页提出消防排水量按消火栓系统流量的50%,自动喷水灭火系统流量的70%来考虑,也许作者是考虑到由于蒸发,截流等因素,认为灭火时不可能消防用水全部流入地下室,有一定的道理。笔者多年设计是按开启两个消防水枪的流量10 l/s,加上70%的自动喷水灭火系统流量来计算消防排水量的,因为自动喷水灭火系统的灭火效率很高,绝大部分火灾能在初期扑灭,就算火灾发生在地下室,此时应该是地下室积水最多的情况,除了蒸发外,几乎所有消防、喷淋水都流入了地下室,如果开启了两只消防水枪与自动喷水灭火系统以后,地下室的大火还没扑灭,说明地下室已烧得不成样子,积点水也无妨，所以消防排水按70%的自动喷水灭火系统流量,加上两只消防水枪的流量来计算是适中的,没有必要再放大。按储存5min的消防排水量来设计集水坑的数量与尺寸,潜水泵的总流量也按上述方法计算所得的消防排水量来考虑既满足要求,也不致于浪费投资。
七、消防水泵
消防水泵常用离心泵,因为离心泵具有体积小、重量轻、发动快、供水连续,能自动调节流量等优点：
(1)离心泵的构造及工作原理离心泵是由叶轮、叶片、泵轴、泵壳、吸水管和压水管等主要部件构成的.泵轴一端接驱动旋转的原动机。原动机有电动机和内燃机(消防车上水泵的原动机就是汽车上的内燃机)。离心泵的工作过程是靠离心力进行的.在原动机启动以前必须将离心泵和吸水管内灌满水。当原动机通过泵轴带动叶轮旋转时，叶片迫使水随着叶轮旋转在离心力的作用下，水由中心甩向外圈，并以高速从叶轮流出而后抛人压水管中由于叶轮内部构成稀薄空间使吸水管内造成负压作用在水面上的大气压力迫使水沿吸水管上升，充满稀薄空间.这样连续工作就使水不断地由水源压至用水点。
(2)消防水泵的并联和串联。
消防水泵的并联两台或两台以上的水泵通过公共输水管向灭火设备输水，称为水泵的并联。消防水泵并联的目的是为了增加出水量，并联水泵的出口压力应基本相同，最好是同型号，使水泵工作保持稳定.出口压力相差很大的水泵并联，将引起出口压力较小的水泵产生不正常工作，甚至发生故障或损坏水泵并联的特点是同一扬程下流量的叠加，但不是单个水泵独立工作时的流量的简单加倍，并联工作时总的流量增加但每台泵的流量比单独工作时的流量小，水泵并联台数越多，每台泵在其中发挥的作用就越小，因此，并联的台数不能太多。消防水泵的串联第一台水泵出水管连接在第二台水泵吸水管上，两台水泵同时运转称为水泵的串联。水泵串联的目的是为了增加扬程，如当消防水源地距被保护对象较远,供水管线较长时，如果采用高扬程的泵来供水，不方便为此常采用设中途加压泵来满足压力要求，串联水泵不断将水加压，输出的流量则是前一台水泵输入的流量，水泵串联工作时两台水泵的出水量相同，否则容量小的一台将产生过负荷.串联在后面的水泵应坚固，否则会遭到破坏水泵串联工作在工程中较少采用，一般如需要高扬程的话,可以选择多级泵,这样较为安全。
总之, 以上是笔者对高层建筑消防给水问题的探讨,实质上是在满足消防规范的精神的前提下,既考虑控火及灭火的安全性,又考虑投资的合理性问题.在高层建筑消防给水设计中, 安全可靠是最重要的、但要在保证安全的同时达到经济合理、尽量节省投资, 便得维修管理方便, 有许多问题值得探讨。只有这样才能把工程做的更完善。
关键词:消火栓；水泵接合器；屋顶水箱；消防排水；用水量
中图分类号：TU998文献标识码： A
一、室外消防栓的数量确定
《高规》第 7.3.6 条规定：“室外消火栓的数量应按本规范第 7.2.2 条规定的室外消火栓用水量经计算确定， 每个消火检的用水量应为 10～15L/s”， 但是《高规》的《条文说明》是这样解释：“室外消火栓的数量应保证供应建筑物需要的灭火用水量, 其中包括室内、室外两部分。”室外消火栓是室外消防用水取水口， 应按室外管网来考虑。因为， 室外管网供水流量一旦确定，即使设置再多的室外消火栓， 其室外消火栓所能取得的水量总和也就是室外管网供水总量。当设计把室外消防用水储存在室内消防池时， 室外管网一般就按室外消防用水量来确定, 所以室外消火栓的数量应按室外消防用水量经计算确定。但是《高规》第 7.4.5.3 规定“水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点， 距室外消火栓或消防水池的距离宜为 15～40 米。”从这个规定可以看出，水泵接合器的 15～40 米范围内在一般情况下要设置室外消火栓。因此， 在工程设计中， 布置水泵接合器時， 要考虑其相对集中，以利于与经计算的室外消火栓数量对应， 一旦设计中有较多的室内消防系统要较多水泵接合器， 且分散布置时， 则需要适当增设“额外”的室外消火栓。
二、水泵接合器数量的确定
水泵接合器的主要用途是当室内消防水泵发生故障或遇大火室内消防用水不足时， 供消防车从室外消火栓取水。通过水泵接合器将水送到室内消防给水管网,供灭火使用。《高规》7.4.5.1 条规定:“消防水泵接合器的数量应按室内消防用水量经计算确定, 每个水泵接合器的流量应按 10～15L/s 计算。”这里指明水泵接合器的数量是按室内消防用水量经计算确定。在这一点上某些特殊情况下是不好照搬。我们从水泵接分器的用途不难知道，水泵接分器是消防车从室外消火栓取水来增补室内消防用水不足的接口。如果室外消防用水量远远小于室内消防用水量时， 水泵接合器设置较多是没有意义的。因此, 在一些建筑设计中应对一些灭火系统可以适当减少水泵接合器的数量, 可分设置 3～5 个就足够了; 而对消火栓系统应重点保证， 故水泵接合器的数量按室内消防用水量计算的同时应考虑室外供水能力综合确定， 达到既节省投资成本， 又保证消防安全可靠的目的。
三、消防池容积的确定
消防水池是储存消防灭火用水的构筑物， 容积的确定关系着灭火的安全性。 《高规》7.3.2 条规定:“市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量；市政给水管道为枝状或只有一条进水管 ( 二类居住建筑除外)，只要符合上述条件之一时均应设置消防池。”《高
规》7.3.3 条对水池的容积作了规定：“当室外给水管网能保证室外消防用水量时， 消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求；当室外给水管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。”为了达到既要保证消防安全， 又要降低工程造价及管理方便的目的。首先要加强自来水公司的责任度，保证城市环状供水的安全性和可靠性。然后适当加大高层建筑的进水管， 使得进水管在保证高层建筑的室外消防用水量的同时能够在火灾时补充消防池的水量。这样经计算可适当减少消防水池的容积， 达到经济合理。此外， 邻近高层建筑可共建共用消防水池。
四、消防给水系统的形成
对高层建筑消防栓给水系统形式的选择， 首先我们应保证系统的安全可靠性， 其次应尽量选用经济合理的供水形式。按服务范围分：独立的消防给水系统和区域集中的消防给水系统建议应尽量采用区域集中的给水系统。就如上述所讲： 邻近高层建筑共用消防水池， 但这往往得不到推广。主要原因是各开发商不能协调好， 这就要求有关部门能够牵头， 共同解决管理及费用问题,使各方面都能接受。按高度来分： 分区供水与不分区供水。当消火栓栓口的静水压力不大于 0.8MPa 时, 采用不分区供水形式, 当消火栓栓口的静水压力小于0.8MPa 时，采用分区供水形式。分区供水方式又包括： 并联分区供水方式； 串联分区供水方式；减压阀分区的供水方式。并联分区供水方式： 各个分区互不干扰， 自成体系对系统更加安全可靠。但造价高， 维护管理较困难。串联分区供水方式： 各区水泵压力相近或相同， 不需高压泵管， 但水泵分散， 管理困难， 同样造价高。减压阀分区的供水方式： 系统简单、造价低、管理方便。建议采用此种供水方式， 此种方式可以保证经济安全要求， 维护管理方便， 但对减压要求较高， 应采用可调式减压阀， 设定阀后压力并保持恒定。只要一套水泵、一套水泵接合器、一座水箱、一套电控设备, 可大大降低造价。
五、屋顶消防水箱
目前，很多生产气压给水设备的厂家多提出用他们的产品，可以取消屋顶消防水箱。5高规67.4.7规定：当采用临时高压给水系统时应设高位消防水箱。5高规67.1.3的条文说明中指出,气压给水设备属临时高压给水系统,故而屋顶消防水箱不能取消。如果真要取消则应满足2个条件：要设有备用电源保证随时能启动消防水泵；气压水罐须具有一定储存消防水容积,满足5高规67.4.7.1的要求。气压水罐设的过大很不经济，且占用地下室泵房面积，实际中很难做到。故建议设计者不要取消屋顶消防水箱，厂家所说的设个小气压罐的气压给水设备就可以替代屋顶消防水箱的说法是不对的。
六、地下室消防排水
高层建筑地下室应设集水坑,来收集平时冲洗车库的废水以及消防时的消防排水。然而规范并没有明确规定消防排水量的取值,因5高规66.3.3.11只对消防电梯井底排水井容量有要求不应小于2.0m3,排水泵的排水量不应小于10 l/s外,其余都是各设计院都凭自己的经验来做。如何计算消防排水量将直接影响集水坑设计尺寸以及潜水泵的设计功率,有的设计院是将室内消火栓用水量与喷淋用水量之和作为消防排水量,设计出来的集水坑数量多且很大。赵基兴同志编的5建筑给排水实用新技术6第109页提出消防排水量按消火栓系统流量的50%,自动喷水灭火系统流量的70%来考虑,也许作者是考虑到由于蒸发,截流等因素,认为灭火时不可能消防用水全部流入地下室,有一定的道理。笔者多年设计是按开启两个消防水枪的流量10 l/s,加上70%的自动喷水灭火系统流量来计算消防排水量的,因为自动喷水灭火系统的灭火效率很高,绝大部分火灾能在初期扑灭,就算火灾发生在地下室,此时应该是地下室积水最多的情况,除了蒸发外,几乎所有消防、喷淋水都流入了地下室,如果开启了两只消防水枪与自动喷水灭火系统以后,地下室的大火还没扑灭,说明地下室已烧得不成样子,积点水也无妨，所以消防排水按70%的自动喷水灭火系统流量,加上两只消防水枪的流量来计算是适中的,没有必要再放大。按储存5min的消防排水量来设计集水坑的数量与尺寸,潜水泵的总流量也按上述方法计算所得的消防排水量来考虑既满足要求,也不致于浪费投资。
七、消防水泵
消防水泵常用离心泵,因为离心泵具有体积小、重量轻、发动快、供水连续,能自动调节流量等优点：
(1)离心泵的构造及工作原理离心泵是由叶轮、叶片、泵轴、泵壳、吸水管和压水管等主要部件构成的.泵轴一端接驱动旋转的原动机。原动机有电动机和内燃机(消防车上水泵的原动机就是汽车上的内燃机)。离心泵的工作过程是靠离心力进行的.在原动机启动以前必须将离心泵和吸水管内灌满水。当原动机通过泵轴带动叶轮旋转时，叶片迫使水随着叶轮旋转在离心力的作用下，水由中心甩向外圈，并以高速从叶轮流出而后抛人压水管中由于叶轮内部构成稀薄空间使吸水管内造成负压作用在水面上的大气压力迫使水沿吸水管上升，充满稀薄空间.这样连续工作就使水不断地由水源压至用水点。
(2)消防水泵的并联和串联。
消防水泵的并联两台或两台以上的水泵通过公共输水管向灭火设备输水，称为水泵的并联。消防水泵并联的目的是为了增加出水量，并联水泵的出口压力应基本相同，最好是同型号，使水泵工作保持稳定.出口压力相差很大的水泵并联，将引起出口压力较小的水泵产生不正常工作，甚至发生故障或损坏水泵并联的特点是同一扬程下流量的叠加，但不是单个水泵独立工作时的流量的简单加倍，并联工作时总的流量增加但每台泵的流量比单独工作时的流量小，水泵并联台数越多，每台泵在其中发挥的作用就越小，因此，并联的台数不能太多。消防水泵的串联第一台水泵出水管连接在第二台水泵吸水管上，两台水泵同时运转称为水泵的串联。水泵串联的目的是为了增加扬程，如当消防水源地距被保护对象较远,供水管线较长时，如果采用高扬程的泵来供水，不方便为此常采用设中途加压泵来满足压力要求，串联水泵不断将水加压，输出的流量则是前一台水泵输入的流量，水泵串联工作时两台水泵的出水量相同，否则容量小的一台将产生过负荷.串联在后面的水泵应坚固，否则会遭到破坏水泵串联工作在工程中较少采用，一般如需要高扬程的话,可以选择多级泵,这样较为安全。
总之, 以上是笔者对高层建筑消防给水问题的探讨,实质上是在满足消防规范的精神的前提下,既考虑控火及灭火的安全性,又考虑投资的合理性问题.在高层建筑消防给水设计中, 安全可靠是最重要的、但要在保证安全的同时达到经济合理、尽量节省投资, 便得维修管理方便, 有许多问题值得探讨。只有这样才能把工程做的更完善。