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[摘 要]消火栓系统是最基本、最重要的灭火设施，对消火栓系统的设计理应引起足够的关注和重视。本文分析了消火栓系统的特点，探讨了室内消防竖管设置的最小间距，并研究了高位消防水箱设计的几个问题。
[关键词]消火栓；消防竖管；高位消防水箱
中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0298-01
1 消火栓系统的特点
消火栓系统是我国使用最早、应用最为广泛的消防系统。消火栓系统包括室内外消火栓设备、消防管道、消防供水等设施，在灭火时有以下几个特点：
（1）人工操作的消防系统，也意味着发生火灾时，消防人员的到位会有一定的滞后；
（2）系统本身灭火效果也会受到火场条件的影响，比如：较高的火场温度，浓烟降低了火场能见度，建筑构造设计不完全符合消防要求等；
（3）火灾最终需要由消火栓系统来收尾。
作为室外、室内都使用的消防系统，消火栓系统是最基本、最重要的灭火设施，对消火栓系统的设计理应引起足够的关注和重视。本文即对室内消火栓系统设计中所遇见的几个问题进行分析。
2 消防竖管最小间距的确定
《建筑设计防火规范》（以下简称“建规”）规定：室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位[1]。
《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称“高规”）规定：消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位[2]。
《消防给水及消火栓系统技术规范》规定（以下简称“水规”）：室内消火栓的布置应满足同一平面有2支水枪的2股充实水柱同时达到任何部位的要求[3]。
依以上规范条文可知，消火栓布置时可根据水枪的充实水柱长度、建筑层高和水带长度得到消火栓的保护半径，使得建筑内各处均处于两个以上消火栓的保护范围内即可达到要求。由此结合建筑内部形式可基本确定消防竖管的最大设计间距。
但上述三部规范并未详细规定消防竖管的最小间距，当两个消火栓布置间距过近或紧连着布置一处时，一旦火势威胁到某处消火栓，两个消火栓极易同时受大火影响，无法起到互相保护的作用，这种情况应该避免的。所以消防竖管布置应保证最小间距，根据对安全出口应分散布置并保证至少5米最小间距的要求，保证5米是一个比较合理的最小间距。
3 高位消防水箱设置的必要性
消防水箱是设置在高处直接向水灭火设施重力供应初期火灾消防用水量的蓄水设施。对于高位消防水箱，部分人认为消防水箱可少设或不设，因为建筑高处设置的水箱可能会影响建筑立面处理，增加结构荷载和抗震防护要求，而且水箱作用有限，自身并不一定完全满足最不利点水压要求，且在消防主泵投入较早较及时的情况下，可以基本保证消防供水。
但笔者认为，考虑到我国的电力供应和消防设施管理情况，结合已发生的火灾案例，若不设高位消防水箱很有可能影响到火灾的初期灭火，而能否及时、快速的在火灾大范围蔓延之前控制火势是至为关键的。况且如下文所述，消防系统在设计时可以降低水箱设置高度，或设置在下层，通过设置稳压泵来达到水箱的设计压力要求。所以，在临时高压消火栓系统中设置高位消防水箱是非常有必要的。
4 高位消防水箱的设置高度
《水规》规定：高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施，且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力，并应按下列规定确定：1一类高层公共建筑，不应低于0.10MPa，当建筑高度超过100m时不应低于0.15MPa；2高层住宅、二类高层公共建筑、多层公共建筑，不应低于0.07 MPa；多层住宅不宜低于0.07 MPa；3工业建筑，不应低于0.10 MPa，当建筑体积小于20000m？时，不宜低于0.07 MPa；4自动喷水灭火系统等自动水灭火系统应根据喷头灭火需求压力确定，但最小不应小于0.10 MPa[3]。
由上述条文可见，《水规》要求需满足最不利消火栓处7m 、10m和 15m水柱的净水压力，但符合《水规》要求的消防水箱设计仍有可能出现以下两个问题：
（1）满足《水规》要求消防水箱的设置高度，并不能完全保证最不利消火栓处的正常使用压力。根据工程实践计算，最不利消火栓口所需压力与水带长度、水带材质、水枪喷口直径、所需充实水柱长度和水枪射流量有关。19mm水枪配65mm衬胶水带，水带长度25m，则当消火栓出流量取5L/s时，最不利栓口所需水压为0.189MPa。由此可见，当保证最不利消火栓处7m 、10m和15m水柱的净水压力，并不能保证最不利消火栓的灭火需要。
（2）消防水箱的设置高度不应仅为满足最不利消火栓处的压力需求，在实际工程中，自动喷水灭火系统（以下简称自喷系统）亦需设计高位消防水箱，而且自喷系统与消火栓系统常共用一座消防水箱。此时，消防水箱还应满足自喷系统最不利喷头处的压力需要。根据实际工程计算可知，此处一般需0.2MPa以上的静水压力。
综上所述，从尽可能满足最不利点处灭火要求来看，高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施，且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力（自喷、消火栓均应满足最低压力）。当高位消防水箱不能满足此静压要求时，可增设稳压泵和稳压水罐，成为设有稳压泵的临时高压消防给水系统。
5 高位消防水箱有效容积
《水规》按照建筑物性质和标准确定高位消防水箱的有效容积有明确规定：1一类高层公共建筑，不应小于36m3，但当建筑高度大于100m时，不应小于50m3，当建筑高度大于150m，不应小于100 m3；2多层公共建筑、二类高层公共建筑和一类高层住宅，不应小于18m3，当一类高层住宅建筑高度超过100m时，不应小于36 m3；3二类高层住宅，不应小于12 m3；4建筑高度大于21m的多层住宅，不应小于6 m3；5工业建筑室内消防给水手机浏览当小于等25L/s时，不应小于12 m3，大于25L/s时，不应小于18 m3；6总建筑面积大于10000㎡且小于30000㎡的商店建筑，不应小于36m？；总建筑面积大于30000㎡的商店，不应小于50m？，当与本条第1款规定不一致时应取其较大值[3]。上述规范条文要求基本清楚，但有以下两个问题：
（1）高位消防水箱的有效容积能否满足初期火灾水灭火系统所需消防用水量的要求。高位消防水箱火灾初期灭火的重要供水来源，常见的初期水灭火设施包括室内消火栓系统和自动喷水灭火系统，以建筑高度超过50m的一类高层公共建筑为例。《水规》规定此类建筑室内消火栓用水量为40L/s，火灾初期以10min计，则需水量：
40L/s×10min×60s=24m3
另外此类建筑又须设自动喷水灭火系统，又需水量：
30L/s×10min×60s=18m3
10min初期灭火用水共需水量：
24+18=42m3
由此可见，规范所要求的水箱有效容积实际上是不够10min满负荷灭火需要的，但考虑到火灾初期消火栓和喷头使用数量有限，消防主泵正常情况下可以及时启动，所以对水箱有效容积的要求有所减小。
（2）完全依照建筑物性质和标准确定消防水箱容积也有一定的局限性。如建筑高度低于24m但面积较大的商场建筑，其火灾危险性是非常高的，在设计消防水箱容积时就可能套用规范规定而采取偏小的消防水箱容积。
6 结束语
消火栓系统是最基本的灭火设施，在设计室内消火栓系统时，应注意控制消防竖管最小间距以使临近消火栓能互相保护；临时高压消火栓给水系统中应设置高位消防水箱，其有效容积应尽量超过现行设计规范要求，以满足初期火灾消防用水量和水压需求。
参考文献
[1]GB50016-2006，建筑设计防火规范[S].
[2]GB50045-95，高层民用建筑设计防火规范（2005年版）[S].
[3]GB50974-2014，消防给水及消火栓系统技术规范[S].
作者简介：孙小乐（1981-），男，河南省南阳市公安消防支队工程师，主要从事建审及消防监督工作，河南省南阳市建设东路1618号，473000。
[关键词]消火栓；消防竖管；高位消防水箱
中图分类号：TU892 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0298-01
1 消火栓系统的特点
消火栓系统是我国使用最早、应用最为广泛的消防系统。消火栓系统包括室内外消火栓设备、消防管道、消防供水等设施，在灭火时有以下几个特点：
（1）人工操作的消防系统，也意味着发生火灾时，消防人员的到位会有一定的滞后；
（2）系统本身灭火效果也会受到火场条件的影响，比如：较高的火场温度，浓烟降低了火场能见度，建筑构造设计不完全符合消防要求等；
（3）火灾最终需要由消火栓系统来收尾。
作为室外、室内都使用的消防系统，消火栓系统是最基本、最重要的灭火设施，对消火栓系统的设计理应引起足够的关注和重视。本文即对室内消火栓系统设计中所遇见的几个问题进行分析。
2 消防竖管最小间距的确定
《建筑设计防火规范》（以下简称“建规”）规定：室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位[1]。
《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称“高规”）规定：消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位[2]。
《消防给水及消火栓系统技术规范》规定（以下简称“水规”）：室内消火栓的布置应满足同一平面有2支水枪的2股充实水柱同时达到任何部位的要求[3]。
依以上规范条文可知，消火栓布置时可根据水枪的充实水柱长度、建筑层高和水带长度得到消火栓的保护半径，使得建筑内各处均处于两个以上消火栓的保护范围内即可达到要求。由此结合建筑内部形式可基本确定消防竖管的最大设计间距。
但上述三部规范并未详细规定消防竖管的最小间距，当两个消火栓布置间距过近或紧连着布置一处时，一旦火势威胁到某处消火栓，两个消火栓极易同时受大火影响，无法起到互相保护的作用，这种情况应该避免的。所以消防竖管布置应保证最小间距，根据对安全出口应分散布置并保证至少5米最小间距的要求，保证5米是一个比较合理的最小间距。
3 高位消防水箱设置的必要性
消防水箱是设置在高处直接向水灭火设施重力供应初期火灾消防用水量的蓄水设施。对于高位消防水箱，部分人认为消防水箱可少设或不设，因为建筑高处设置的水箱可能会影响建筑立面处理，增加结构荷载和抗震防护要求，而且水箱作用有限，自身并不一定完全满足最不利点水压要求，且在消防主泵投入较早较及时的情况下，可以基本保证消防供水。
但笔者认为，考虑到我国的电力供应和消防设施管理情况，结合已发生的火灾案例，若不设高位消防水箱很有可能影响到火灾的初期灭火，而能否及时、快速的在火灾大范围蔓延之前控制火势是至为关键的。况且如下文所述，消防系统在设计时可以降低水箱设置高度，或设置在下层，通过设置稳压泵来达到水箱的设计压力要求。所以，在临时高压消火栓系统中设置高位消防水箱是非常有必要的。
4 高位消防水箱的设置高度
《水规》规定：高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施，且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力，并应按下列规定确定：1一类高层公共建筑，不应低于0.10MPa，当建筑高度超过100m时不应低于0.15MPa；2高层住宅、二类高层公共建筑、多层公共建筑，不应低于0.07 MPa；多层住宅不宜低于0.07 MPa；3工业建筑，不应低于0.10 MPa，当建筑体积小于20000m？时，不宜低于0.07 MPa；4自动喷水灭火系统等自动水灭火系统应根据喷头灭火需求压力确定，但最小不应小于0.10 MPa[3]。
由上述条文可见，《水规》要求需满足最不利消火栓处7m 、10m和 15m水柱的净水压力，但符合《水规》要求的消防水箱设计仍有可能出现以下两个问题：
（1）满足《水规》要求消防水箱的设置高度，并不能完全保证最不利消火栓处的正常使用压力。根据工程实践计算，最不利消火栓口所需压力与水带长度、水带材质、水枪喷口直径、所需充实水柱长度和水枪射流量有关。19mm水枪配65mm衬胶水带，水带长度25m，则当消火栓出流量取5L/s时，最不利栓口所需水压为0.189MPa。由此可见，当保证最不利消火栓处7m 、10m和15m水柱的净水压力，并不能保证最不利消火栓的灭火需要。
（2）消防水箱的设置高度不应仅为满足最不利消火栓处的压力需求，在实际工程中，自动喷水灭火系统（以下简称自喷系统）亦需设计高位消防水箱，而且自喷系统与消火栓系统常共用一座消防水箱。此时，消防水箱还应满足自喷系统最不利喷头处的压力需要。根据实际工程计算可知，此处一般需0.2MPa以上的静水压力。
综上所述，从尽可能满足最不利点处灭火要求来看，高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施，且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力（自喷、消火栓均应满足最低压力）。当高位消防水箱不能满足此静压要求时，可增设稳压泵和稳压水罐，成为设有稳压泵的临时高压消防给水系统。
5 高位消防水箱有效容积
《水规》按照建筑物性质和标准确定高位消防水箱的有效容积有明确规定：1一类高层公共建筑，不应小于36m3，但当建筑高度大于100m时，不应小于50m3，当建筑高度大于150m，不应小于100 m3；2多层公共建筑、二类高层公共建筑和一类高层住宅，不应小于18m3，当一类高层住宅建筑高度超过100m时，不应小于36 m3；3二类高层住宅，不应小于12 m3；4建筑高度大于21m的多层住宅，不应小于6 m3；5工业建筑室内消防给水手机浏览当小于等25L/s时，不应小于12 m3，大于25L/s时，不应小于18 m3；6总建筑面积大于10000㎡且小于30000㎡的商店建筑，不应小于36m？；总建筑面积大于30000㎡的商店，不应小于50m？，当与本条第1款规定不一致时应取其较大值[3]。上述规范条文要求基本清楚，但有以下两个问题：
（1）高位消防水箱的有效容积能否满足初期火灾水灭火系统所需消防用水量的要求。高位消防水箱火灾初期灭火的重要供水来源，常见的初期水灭火设施包括室内消火栓系统和自动喷水灭火系统，以建筑高度超过50m的一类高层公共建筑为例。《水规》规定此类建筑室内消火栓用水量为40L/s，火灾初期以10min计，则需水量：
40L/s×10min×60s=24m3
另外此类建筑又须设自动喷水灭火系统，又需水量：
30L/s×10min×60s=18m3
10min初期灭火用水共需水量：
24+18=42m3
由此可见，规范所要求的水箱有效容积实际上是不够10min满负荷灭火需要的，但考虑到火灾初期消火栓和喷头使用数量有限，消防主泵正常情况下可以及时启动，所以对水箱有效容积的要求有所减小。
（2）完全依照建筑物性质和标准确定消防水箱容积也有一定的局限性。如建筑高度低于24m但面积较大的商场建筑，其火灾危险性是非常高的，在设计消防水箱容积时就可能套用规范规定而采取偏小的消防水箱容积。
6 结束语
消火栓系统是最基本的灭火设施，在设计室内消火栓系统时，应注意控制消防竖管最小间距以使临近消火栓能互相保护；临时高压消火栓给水系统中应设置高位消防水箱，其有效容积应尽量超过现行设计规范要求，以满足初期火灾消防用水量和水压需求。
参考文献
[1]GB50016-2006，建筑设计防火规范[S].
[2]GB50045-95，高层民用建筑设计防火规范（2005年版）[S].
[3]GB50974-2014，消防给水及消火栓系统技术规范[S].
作者简介：孙小乐（1981-），男，河南省南阳市公安消防支队工程师，主要从事建审及消防监督工作，河南省南阳市建设东路1618号，473000。