浅谈建筑给排水消防设计中的常见问题

张连平

摘 要：近年来，建筑火灾问题日趋严重，对人民群众的生命财产安全造成了严重的威胁，建筑给排水消防设计为的就是能迅速的扑灭火灾。给排水设计人员应在给排水的设计和施工中，应严格执行现行相关规范，不断总结设计和施工安装过程中的经验教训，完善和提高整体的设计水平，力求为社会提供功能齐全、可靠、美观实用的建筑精品。本文结合现阶段我国建筑给排水消防设计现状，对建筑给排水消防设计中存在的问题进行深入的分析，并探讨了一些对策措施，以提高建筑消防效果，希望为建筑给排水消防设计的研究提供一定的依据。

关键词：消防水泵；消防水池水位显示装置；灭火器；气体灭火系统；标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置；注意事项

0.引言

随着经济社会的快速发展和人民群众生活质量的不断提高，人们对高质量居住和工作环境的要求也越来越高，建筑的功能已從单纯满足居住、工作开始逐步走向满足人门各种各样需要的功能，人民群众对建筑的美观、舒适、安全等要求也越来越高。安全问题是人们对建筑最基本的要求，近年来发生的一些消防事故对我们也是警钟，这就对建筑给排水消防的设计提出了更高的要求。建筑给排水消防设计为的就是能迅速的扑灭火灾，保护人们的生命财产安全，是新时代建筑不可或缺的部分。为了确保消防给水系统在建筑建成后充分发挥安全稳定的作用，建筑给排水消防设计、施工技术及其质量就显得极其重要。

1.关于水泵的选择及控制的几点思考

消防水泵在消防给水系统中就像人的心脏一样重要，必须保证在扑救火灾过程中某一水泵有故障时仍能坚持不间断地供水。设计合理的消防水泵可以减少火灾带来的生命和财产损失，如果消防水泵在设计的某个环节考虑不周，将会给建筑消防给水系统埋下隐患，应该引起大家的重视。下面就一些消防水泵的选择及控制等问题进行分析和总结。

1.1消防水泵平时应处于自动启泵状态

在我国大型社会活动工程调研和检查中，往往发现消防水泵处于手动启动状态，消防水泵无法自动启动，特别是对于自动喷水系统等自动水灭火系统，这会造成火灾扑救的延误和失败，因此《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014第11.0.4 条规定：消防水泵应由消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关，或报警阀压力开关等开关信号应能直接自动启动消防水泵。同时该规范还规定临时高压消防给水系统火灾时消防水泵必须自动启动，但是由于现行《建筑设计防火规范》GB50016-2006及《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95中规定水泵的启动方式由报警按钮等手动启动，笔者在这里提醒各位设计人员一定要领会新规范的精髓更新自己的思维，做到与时俱进。消防水泵平时处于自动启泵状态既能提高消防给水的可靠性又能提高灭火的成功率。但有些自动水灭火系统的开式系统一旦误动作，其经济损失或社会影响很大时，可采用手动控制，但应保证有 24h 人工值班。如剧院的舞台，演出时灯光和焰火较多，火灾自动报警系统误动作发生的概率高，此时可采用人工值班手动启动。

1.2消防水泵的选择和应用

《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014中对消防水泵的选择和应用较以往发生了很大的变化，主要体现在以下两个方面：一，应选择电动机干式安装的消防水泵，即潜水泵不能用于消防，潜水泵主要缺点是不便检修和漏电带来不安全因素。二，流量扬程性能曲线应无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量时的压力不应超过设计压力的140%，且不宜小于设计额定压力的120%；有驼峰、有拐点的水泵不能用于消防给水系统，流量扬程性能曲线如有驼峰，一个扬程会有两个流量点，水泵运行时，会出现时而小流量，时而大流量的喘振现象，这在消防给水系统中是不允许的；有拐点的消防水泵在超流量时会突然停泵，不能并联运行，效率低；同时要求流量-扬程性能曲线平缓，不能太陡。几种水泵扬程流量曲线见图一，其中（a），（c）不适合应用到消防给水系统中。

图一 水泵特性曲线（H-Q）的形式

（a）单调下降曲线 （b）平坦曲线 （c）驼峰曲线

1.3稳压泵的流量选择

《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014中对稳压泵的定位已经发生了颠覆性的变化，其不再具有增压的作用，只具有稳压的作用，因此其流量的选择也与原来不再一样。在《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95中规定增压水泵的出水量，对消火栓给水系统不应大于5L/s；对自动喷淋系统不应大于1L/s。其主要根据是要满足一个消火栓用水量或一个自动喷水灭火系统喷头的用水量，这是增压性质的典型表现。由于新的规范规定主泵一直处于自动启泵状态，稳压泵的增压性质已经不存在，只需要保证最不利点静压在准工作状态下维持在0.15MPa以上即可，其设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量和系统自动启动流量。而一般情况下水流指示器的报警流量：37.5L/min 》报警流量>15L/min；水力警铃驱动压力：≥0.05MPa，放水流量大于1L/S时报警阀应及时启动，因此《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014中规定当没有管网泄漏量数据时，稳压泵的设计流量宜按消防给水设计流量的 1% ～ 3% 计，且不宜小于 1L/s 是合理的。

2.建筑给排水消防系统设计几点注意事项

2.1水泵应采用自灌式吸水。

普通离心泵，若吸入液面在叶轮之下，启动时应预先灌水，很不方便。为了在泵内存水， 吸入管进口需要装底阀，泵工作时，底阀造成很大的水头损失。所谓自灌式吸水，就是在启动前不需灌水（安装后第一次启动仍然需灌水），经过短时间运转，靠泵本身的作用，即可以把水吸上来，投入正常工作。由于火灾的发生是不定时的，为保证消防水泵随时启动并可靠供水，消防水泵应经常充满水，以保证及时启动供水，所以消防水泵应自灌式吸水。但是设计中怎么样才算自灌式吸水呢？就是消防水池的最低水位必须高出水泵的放气孔。下图为自灌式吸水（图二）与非完全自灌式吸水（图三）：

图二 自灌式吸水

图三 非完全自灌式吸水

在平时设计中应注意采用图一，尽量不要采用图二，当实在没有条件采用自灌式吸水的情况下应采取预先灌水的措施。

2.2消防水池水位显示装置选择应合理。

消防水池水位分为：最高水位，溢流水位，溢流报警水位，最低水位，最低报警水位。 消防水池设置各种水位的目的是保证消防水池不因放空或各种因素漏水而造成有效灭火水源不足的技术措施。由于《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014第4.3.9-2条要求消防水池应设置就地水位显示装置，并应在消防控制中心或值班室等地点设置显示消防水池水位的装置，同时应有最高和最低报警水位。这就对消防水池水位显示装置提出了比较高的要求，传统的水位浮标尺（图四）已经不适合新形式要求，应该淘汰。新型液位传感器应得到应用，（图五）为超声波探头跟投入式安装的液位传感器器。做为一个消防设计人员不但要正确理解规范的含义，而且要更新思维懂得利用新技术，新产品，让我们设计的建筑物更安全。

图（四）

图（五）

2.3不要忽视灭火器的作用。

灭火器是常见的防火设施之一，存放在公众场所或可能发生火警的地方。因为其设计简单可携，一般人亦能使用来扑灭刚发生的小火。因此千万不要忽视灭火器的作用。消防栓给水系统由于使用比较复杂，一般给受过专业训练的人员使用，在火灾初期，火苗比较小的情况下，如果采用消防栓灭火，从安装水带-敷设水带-启动消防水泵都需要一定的时间，这可能错过最佳的灭火时机。这个时候采用灭火器来扑救建筑的初期火灾就会显得又经济又有效。发现建筑火情的人员一般是非专业人员，首先考虑的是采用灭火器进行处置与扑救。在设计中合理的设置灭火器的位置就能为扑救初期火灾赢的先机。因此做为设计人员千万不要忽视灭火器的作用。

2.4气体灭火设计中应注意的问题。

在建筑给排水中用到气体灭火系统的常见位置为发电机房，一般采用七氟炳烷气体灭火系统。设计人员在设计中经常容易犯的错误有下列几个：一，将吊顶层和地板下的体积忽视了，根据《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005第3.2.4-1条：防护区宜以单个封闭空间划分；同一区间的吊顶层和地板下需同时保护时，可合为一个防护区；对于含吊顶层或地板下的防护区，各层面相邻，管网分配方便，在设计计算上比较容易保证灭火剂的管网流量分配，为节省设备投资和工程费用，可考虑按一个防护区来设计，但需保证在设计计算上细致、精确。千万不要漏算了吊顶层和地板下的容积。二，一个防护区设置的预制灭火系统，其装置数量不宜超过10台，很多设计人员对一个组合分配系统所保护的防护区不应超过8个理解的很到位，但是在预制灭火系统的使用时却忘记了有其装置数量不宜超过10台的规定。三，灭火浓度跟灭火设计浓度是有本质区别的，根据《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005第3.3.1条：七氟丙烷灭火系统的灭火设计浓度不应小于灭火浓度的1.3倍，惰化设计浓度不应小于惰化浓度的1.1倍。在查附录中的灭火浓度后千万不要忘记还要乘上系数。另外还要特别注意3.3.3～3.3.5是特例，比如柴油发电机房采用2号柴油，查附录再乘系数后的灭火设计浓度是8.17%，但是根据3.3.4条的规定，自备发电机房的灭火设计浓度是9%，两者比较应取大者。

2.5标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置的设计中应注意的问题

现代建筑功能越来越复杂，层高越来越大。自动喷水灭火系统在民用建筑中的最大保护净空高度为8m，非仓库类高大净空场所当采用快速响应喷头的时候最大保护净空高度为12m。比如一个博物馆当建筑高度为18m的情况下，就不能再采用自动喷水灭火系统了。一般都采用标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置，但是在应用时一要特别注意下列两点：一，标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置的最大安装高度为20m，也就是说它的适用范围在12～20m之间，不是什么高度都适用的，这一点也是设计人员最容易忽视的。二，由于标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置系统的流量比较小，一行布置的系统设计流量为15L/s，二行布置的设计流量为30L/s，因此它經常与自动喷淋系统共用消防水泵，在设计中，设计人员往往只计算了自动喷淋系统的扬程，而忽视了标准型自动扫描射水高空水炮灭火装置的计算，以笔者设计的一个18.6m博物馆的实例为例，总沿程水头损失经过计算后为0.108（MPa），局部水头损失按沿程水头损失的30%计算，总水头损失 1.3 0.108=0.14 （MPa），最高处水炮与水池最低水位的几何高差为18.6m，消防水炮系统所需的水压：

+P0=1.2x0.14+0.01x18.6+0.6=0.954（MPa），而计算喷淋系统的扬程只需要0.6MPa左右，两者相差巨大，经过此案例可以看出，在消防设计中马虎不得，一定要仔细研读规范，让自己的设计经的起推敲。

3、结束语

综上所述，建筑给排水消防的设计在整个消防过程中起着极其重要的作用，建筑给排水消防设计是否科学性往往决定着建筑的安全系数。所以，我们要从设计入手，以预防为主，大大降低建筑火灾引起的可怕影响，让人民群众生活的安全感不断上身，人身和财产的安全都有着良好的保障。在建筑给排水设计领域，我们还需要加大投入力度，加强研究，争取为消防事业做出更大的贡献。

参考文献：

[1]《消防给水及消防栓系统技术规范》GB50974-2014.

[2]《建筑设计防火规范》GB50016-2006.

[3]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）.

[4]《建筑灭火器配置设计规范》GB 50140-2005.

[5]《大空间智能型主动喷水灭火系统技术规程》CEC 263：2009.