关于常高压室外消防给水系统设计要点探讨

胡耿惠

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510010）

0 引言

根据现行《建筑设计防火规范》8.1.2 项“民用建筑、厂房、仓库、储罐（区）和堆场周围应设置室外消火栓系统[2]。”国内当前常见的室外消火栓系统主要有以下三种：

（1）市政直供消防给水系统：能满足最不利点室外消火栓取水时所需的工作压力和流量的供水系统。这就是俗称“两路消防进水”，主要由市政直接供水、水压较低，同时满足两路水源、水压、流量的要求即可，不需设置消防水池和增压稳压设备。

（2）临时高压消防给水系统：平时不能满足水灭火设施所需的工作压力和流量，火灾时能自动启动消防水泵以满足水灭火设施所需的工作压力和流量的供水系统[1]。这是目前工程中较为常见做法，需设置消防水池、消防水池取水口、消防增压设备及稳压设备。平时由稳压设备对管网进行稳压，当室外消火栓动作时，由压力开关启动增压泵向室外消火栓管网供水。

（3）高压消防给水系统：能始终保持满足水灭火设施所需的工作压力和流量，火灾时无须消防水泵直接加压的供水系统[1]。消防水池设于高位，通过水流重力保证室外消火栓的工作压力，无须设置增压稳压设备。

纵观上述三种系统，从建造成本考虑，常高压系统消防水池设置于高位，会大大增加结构荷载成本，无疑是最不经济的一种系统，但却是最安全和稳定的系统。这也是本文想讨论的系统。

1 常高压室外消防给水系统

本系统由高位消防水池、室外消火栓、消防管网和室外阀门井等组成，如图1 所示。

图1 常高压室外消防给水系统

室外消防所需全部水量储存于消防水池内，消防水池设置于高位，平时室外管网中维持由最低有效水位至室外消火栓处的几何高差所形成的压力；当发生火灾时，消防队员使用室外消火栓时，由高位消防水池直供向室外消火栓管网供水。

2 工程实例

下面由笔者讲述一下常高压室外消防给水系统在实际工程应用上的探讨。

2.1 工程概况

本项目为广州国际金融交易广场，属超高层综合楼，用地面积约 0.9 万 m2，建筑面积约 14.3 万 m2，共 50 层，地下 5 层，建筑总高223.1m。整个建筑由商务办公、商业（餐饮）、公建配套和五层地下室组成。6～50 层为商务办公部分，塔楼共设置4 个避难层，其中6 层避难层高度为30.0m，17 层避难层高度为77.0m。

本项目室内消火栓系统和喷淋系统主要采用常高压系统，室内消防水池设于天面。由于地下一层为地下商业，甲方从商业价值方面考虑，由设计提出方案，拟将室外消防水池共432m2水，设于避难层，室外管网采用常高压给水系统。

2.2 设置室外高位消防水池

水池是设于17 层避难层（77m 高）还是设于6 层避难层（30m 高）设计初期进行对比，根据现行《消防给水及消火栓系统技术规范》（下文简称“消水规”）7.2.8 项“当市政给水管网设有市政消火栓时，其平时运行工作压力不应小于0.14MPa，火灾时水力最不利市政消火栓的出流量不应小于15L/s，且供水压力从地面算起不应小于0.10MPa[1]。”即所需压力水头不小于10m，即可满足规范要求。明显水池设置于30m 处，会更节能、更加经济。首先输水管道较短，且可采用0.6MPa 公称压力的消防管道（如设于77m 处，至少需采用1.0MPa 管道），再者可采用普通型室外消火栓（如设于77m 处，需采用减压型室外消火栓，成本偏高）。最终确认消防水池设于6 层。

水池有效容积为V=432m3，共分两座设置，并采用不锈钢成品水箱，水箱之间设置连通管并安装检修阀门。

消防水池吸水管处通常设置有喇叭口或防止旋流器，如采用喇叭口离有效水位线至少为600mm，采用防止旋流器，一般离有效水位线为350mm，具体根据厂品确定。本工程设置采用防止旋流器吸水，同一水深，可利用更多有效水，节省水池面积。

室外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。其他设计如图2 所示。

图2 室外消防水池系统

2.3 确定管网主管径

本系统流量为40L/s，通常选用的主管径为DN150 和DN200两种，由于最不利点室外消火栓所需的设计压力按0.1MPa，决定管径的主要因素在于系统总水头损失。本工程输水干管从水池至室外环管长约100m，室外环管总长约256m，根据“消水规”第10 项水力计算篇的海澄－威廉公式，可计得采用DN200 总水头损失约为5.0m，采用DN150 总水头损失约为20.3m，另外还需考虑室外消火栓支管DN100 的水头损失。本工程高位消防水池底标高为30.5m，故需采用DN200 管径的输水主管方可满足最不利点室外消火栓所需压力要求。

笔者经验小结，对于室外消火栓系统流量30L/s 或以下的，主管径用DN150 基本可满足要求；对于高位水池所服务地块较大的，管网长，地势较复杂，且设计流量40L/s 的工程，建议主管径直接采用DN200。

2.4 讨论流量开关设置

根据“消水规”第11．0．4 项，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[1]。流量开关主要用于启泵，现系统为常高压系统，消防队员只要将水带接驳室外消火栓，即可使用高位水池的全部水量，无须启泵，故流量开关可不设置。但笔者从消防安全考虑还是在消防水池出水管处设置了流量开关，只提供报警讯号，主要是以防管网漏水严重或室外消火栓被外力（如车撞）损坏等误动作，报警以便消防控制中心及时处理，此为消防管网安全维护的一部分。

2.5 讨论消防取水口设置

根据“消水规”第 4．3．7 项，消防水池应设置取水口（井），且吸水高度不应大于6.0m[1]。如是地下消防水池，取水口的设置就较容易理解。那高位消防水池，是否还需设置取水口。笔者认为可不再另设取水口，因为查阅“消水规”国标图集图示15S909 中，有关取水口的图示，显示直接连接消防水池的室外消火栓，可作为取水口。即常高压室外消火栓系统中的所有室外消火栓均可等同于消防取水口。

2.6 布置室外消火栓管网

室外消火栓间距布置按不大于120m，其与保护建筑物外墙距离大于5m，小于40m；距路边不宜小于0.5m，并不应大于2m。室外消防管道最小管顶覆土不应小于0.70m；在机动车道下管道管顶覆土不小于1.20m。室外消火栓，阀门井等设置地点需设置相应的永久性固定标识。

3 结束语

本文通过对常高压室外消防给水系统与其他两种室外给水系统进行对比，本系统虽有建造成本高、不实用等遭人垢病的问题，但不容置疑本系统更为安全稳定。且室外高位消防水池可设于裙楼屋面或避难层，让出此部分地下室泵房和水池面积，作为地下室腾出车位空间或商业空间。在繁华拥挤，高楼林立，寸土寸金的城市中心，更张显其作用。作为给排水专业设计人，将继续按照规范要求和结合业主需求，与建筑专业深度配合，选择更合理、可靠、安全稳定的消防给水系统，为社会在消防安全方面贡献自己一份力量。