浅谈消防水系统设计中几个易错点

蒲宝明

（甘肃省工业与民用建筑设计院有限公司，甘肃 兰州 730000）

1 关于高位消防水箱的设置问题

现在的建筑在消防水系统设计时，高位水箱是设计之初重点要考虑的要素。高位水箱在整个消防系统中会起到关键性的作用，很多火灾在着火前期由于消防泵还未启动，此时管网中的消防水压力及水量就由高位水箱及配套稳压设施提供，高位水箱在整个消防系统中的作用是提供建筑初期火灾时的消防用水量并保证相应的水压要求。但是，实际设计中由于建筑物造型、屋面性质的影响，部分建筑在屋面设置高位水箱有困难，在这种情况下，根据 《消防给水及消火栓系统技术规范》[1]GB 50974-2014（以下简称《消水规》）第6.1.9 条规定，高位水箱的设置存在以下两种情况：第一种，建筑物在屋面设置高位消防水箱；第二种，建筑物屋面无法设置高位消防水箱，火灾前期消防用水储存于室外消防水池内，室外消防水泵房设置供消防系统使用的增压稳压系统。

情况一：高位水箱设置于建筑物的最高处。一般这种情况下高位水箱都是设置于建筑群最高建筑屋面，但是在个别项目中，当建筑群中有两个建筑总高度相差1～2m，但是在建筑屋面绝对标高最高的那个建筑由于特殊原因无法设置高位水箱，此时，应该如何设计水箱呢？笔者认为，在这种情况下，要充分理解规范，根据《消水规》[2]第5.2.2 条要求“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”，此处的“水灭火设施”笔者认为它指用于消防灭火的室内消火栓系统、自动喷水灭火系统等用于灭火的消防设施。因此笔者认为设计时只要保证高位水箱的最低有效水位绝对标高高于保护建筑物群的消防水灭火设施的最高设置绝对标高即可，至于规范要求的高位水箱最低有效水位需要保证水灭火设置最不利点处静水压力的要求可以通过设置“稳压泵+气压罐”的方式解决。此时高位水箱配套设置的稳压泵的流量、扬程的设计值根据规范要求经计算确定。稳压泵流量值确定时根据《消水规》第5.3.2 条的要求选用，这里稳压泵的设计流量大小主要用于维持管网中平时发生的漏损水量及用于系统自动启动的启动流量。通常一个消火栓栓口出水流量为5L/S，管网中漏损水量也无确切值，系统的自动启动流量也主要是指报警阀的启动流量，查阅相关资料，报警阀的启动流量在25～60L/min，当通过报警阀的流量大于60L/min即1L/S 时系统才会启动。因此，笔者认为，在这种情况下稳压泵流量选用1 L/S 为宜[3]。关于稳压泵的扬程确定，根据《消防给水及消火栓系统技术规范》[4]图示15S909（以下简称《消规图示》）中要求计算（计算示意图如图1 所示）。

图1 计算示意图

对于一个建筑室内消火栓系统、喷淋系统、消防炮共用一个高位水箱及稳压系统，根据《消水规5.3.3 条的要求，此时的稳压设备需要保证系统的最不利点处的最低设计静水压力统一按照P1=0.15MPa 选取，而最不利点静水压力值在数据上为：最不利点静水压力值（P1）=稳压泵设计压力值（Ps1）-稳压泵设置位置与最不利点处的几何高差（H1），则稳压泵设计压力值为：Ps1=P1+H1，而此时的稳压泵设计压力值也即为消防系统中稳压泵的启泵压力值，稳压泵的停泵压力值根据《消规图示》中相关要求，其停泵压力值（Ps2）=Ps1/0.8。

情况二：建筑物屋面无法设置高位消防水箱。根据《消水规》第6.1.9 条条文的规定，个别建筑由于建筑造型、屋面结构形式等特殊原因而无法设置高位消防水箱时，此时的前期消防用水的储存便需要格外注意。在这里笔者认为一般像钢结构厂房建筑，由于屋面结构的特殊性而无法设置高位消防水箱，在此时，可以考虑不设置高位消防水箱，但是此种情况下一定要满足规范要求的“采用安全可靠的消防给水形式”，可以将火灾前期消防用水储存于消防水池内并在泵房内设置用于稳压室内消防系统的稳压泵。此种情况下的“安全可靠的消防给水形式” 笔者认为需要满足以下三点：（1）需要设置能够储存火灾延续时间内的全部消防用水的消防水池及消防水泵；（2）整个场地存在满足规范要求的两路供水；（3）有双电源系统。此时的消防供水系统根据《消规图示》[5]中的要求，其供水示意图如图2 所示。

图2 供水示意图

此时，笔者认为稳压泵的设计流量根据规范要求为1L/s，设计压力Ps1为：最不利点静水压力值（P1）+稳压泵设置位置与最不利点处的几何高差（H1），即Ps1=P1+H，稳压泵停泵压力值为（Ps2）=Ps1/0.8。此种情况下需要注意当室内消防系统有室内消火栓系统、自动喷水灭火系统，而这两个系统共用一套稳压系统时，根据《自动喷水灭火系统设计规范》[6]GB 50084-2017 第10.3.3 条的要求，当喷淋系统和消火栓系统共用一套稳压设备时，此时配备的气压罐的有效储水容积就不再是根据 《消水规》要求的“气压罐有效容积不小于150L”而通常选用的有效容积为450L 的气压罐，此时的气压罐有效容积需要根据喷淋系统最不利处4 只喷头在最低工作压力下的5min 用水量确定。笔者对喷淋系统最不利点处4 支普通下垂型喷头在0.05MPa 工作压力下5min 的需水量进行了一个计算，得出的需水量是1131L，也就是说此时，稳压泵配置的气压罐有效容积应不小于1131L。

2 关于消防水泵出水管上设置的压力开关开启值的问题

在平时的建筑消防水系统设计时根据 《消水规》第11.0.4 条要求，在消防水泵的出水管上设置压力开关，设置压力开关的目的也是通过压力开关感应管网中压力的变化，当压力开关值低于设定的某一数值后，压力开关动作启动消防水泵，而压力开关开启值的确定也便成了重中之重[6]。根据《消规图示》 第45 页中对设置高位消防水箱供水系统的要求中，消防泵启泵压力值为：“最不利点处静水压力值（15m）+灭火设施最不利出水点距压力开关设置点的几何高差（H）+稳压泵设置点距灭火设施最不利出水点的几何高差（H1）-（7m～10m）”，此时的消防泵启泵压力值也即为压力开关开启值。

对于设置于地下消防水泵房内的用于室外消火栓系统的稳压设备，其稳压泵的启泵压力、停泵压力及室外消火栓水泵的压力开关开启值的确定笔者认为按如下确定。根据《消水规》的要求，室外消火栓平时运行工作压力不小于0.14MPa，火灾时其供水压力从地面算起不应小于0.1MPa，也即此时其配套稳压泵启泵压力应保证最不利消火栓给水管网供水压力从地面算起不小于0.14MPa，笔者认为稳压泵启泵压力值确定为P1=0.17MPa，停泵压力值P2=P1/0.8=0.21MPa。当最不利消火栓处供水管网供水压力从地面算起降至0.1MPa 之前应启动消防水泵，因此笔者认为此时室外消火栓水泵设置的压力开关开启值应确定为0.12MPa。

3 总结

以上便是笔者在给排水消防系统设计过程中根据自己的一些设计疑问在经过查阅相关资料及反复计算后得出的一些看法，这些是笔者对知识点的理解，写出来和大家一起探讨，不足之处望各位同行多多批评指正。