谈多层建筑消火栓系统的设计

孟庆香

(北京交大建筑勘察设计院有限公司，北京 100044)

0 引言

随着我国城市化建设飞跃式的发展，不论是大城市，还是小城市，各式各样的建筑如雨后春笋一般，一座座就矗立在了我们广阔的土地上。消火栓系统作为最基础的灭火系统，它是否可以有效的、及时的扑灭火灾，严重影响着人民的人身安全及居住建筑和公共建筑财产安全问题。各种建筑的消防设计更是建筑体系中一项重要的任务。

1 室内消火栓系统的组成

室内消火栓给水系统，一般是由消防水池、消防给水加压设备或市政消防管网作为消防水源，其组成包括室内消火栓给水管网内的消防给水干管、横干管、立管、支管;室内消火栓(普通单出口消火栓、减压稳压消火栓、特殊双出口消火栓等);蝶阀、减压阀、止回阀、泄压阀、排气阀、压力表、水泵接合器等系统附件;屋顶消防水箱及其配套的增压稳压装置。

2 消火栓给水系统的形式

消火栓给水系统的确定不光要考虑安全、经济两方面的因素，还要结合建筑物的形式、高度、体积、可燃物多少以及扑救火灾的实际操作情况来确定消火栓给水系统的方式。

2.1 消火栓系统直接供水方式

当市政的给水管网在任何时候都能够保证室内最不利点消火栓系统所需要的设计水量、设计水压和灭火设施的要求时，系统可采用市政管网直接供给建筑内部消火栓。

其适用范围:1)建筑高度不太高，建筑体积不太大，如:单层厂房、单层仓库、地下及半地下建筑等;2)城市具备压力较高的专供消防系统的管网或在市政较高压力范围内的市政供水设施。

2.2 单设水箱的消火栓系统

单设水箱的消火栓给水系统，分两种方式，一种方式为:室外消防管网直接供给屋顶消防水箱，室内消防立管和支管的水量及水压由消防水箱来满足。此方法因由室外消防管网到达水箱，在接至最不利点消火栓管网时，消防管路过长，期间的沿程损失和局部损失较大，很难满足最不利点消火栓水量及水压的要求，并且水箱贮水量也很大，故此方法很少在实际工程中采用;另一种方式为:室外消防管网一路接至室内消防管网，一路直接供给屋顶消防水箱，室内消防立管及支管的水压和水量由消防水箱和室外消防管网共同满足，与前一种方式相比较，其安全性能较高，当室外消防管网供水压力满足消火栓最不利点水压时，在多层建筑的消火栓系统中经常使用。

2.3 设水箱、水泵的消火栓系统

在实际工程中，我们经常会遇到室外的消防给水管网的水压和流量不能够满足室内消火栓系统的最不利点的消防水压和流量要求的情况。此时，单设水箱的供水方式已完全不能满足实际消火栓灭火系统的要求，其解决方法为采用设水箱、水泵联合供水的消火栓系统。设水箱、水泵的消火栓系统，通常为室外市政给水管网内的水贮存在消防水池内，由水泵提升加压供给室内消火栓系统及补充屋顶消防水箱用水，建筑物的最高点处设置重力流屋顶消防水箱。该系统适用于室外市政给水管网不能满足要求的所有建筑物，使用范围较广。

2.4 设气压水罐的消火栓系统

设气压水罐的消火栓系统，其气压水罐一般与水泵设置在底层或者地下室的泵房内，其内部贮存10 min的室内消防用水量。

如果室外给水管网压力经常不足，不宜采用高位水箱的建筑，水泵从室外给水管网或消防水池吸水加压，采用设气压水罐的消火栓系统，利用气压水罐储存和调节流量及控制水泵运行。该方法具有供水性能可靠、水质稳定较好，无需设置高位水箱，水压波动大，水泵启动频繁、能耗较大的特点。

3 消火栓系统设计中常见的几点问题

3.1 室内消火栓的设置

根据GB 50016-2006建筑设计防火规范第8.4.3.3条规定可知，室内消火栓应设置在位置明显且易于操作的部位。而楼梯间作为明显易操作的部位是否可以设置，笔者认为，防烟楼梯间一般不可以设置消火栓用于防烟楼梯间外的灭火。理由如下:当防护场所发生火灾时，防烟楼梯间内的消防水龙带需穿过防火门抵达防护场所进行灭火，此时，由于水龙带的阻隔防火门将无法正常关闭，慢慢的防烟楼梯间将充满烟气，影响其安全可靠性。故防护区域内的消火栓应该设置在防护区内，不可设置在防烟楼梯间内，破坏防火门的关闭，影响防烟楼梯间的正常使用。

3.2 消防电梯前室的消火栓是否计入总数

消防电梯前室是消防队员从消防电梯进入火场的重要通道，为方便消防队员能够利用消火栓迅速开辟进入火场的通道，设计时必须在消防电梯前室设置消火栓，但是此消火栓是否计入总数，一直是争论的焦点。其争论点主要是消防水龙带破坏消防电梯前室防火门的密闭性是否可行。在实际灭火时，通常消防队员会乘坐消防电梯抵达着火层，利用消防电梯前室内的消火栓驱赶烟雾，用消防水进行电梯内降温，然后携带消防水带找到着火地点，进行灭火。从整个实战经验来看，消防人员采用的消防电梯前室内的水带破坏楼梯间的防烟性能是被认可的。但是根据GB 50016-2006建筑设计防火规范第8.4.3.2条的条文解释可以看到，消防电梯间前室的消火栓与室内其他的消火栓一样，无特殊要求，但不计入消火栓总数内。故笔者认为，在实际设计中，应该尽量保持不计入总数的原则设计消火栓位置及数量，在条件根本无法满足的情况下，可以放宽一下规定，采用计入原则进行布置。

3.3 多层建筑漏设水泵接合器

在多层建筑消防系统中，如果不按照规范要求去设置消防水泵接合器，当室内消防水泵发生故障或消防水量、水压不足时，消防人员就必须要从室外铺设水龙带，携带水龙带至室内火场，严重的耽误了最佳火灾扑灭时间，导致火灾持续蔓延，加大财产损失。根据GB 50016-2006建筑设计防火规范第8.4.2.5条，室内消防给水管道应符合下列要求:室内设置消火栓且层数超过4层的厂房和仓库或室内设置消火栓且层数超过5层的公共建筑，其室内消火栓给水系统应设置消防水泵接合器，距水泵接合器15 m～40 m内，应设室外消火栓或消防水池。接合器的数量，应按照室内消防用水量计算来确定，每个水泵接合器的流量按10 L/s～15 L/s计算，其布置地点应设置在室外便于消防车使用的地点。

3.4 防火分区的消火栓是否可以借用

防火分区的消火栓是否可以借用，设计专家一直持有两种观点:一种是坚持防火分区间的消火栓不可以相互借用;一种是防火分区内的消火栓可以相互借用。认为不能相互借用的原因主要有以下两种:一种是要保证火灾中的防火分区内的烟气不能蔓延到其他防火分区中;一种是不能让着火区域的防火分区内的火蔓延到其他防火分区内。在实战中，在《消火栓给水系统设计审查中争议问题的研讨》一文中，赵廷胜等人认为从消防实战来看，不同防火分区的消火栓是可以相互借用的，并指出实战灭火时有效扑救较大火灾的平均用水量为39.15 L/s，扑救大火的平均用水量达90 L/s，扑救大火时用水量较大，必须从其他地点接引消火栓灭火，势必造成楼梯间或防火门不密闭的问题。

在常见的设计中，各个防火分区大多采用防火卷帘进行分割，当火灾发生时，相邻的防火分区之间的防火卷帘会自然落下，起到防火墙的作用，这样相邻的防火分区内的消火栓无法穿越防火卷帘相互借用。笔者认为，虽然规范没有这样明确规定不能相互借用，但是考虑上述情况及GB 50016-2006建筑设计防火规范第8.4.7条的规定，室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两只水枪的充实水柱同时到达任何部位。我认为设计人员在设计时，就应该以防火分区间的消火栓不可以借用，满足单个防火分区任何一点均有两股水柱同时到达为原则进行设计。而实战中，在突发状况下，消防队员可以灵活考虑是否借用。我相信，只要合理布置消火栓，避免死角发生，就一定能达到最佳控制灭火的目的。

4 工程案例

本工程为朔州师范学校图书馆建筑，地上5层，建筑高度19.35 m，总建筑面积11529.60 m2，设计藏书量45万册，室外地坪标高－0.75 m。此案例为多层建筑，其室外消火栓用水量为30 L/s，水压为0.20 MPa;室内消火栓用水量为15 L/s，水压为0.20 MPa。火灾延续时间按2 h计;一次室内总消防用水量为108 m3。

消火栓给水管的管材:架空时采用热浸镀锌钢管，丝扣或沟槽管件连接，阀门及需拆卸部位采用法兰连接;埋地时，采用带水泥衬的球墨铸铁给水管，采用承插式橡胶圈接口连接。

阀门的配置:消防给水管道上采用蝶阀，工作压力1.60 MPa，为消火栓给水系统管道上的检修阀门，应为常开。消防系统上的减压阀采用带止回作用的可调先导式减压阀。减压阀前过滤器需定期清洗和去除杂物，安装减压阀前全部管道必须冲洗干净。

室外消火栓系统的设置:本工程沿建筑物周边应设置两个室外消火栓，应保证室外消火栓的保护半径不超过150 m，间距不超过120 m，且室外消火栓距路边不应超过2 m，距房屋外墙不应小于5 m，每个室外消火栓用水量为15 L/s。

室内消火栓系统设置:本工程室内消火栓系统为临时高压消防系统。消防管网两路进水，竖向成环，底环是在1层顶板下敷设，上环是在4层顶板下敷设。其室内消火栓系统用水由位于教学主楼门前大台阶下面的消防泵房内的消防水池和消防泵提供。消防水池有效容积为600 m3(含自动喷淋系统所需水量)，消火栓水泵:泵房内设有2台消火栓水泵(Q=40 L/s，P=1.20 MPa)，一用一备，互为备用。因本建筑所需消防压力为0.45 MPa即可，而消防泵的压力1.20 MPa远远大于0.50 MPa，为保证消火栓栓口出水压力不超过0.50 MPa，消防管道在入户后统一在管道井内采用可调先导式减压阀减压至0.45 MPa再供消防环网使用。

本工程火灾初期的消防用水采用教学主楼屋顶水箱间内的消防水箱提供，消防水箱的容积为18 m3。消防水箱最低水位为68.15 m，其水箱出水管与校区室外高压消防管网连接。发生火灾时，按动任一消火栓处起泵按钮或消防中心、水泵房处启泵按钮均可启动该消火栓并报警。

消火栓系统选用带灭火器箱组合式消防柜，柜体型号SG24D65-P，柜体尺寸:1 800×700×240。消火栓型号为SN65-A，水龙带长25 m，水带材质为麻质有衬胶。栓口距地1.10 m。每个消防栓箱内均设有直接启动消防水泵按钮或报警信号装置一套。除靠近外墙的消火栓柜为明装，其他位置的消火栓柜均为暗装。

本工程室内消火栓及室外消火栓系统施工完成后，采用0.75 MPa压力进行试压，2 h无明显渗漏，并采取屋顶层试验消火栓和首层取两处消火栓做试射试验均达到设计要求，显示合格。

5 结语

中国有句老话叫水火无情。火灾一旦发生将给人们的生命财产安全带来巨大的损失。多层建筑的消防方式与高层建筑的消防方式侧重点不同，高层建筑立足于自救，而多层建筑更多的是依靠消防队员及时扑灭火灾。每当发生火情时，消防队员将从接到火警举报、确认案发地点、出警到抵达扑救现场，至少要5 min～10 min，在这期间，消防水箱内贮存的10 min消防用水量将用于此期间的初期火灾灭火。故多层建筑室内消火栓系统的设计在工程中具有举足轻重的作用。

作为一名设计人员在设计时，室内消火栓系统形式的选择、各个组成装置的布置，我们都应该严格按照相应的规范、手册的要求执行，充分考虑到业主的使用安全，满足施工的条件进行设计。

［1］GB 50016-2006，建筑设计防火规范［S］.

［2］中国建筑设计研究院.建筑给排水设计手册(上)［M］.第2版.北京:中国建筑工业出版社，2009.

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