建筑消防水池设计探讨

秦豪杰

摘 要：消防水池作为储存消防水源的基础设施，对建筑防火起着至关重要的作用。文中通过对消防水池在设计中常见问题的探讨，达到对消防水池合理化设计的目的。

关键词： 消防水池； 最高水位； 最低水位； 报警水位； 吸水

随着我国城市化进程的快速发展，城市面临的防火要求也越来越高，而作为储存消防用水的主要设施，消防水池在火灾扑救期间起到了至关重要的作用，直接关系到建筑防火减灾的效果。所以如何经济、合理、科学的设计消防水池，是每个消防设计人员都要面对的问题，本文就针对消防水池在建筑设计中常见的问题进行深入的探讨。

1.消防水池有效容积的确定

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》[1]GB50974-2014中第4.3.2条的规定，消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内室外消防用水量的要求。这里面提到的容积是有效容积，也就是说并不是消防水池内所有的水源都能作为火灾扑救时的消防用水。所以，这就要求设计人员在设计中要对消防水池的容积进行准确计算。

消防水池有效容积=消防水池面积╳消防水池的有效水深

根据规范定义，有效水深是指水池设计最高水位至最低有效水位之间的距离。

1.1 最高水位的确定

目前消防水池一般采取侧部进水，《建筑给水排水设计规范》[2]（GB50015-2003，2009年版）3.2.12—3条规定，水池进水管宜在水池溢流水位以上接入；3.2.4C条规 定：生活饮用水管网向消防、中水和雨水回用水等其他用水的贮水池（箱 ）补 水时，其进水管口最低点高出溢流边缘的空气间隙不应小于150mm。目前工程案例中消防水池进水大多采用自来水，因此溢流水位即坐高报警水位应在进水管底下150mm；最高水位一般比最高报警水位低50mm，但其水位的间距并不是固定 的，规范中所提的数据仅是一般做法，其值可根据水池大小及進水管管径酌情调整。

1.2 最低水位的确定

目前在确定消防水池最低水位时，存在以下两种争议。

1.2.1 根据《消防给水及消火栓系统技术规范》[1]GB50974-2014中第4.3.9条的定义，消防水池最低有效水位是消防水泵吸水喇叭口或出水管喇叭口以上0.6m水位，当消防水泵吸水管或消防水箱出水管上设置防止旋流器，最低有效水为防止旋流器顶部以上0.2m（见图1）。

1.2.2 根据《消防给水及消火栓系统技术规范》[1]GB50974-2014中第5.1.12-1规定，消防水泵应采取自灌式吸水。而根据国标图集15S909《《消防给水及消火栓系统技术规范》图示》[3]中对5.1.12条的解释，对于卧式消防水泵，消防水池满足自灌式启泵的最低水位应高于泵壳顶部放气孔（见图2），对于立式消防水泵，消防水池满足自灌式启泵的最低水位应高于水泵出水管中心线（见图3）。有的设计单位和设计人员就将自灌式启泵的最低水位作为消防水池的最低水位。

以上两种确定最低水位的方法笔者认为都能满足消防用水的安全，但针对的主体是不同的，第一种针对的是消防水池，第二种针对的是消防水泵。笔者认为将自灌水位作为最低消防水位的设计人员更多的是考虑在消防用水过程中，恰巧备用泵启动，或主泵因故停泵重新启动时，由于不满足自灌要求，水泵不能正常启动。而这种担心是大可不必的，在《建筑给水排水工程技术与设计手册》[4]中，对这种疑虑做了充分的解释。手册中认为“水泵能否自灌吸水，关键在于吸水管内和泵内是否经常处于充水状态，只要满足水泵初次自灌启动及检修后在运行时，能满足其自动自灌启动，以后的每次启动，水位无需必须在自灌水位以上”。而且在文献《消防泵自灌吸水工况试验研究—基于消防水池最低有效水位设计高度的探讨》[5]中的实验也证明了在消防泵运行过程中，水位下降到吸水横管以下，消防泵仍正常运行，即或是需要切换备用泵投入，只要水位淹没出水口即可保证水泵吸水管内的满水状态，备用泵正常运行，从而消防水池有效容积被全部利用。而将满足自灌吸水的最低水位等同于消防水池“最低有效水位”。这样的设置方法无形中把最低有效水位提高了，增加了无效水深。综上所述，消防水池的最低水位按2.1条确定即可。

2.水位显示装置及报警水位的设置

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》[1]GB50974-2014中第4.3.2-2条的规定，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。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，而这条是我们在消防水池设计中比较容易忽视的。

2.1 水位显示可采用水位尺、水位传示仪或超声波液位仪（见图4），水位信号要传至消防控制室，并要对池底标高、最高水位、最高报警水位、最低报警水位、最低有效水位均予显示。

2.2 最高报警水位=溢流水位=最高水位+50mm

最低报警水位=最高水位-50mm

3.消防取水口的设置

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》[1]GB50974-2014中第4.3.7条的规定，储存室外消防用水的消防水池或供消防车取水的消防水池，消防水池应设置取水口（井），且吸水高度不应大于6.0m；取水口（井）与建筑物（水泵房除外）的距离不宜小于15m。可以看出，规范特别要求了消防水池取水口或取水井的设计，设计时应予以高度重视。虽然规范对消防水池在何种情况下设置取水口与取水井及其设计的位置、吸水高度有了要求，但没有具体说明设置、形式是怎样的，这就要求在设计过程中具体情况具体分析，发挥设计人员的创造性，使其符合规范要求。

3.1 消防水池设于室外埋地

3.1.1 消防水池池底埋深满足规范要求的吸水高度，人孔与建筑物外墙的距离满足规范要求时，消防水池的人孔可直接兼做取水口，其特点是简单方便，没有附加的工程量，节约投资。具体做法如图5所示：

3.1.2 消防水池底埋深满足规范要求的吸水高度、人孔与建筑物外墙的距离不满足规范要求时。消防水池的人孔不能直接兼做取水口，应另设置一座取水井或取水口，具体做法下图所示。其特点是较简单方便，附加的工程量、投资不多。连通管管径应按所需的消防流量经计算确定，一般不宜小于DN400；取水井的有效容积应按不小于消防车载最大一台水泵3min的流量确定。如图6所示。

3.1.3 消防水池池底埋深、人孔距建筑物外墙的距离均不满足规范要求的情况，在实际工程中发生的可能性较少，即使也有可通过相关专业协调，使其符合以上两种情况，做到设计、施工和使用方便，节约投资。同时，消防水池埋于室外地下时，除考虑地面荷载等因素外，如有可能冰冻的，还应考虑其最高水位应低于当地土壤最深冰冻线。人孔、吸水井或阀门井的井盖应采取保温井盖等保温措施。

3.2 消防水池设于建筑物地下室内

消防水池设于建筑物地下室内时，其取水口或取水井一定要设置在室外便于消防车取水的地方，并注意与其建筑物外墙的距离满足规范要求。

3.2.1 吸水高度满足规范要求的做法见图7，其特点是较简单方便，附加的工程量、投资不多。

3.2.2 吸水高度不满足规范要求通常的做法是在水池内或地下室泵房内设置满足室外消防流量的提升水泵；还应特别注意在吸水井或室外消火栓井内设置提升水泵的控制按钮，并配合电气专业，设计其供电和联动系统。具体如图8所示。

4.结语

以上就是笔者根据多年的设计实践总结出的消防水池在设计中常见的问题及解决办法。消防水池是消防给水设计中的重要环节，消防水池设计的合理与否，直接关系到工程的造价和后期消防供水的安全，所以应该引起所有设计人员的重视。

参考文献

[1]消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-2014

[2]建筑给水排水设计规范（GB50015-2003，2009年版）

[3]《消防给水及消火栓系统技术规范》图示》国标图集15S909

[4]黄晓家《建筑给水排水工程技术与设计手册》 中国建筑工业出版社.2010