河北省防汛抗旱物资仓库消防给水系统设计与总结

王明智，谢丽清，朱国春，谢金星

（1.河北省水利水电第二勘测设计研究院，石家庄 050021；2.北方工程设计研究院有限公司，石家庄 050011；3.北方绿野建筑设计有限公司，石家庄050011）

本工程设计和施工周期为2015～2016年， 恰逢GB50016—2014《建筑设计防火规范》（简称《建规》）和GB50974—2014 《消防给水及消火栓系统技术规范》（简称《消规》）刚刚颁布实施，而GB50084—2001《自动喷水灭火设计规范》（2005年版）（简称《喷规》）尚未更新，本文仅针对设计时所依据的规程、规范条款论述，有可能与现行GB50084—2017《自动喷水灭火设计规范》规范部分要求不符。

1 工程背景及概况

防汛抗旱物资作为应急减灾体系的物资保障，在抢险救灾过程中发挥着不可替代的作用。 2011年中央1号文件明确提出“提高防汛抗旱应急能力，及安全应急抢险物资储备体系”。

河北省水利工作会议也明确提出了 “基本建成防汛抗旱减灾体系、 水资源合理配置和高效利用体系、水资源和水生态保护体系、水利科学发展的现代管理体系等四大体系”和“加强防汛抗旱设施建设，提高防灾减灾能力”的要求，充分体现了防汛抗旱物资仓库的建设在防汛抗旱工作中的重要性和必要性。

河北省防汛抗旱物资仓库工程， 即河北省防汛抗旱物资储备调运中心石家庄仓库建设项目， 为多跨门式钢架轻型房屋钢结构， 位于石家庄市东南部循环化工园区内，藁城区丘头镇规划纬四路南侧，规划外环路东侧。 仓库总占地面积3.004hm2，总建筑面积15336m2，为河北省建设规模最大的防汛抗旱物资仓库，主要建（构）筑物为物资仓库（1号、2号、3号）、业务用房、 水泵房以及消防水池等， 工程总投资7434.13万元。

2 消防给水系统概况

本工程1号、2号仓库平面尺寸均 （长×宽）为120m×42m，建筑面积5040m2，仓库总高度9m，存储物品的可燃包装重量不大于存储物品本身重量的1/4，可燃包装体积不大于存储物品本身体积的1/2，故此两座仓库火灾危险性类别为戊类，耐火等级为二级；3号仓库平面尺寸（长×宽）为114m×42m，建筑面积为4788m2，仓库总高度9m，存储物品有编织袋、土工布等可燃固体，故该仓库火灾危险性类别为丙类，耐火等级为二级；业务用房建筑面积为300m2，耐火等级为二级。

根据《建规》， 本工程3座仓库占地面积均大于300m2；业务用房建筑高度不大于15m，且建筑体积不大于1万m3，因此厂区设置室外消火栓系统，3座仓库内均设置室内消火栓系统，另3号仓库为占地面积大于1500m2的丙类仓库， 因此还需要设置自动喷水灭火系统。

3 消火栓系统设计

3.1 室外消火栓系统

建筑物室外消火栓系统设计流量根据建筑物的用途功能、体积、耐火等级、火灾危险性等因素分析确定，设计流量大小参照《消规》表3.3.2取值。

1号、2号仓库为戊类，建筑体积约45360m3，室外消火栓设计流量为15L/s；3号仓库为丙类， 建筑体积约43092m3，室外消火栓设计流量为35L/s。 因此本工程室外消火栓系统设计流量按3号仓库设计，火灾持续时间为3h。

室外消火栓采用临时高压消防系统， 平时管网压力由市政管网供给， 保证每个消火栓出口压力不小于0.1MPa，火灾发生后，报警信号启动消防泵房内室外消火栓泵，向室外消火栓管网供水。

室外消火栓管道在厂区内形成环状， 在管道沿线设置地下式室外消火栓（间距≤120m），消火栓距离建筑物外墙不小于5m， 距离道路边缘不超过2m，消火栓保护半径不超过150m。

3.2 室内消火栓系统

建筑物室内消火栓系统设计流量大小参照 《消规》表3.5.2取值，本工程各仓库建筑高度均小于24m。

1号、2号仓库为戊类， 室内消火栓设计流量为10L/s；3号仓库为丙类，且体积大于5000m3，室内消火栓设计流量为25L/s。 因此本工程室内消火栓系统设计流量也按3号仓库设计，火灾持续时间为3h，同时使用消防水枪数为5支， 每根竖管最小流量为15L/s，同一时间内火灾次数为一起，消火栓布置保证至少两支水枪的充实水柱同时到达保护范围的任何部位。

室内消火栓给水管道连接成环状管网， 且每个仓库有2条进水管与室外消防环状管网连接，室外设置消防水泵接合器。 每个消火栓处设消防按钮及报警装置，消防按钮直接启动水泵房内消火栓给水泵，消防报警信号传至消防控制室。

4 自动喷水灭火系统设计

3号仓库存储物资为堆放高度4m的救生衣、编织袋等，根据《喷规》第5.0.5条，仓库危险级为Ⅱ级，自动呢喷水灭火系统喷水强度为12L/（min·m3）， 作用面积为200m2，喷洒设计流量40L/s，持续喷水时间2h。

本工程自动喷水灭火系统喷头采用直立型喷头（K=80），动作温度68℃，碰头溅水盘与顶板的距离不小于75mm，且不大于150mm，系统最不利点处喷头工作压力不小于0.5MPa。 每个自动报警阀系统安装洒水喷头数量不超过800个。 其工作原理如图1。

图1 自动喷水灭火系统工作原理

5 消防泵房及消防水池

消防泵房内设置满足消防给水系统所需要的消防水泵，共设置室外消火栓泵组、室内消火栓泵组及自动喷水泵组，每个消防给水泵组各设置1台工作泵和1台备用泵。消防泵房系统如图2（图中①、②、③号泵分别代表室外消火栓、 室内消火栓及自动喷水灭火系统泵组）。

图2 消防泵房系统

自动喷水灭火系统设计为预作用系统， 在准工作状态时配水管道内不充水， 每个防火分区内自动喷水管网起端设置预作用报警阀一个， 其后管道体积为5.34m3，经计算其充水时间为2.2min。

消防水池有效容积应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量之和。 因此消防水池有效容积=室内消火栓系统用水量+室外消火栓系统用水量+自动喷水系统用水量。 经计算，最小有效容积为936m3。

消防水池总蓄水有效容积大于500m3时，宜设两格能独立使用的消防水池，因此消防水池分两格，单格净尺寸（长×宽×有效水深） 为24.0m×5.0m×4.0m=480m3，总有效容积960m3。 消防水池水源接自市政给水管道。

6 高位水箱及增压稳压设计

《消规》 第6.1.6、6.1.7条规定室外临时高压消火栓系统宜与室内消火栓系统合并， 独立的室外消火栓系统应设稳压泵，本工程在设计时采用室外、室内及自喷三套独立的消防给水系统， 其中室外消火栓系统利用市政水压进行增压和稳压， 室内消火栓系统和自动喷水灭火系统利用高位水箱及稳压泵满足增压和稳压的要求。

高位水箱是临时高压消防给水系统消防水池—消防泵房以外的另一个重要的消防水源， 其目的是增加消防供水的可靠性， 以最小的成本得到最大的消防安全效益。

高位水箱有效容积按照《消规》第5.2.1（5）条规定确定为18m3， 由于仓库结构形式不足以承担消防水箱及其附属设备的重量， 因此在消防水泵房上部加盖高位水箱间。 水箱安装高度按照《消规》第5.2.2条规定，并设置增压稳压设施。

稳压泵设计扬程按照满足灭火系统最不利配水点处最小工作压力和静水压力的要求进行确定。 参照国标图集《消防给水稳压设备选用与安装》进行选型，稳压泵设计流量为3m3/h，一用一备。

7 结语

防汛抗旱物资不同于其他单一种类的物品存储仓库，主要有抢险物料、救生器材、小型抢险机具等三大类、近60个品种，设计过程中，对存储物品的火灾危险性进行合理分类， 从而避免了将所有仓库的火灾危险性类别提高。

本工程前期工作过程恰逢《建规》和《消规》刚刚颁布实施， 设计过程中针对规范中的新规定和新要求进行深入分析和理解， 合理选择消防给水系统设计方案，使得设计成果既满足规程、规范的要求，又保证了火灾时能快速、有效的灭火，同时节约了工程造价。

施工图设计完成后，经审图单位、消防大队等有关部门审核后交付施工单位， 目前本工程已经完成竣工验收工作，如期投入使用。对本工程的消防给水设计工作有以下几点总结：

（1） 本设计在前期工作阶段，3座仓库均设计为丙类仓库，无论在建筑防火设计及消防给水设计时，均需提高防火等级以满足规范要求。设计过程中，对防汛抗旱物资进行合理分类， 将难燃烧和不燃烧物品统一划分至1号、2号仓库内，其余救生衣、救生圈、编织袋、土工布（膜）等可燃物及可燃包装重量大于物品本身重量1/4或可燃包装体积大于物品本身体积1/2的物资存储至3号仓库，最终1号、2号仓库火灾危险性类别为戊类，3号仓库为丙类。

（2）本工程所在地为华北地区，仓库内未设取暖设施，消防给水管道有冰冻可能，室内消火栓系统管道采用湿式系统应采取电伴热措施防止冰冻破坏；自动喷水灭火系统设计为预作用系统， 并在仓库屋脊处（最高点）设置快速排气阀，预作用报警阀后管道充水时间为2.2min，与规范中要求不宜超过2min略有差距，但并非强制性要求，后期消防演练过程中，如充水时间不理想， 可增设预作用报警阀达到快速充水的目的。

（3）设计时，增压稳压设施选用图集《消防给水稳压设备选用与安装》时效版本为98S205，而现行版本为17S205，图集中稳压泵设计流量为3m3/h，与《消规》 中“稳压泵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”的要求略有不符，在今后的消防整改时， 应根据最新版本图集对消防稳压泵进行更换。

（4）本工程的实施，为同类工程的设计和建设工作提供了可借鉴的经验思路和方案方法， 在满足仓库防火要求的前提下， 也能满足防汛抗旱物资储备的需求。

本工程的建设， 建立和完善了防汛抗旱物资储备体系， 从根本上改善了物资存储、 保管和调运条件，保证防汛抗旱物资储备工作在防汛抢险、抗旱减灾工作中发挥重要保障作用， 落实了河北省水利工作会议的部署要求， 弥补了河北省物资储备一直以来存在的不足。

防汛抗旱物资储备是整个防汛工作的重要组成部分，是战胜各类洪水灾害的物资基础和保证，适应了国民经济社会发展的要求， 满足了新形势下防大讯、抗大洪、抢大险、救大灾的需要。