室外消火栓

室外消火栓 室外消火栓 是设置在建筑物外面消防给水管网上的供水设施，主要供消防车从市政给水管网或室外消防给水管网取水实施灭火，也可以直接连接水带、水枪出水灭火。所以，室外消火栓系统也是扑救火灾的重要消防设施之一。 一、室外消防给水管网的设计 室外消防给水管道可采用高压、临时高压和低压管道。城镇、居住区、企业事业单位的室外消防给水，一般均采用低压给水系统，而且，常常与生产、生产给水管道合并使用。但是，高压或临时高压给水管道为确保供水安全，应与生产、生活给水管道分开，设置独立的消防给水管道。 (一)按水压要求分类 1、高压给水管网。是指管网内经常保持足够的压力，火场上不需使用消防车或其他移动式水泵加压，而直接由消火栓接出水带、水枪灭火。当建筑高度小于等于24m时，室外高压给水管道的压力应保证生产、生活、消防用水量达到最大，且水枪布置在保护范围内任何建筑物的最高处时，水枪的充实水柱不应小于10m。当建筑物高度大于24m时，应立足于室内消防设备扑救火灾。 2、临时高压给水管网。在临时高压给水管道内，平时水压不高，通过高压消防水泵加压，使管网内的压力达到高压给水管道的压力要求。当城镇、居住区或企事业单位有高层建筑时，可以采用室外和室内均为高压或临时高压的消防给水系统，也可以采用室内为高压或临时高压，而室外为低压的消防给水系统。气压给水装置只能算临时高压消防给水系统。一般石油化工厂或甲乙丙类液体、可燃气体储罐区多采用这种管网。 3、低压给水管网。是指管网内平时水压较低，火场上水枪的压力是通过消防车或其它移动消防泵加压形成的。消防车从低压给水管网消火栓内取水，一是直接用吸水管从消火栓上吸水;二是用水带接上消火栓往消防车水罐内放水。为满足消防车吸水的需要，低压给水管网最不利点处消火栓的压力不应小于0.1mp2。一般城镇和居住区多采用这种管网。 (二)按管网平面布置分类 1、环状消防给水管网。城镇市政给水管网、建筑物室外消防给水管网应布置成环状管网，管线形成若干闭合环，水流四通八达，安全可靠，其供水能力比枝状管网在1.5―2.0倍。但室外消防用水量不大于15L/3时，可布置成枝状管网。输水平管向环状管网输水的进水管不应小于2条，输水管之间要保持一定距离，并应设置连接管。室外消防给水管网的管径不应小于200mm，有条件的其管网不应小于150mm。 2、枝状消防给水管网。在建设初期，或者分期建设和较大工程或是室外消防用水量不大的情况下，室外消防供水管网可以布置成枝状管道。即是管网有设成树枝状，分枝后干线彼此无联系，水流在管网内向单一方向流动，当管网检修或损坏时，其前方就会断水。所以，应限制枝状管网的使用范围。 二、室外消火栓布置的消防要求 1、设置的基本要求。室外消火栓设置安装应明显容易发现，方便出水操作，地下消火栓还应当在地面附近设有明显固定的标志。地上式消火栓选用于气候温暖地面安装，地下室选用气候寒冷地面。 2、市政或居住区室外消火设置。室外消火栓应沿道路铺设，道路宽度超过60m时，宜两侧均设置，并宜靠近十字路口。布置间隔不应大于120m，距离道路边缘不应超过2m，距离建筑外墙不宜小于5m，距离高层建筑外墙不宜大于40m，距离一般建筑外墙不宜大于150m。 3、建筑物室外消火栓数量。室外消火栓数量应按其保护半径，流量和室外消防用量综合计算确定，每只流量按10――15L/5升。对于高层建筑，40m范围内的市政消火栓可计入建筑物室外消火栓数量之内;对多层建筑，市政消火栓保护半径150mm内，如消防用水量不大于15L/s，被建筑物可不设室外消火栓。 4、工业企业单位内室外消火栓的设置要求。对于工艺装置区，或储罐区，应沿装置周围设置消火栓，间距不宜大于60m，如装置宽度大于120m，宜在工艺装置区内的道路边增改消火栓，消火栓栓口直径宜为150mm。对于甲、乙、丙类液体或液化气体储罐区，消火栓应改在防火堤外，且距储罐壁15m范围内的消火栓，不应计算在储罐区可使用的数量内。 三、室外消火栓保护半径与最大布置间距的设计 1、室外消火栓的保护半径。室外低压消火栓给水的保护半径一般按消防车串联9条水带考虑，火场上水枪手留有10m的机动水带，如果水带沿地面铺设系数按0.9计算，那么消防车供水距离为(9×20,10)×0.9,153m。所以，室外低压消火栓保 护半径为150m。室外高压消火栓给水的保护半径按串联6条水带考虑，同样计算，其保护半径为(6×20,10)×0.9,99m。所以，室外高压消火栓保护半径为100m。 2、室外消火栓的最大布置间距。室外消火栓间距布置的原则，是保证城镇区域任何部位都在两个消火栓的保护半径之间。根据城镇道路建设情况，市政消火栓最大布置间距X=?R2,(L/z)2，R是消火栓最大保护半径，L是街道中心线之间的距离，按城市规划要求约为160m。经计算得:室外低压消火栓间距X=127m，室外高压消火栓间距X=600m。考虑火场供水需要，室外低压消火栓最大布置间距不应大于120m，高压消火栓最大布置间距不应大于60m。 四、室外消火栓的流量与压力设计 1、室外消火栓的流量。室外低压消火栓给水的流量取决于火场上所出水枪的数量。每个低压消火栓一般只供一辆消防车出水，常出2支口径为19mm的直流水枪，火场要求水枪充实水柱为10―15m，则每支水枪的流量为5―6.5L/S，2支水枪的流量为10―13L/S，考虑接口及水带的漏水，所以每个低压消火栓的流量按10―15L/S计。每个室外高压消火栓给水一般按出口径为19mm的直流水枪考虑，水枪充实水柱为10―15m，则要求每个高压消火栓的流量不小于5L/S。 2、室外消火栓的压力。室外消火栓的流量与压力密切相关，若出口压力高，则其流量就大。室外低压消火栓的出口压力，按照一条水带给消防车水罐上水考虑，要保证2支水枪的流量，那么，最不利点处消火栓出口压力经计算不应小于0.1Mpa。室外高压消火栓给水的出口压力，在最大用水量时，应满足喷嘴口径为19mm的水枪布置在建筑物最高处，每支水枪的计算流量不小于5L/S，充实水柱不小于10m，采用直径65mm、长120m的水带供水时的要求。其最不利点处消火栓的出口压力应是水柱喷嘴处所需水压、水带水头损失、水枪出口与消火栓出口之间的高程压差三者之和。 产品选用要点 1)、室外消火栓宜采用地上式，当采用地下式消火栓时，应有明显标志。寒冷地区采用地下式，非寒冷地区宜采用地上式，地上式有条件可采用防撞型。 2)、室外地上式消火栓应有一个直径为150mm或100mm和两个直径为65mm的栓口。室外地下式消火栓应有直径为100和65mm的栓口各一个。 3)、室外消火栓的保护半径不应超过150m，间距不应超过120m。 4)、室外消火栓距路边不应超过2m，距房屋外墙不宜小于5m。 5)、当建筑物在市政消火栓保护半径150m以内，且消防用水量不超过15L/s时，可不设室外消火栓。 6)、室外消火栓应沿高层建筑周围均匀布置，并不宜集中在建筑物一侧。 7)、人防工程室外消火栓距人防工程入口不宜小于5m。 8)、停车场的室外消火栓宜沿停车场周边设置，且距离最近一排汽车不宜小于7m，距加油站或库不宜小于15m。 9)、室外消火栓应设置在便于消防车使用的地点。 施工、安装要点 1)、施工安装应按照《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002相关执行，可参考国家建筑标准设计01S201《室外消火栓安装》。 2)、系统必须进行水压试验，试验压力为工作压力的1.5倍，但不得小于0.6MPa。 3)、室外消火栓的位置标志应明显，栓口的位置应方便操作。栓当采用墙壁式时，如设计未要求，进、出水栓口的中心安装高度距地面应为1.10m，其上方应设有防坠落物打击的措施。 4)、室外消火栓和消防水泵接合器的各项安装尺寸应符合设计要求，栓口安装高度允许偏差为?20mm。 5)、地下式消火栓的顶部出水口与消防井盖底面的距离不得大于400mm，井内应有足够的操作空间，并设爬梯。寒冷地区井内应做防冻保护。 6)、消防管道在竣工前，必须对管道进行冲洗。 执行标准 1)、工程标准 《建筑设计防火规范》GB 50016-2006 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242-2002 2)、相关标准图 01S201《室外消火栓安装》 (一)室内消火栓与消防软管卷盘 1、室内消火栓是建筑物内的一种固定消防供水设备。平时与室内消防给水管线连接。遇有火灾时，将水带一端的接口接在消火栓出水口上把手轮按开启方向旋转，即能射水灭火。 普通室内消火栓的形式可以分为单出口室内消火栓和双出口室内消火栓两种。随着减压设备的运用，目前已开发了减压型室内消火栓。 普通消火栓主要由阀体、密封垫、阀门、阀杆、阀盖、手轮和 进出水接口等部件组成，其公称通径一般有DN50和DN65两大类，公称压力为1.6mpa。 2、消防软管卷盘是一种室内固定式轻便消防给水设备，俗称水喉。适用于商场、宾馆、仓库、公共建筑内。与室内消火栓比较，具有轻便、机动、灵活等优点，可减少水渍损失。 消防软盘由转动部分、支承座部分和导流部分组成，转动部分包括卷盘、摆臂及转壳支架。支承部分包括底座和转动部分和支架。导流部分包括出水管、进水管、水密封套和连接部件等。其喷嘴直径一般有6、7、8三种型号，公称压力1MPA。有效射程为7米左右，流量一般为1L/S。 3、消防水带一般采用有衬里消防水带，包括橡胶水带、乳胶水带、涂塑软管。 有衬里消防水带是由编织层和胶层组成。编织层采用高强度全成纤维，由大圆机编织而成，胶层为内衬壁则涂上优质橡胶，乳胶或塑料层。采用经过适当硫化的天然橡胶或乳胶制成，并使胶层和编著织层紧密结合。 有衬里消防水带的主要特点是耐高压、耐磨损、经久耐用;涂层紧密、光滑、不渗漏、水流阻力小、流量大;管体柔软、可任意弯曲折叠，随意搬动，使用方便;不受地形限制，各地可用，四季皆宜。 消防水带接口是消防水带的附件。消防水带接口由本体、密闭圈垫、橡胶密闭圈零件组成，密闭圈座上有沟槽，用来捆扎水带，本体上有两个扣爪和内滑槽，为快速内扣式接口，客观存它的密闭性好，连接既快又省力，不易脱落。 消防水带连接必须套上水带接口时，垫上一层柔软的保护物，然后用镀锌铁丝或喉箍扎紧。有衬里水带耐压高，有一定弹性，接口处易脱落，因此要选择度一挡的密封圈垫。 4、室内消火栓箱是指安装在建筑物内的消防给水管路上，由箱体，室内消火栓、水带、水枪及电气设备等消防器材组成的具有给水、灭火、报警等功能的集装一体的成套箱状固定式消防装置。适用于具有室内消火栓给水系统的厂房，仓库和高层民用及其它公共建筑。 消火栓箱内配的室内消火栓和相应规格的水带、水枪。消防水带可折放在框架内，也可双层缠于水带软盘旁边的弹簧架上，取用方便。消火栓安装在箱体的下部。对于在消火栓箱内设置消防软管卷盘，除有上述设备处，还有消防软管卷盘。 在箱体的侧壁上配置了可向消防控制中心报警和直接启动消防泵的火警紧急按钮，并装有红色指示灯，以便及时报道险情，组织抢救。 按栓箱内水事的安置方式可分为挂置式、卷盘式、卷置式、托架式。 (二)低层建筑室内消火栓给水系统 建筑高度不超过9层的住宅及小于24米的建筑物内设置的室内消火栓给水系统，称为低层建筑室内消火栓给水系统。 低层建筑发生火灾，利用消防车从室外消防水源抽水，接出水带和水枪。就能直接有效地扑救建筑物内的任何火灾。因而低层建筑室内消火栓给水系统是供扑救建筑物内的初期火灾使用的。这种系统的特点是消防用水量少、水压低。 根据建筑物的高度、室外消防给水管网所提供的水压和水量以及室内消防对水压，水量等要求，其系统常见的有三种类型。 1、无加压消防水泵，无水箱的室内消火栓给水系统 当室外为常高压消防给水系统，或室外给水管网的水压、水量任何时刻均能满足室内最不利点消火栓处的设计水压和水量时，可采用无加压消防水泵、无水箱的室内消火栓给水系统。采用这种系统，当消防、生活、生产全用管网，则其进水管上所设的水表应考虑消防流量。仅设一条水管时，可在水表的节点处设置旁边通管，旁通管上设阀门，平时阀门关闭。发生火灾时，应能自动开启该阀门，也可由消防值班人员开启，但此水表节点应设在值班人员易于接近或便于开启的地方，且应有明显的标志。 2、设有消防水箱的室内消火栓给水系统 在水压变化较大的城镇或居住区，室外给水管网的水压在昼夜间断性满足室内消防、生活和生产用水要求。如白天用水高峰时外网水压不能满足要求，而在夜间或其他时间内，外网供水均能满足室内消防，生活和生产用水要求，常设消防水箱储存10MIN的消防用水量，同时调节生活、生产用水量。 该系统的生活、生产给不管网与消防给水管网分开，但应共用消防水箱。生活、生产给水管道与消防给水管道之间的连接管上应设单向阀，防止水压较低时消防管网内的水向水源倒流。 3、设有消防水泵和水箱的室内消火栓给水系统 当室外给水管网原水压经常不能满足室内消火栓给水系统最不利点消火栓灭火设备处的水量和水压时，应采用这种系统。 消防水泵的扬程应满足室内最不利点消火栓灭火设备的压力，同时应保证火警后5MIN之内开始启动供水，以保证火场用水不中断。 消防水箱储存10MIN的室内消防用水量，合用水箱时，应保证消防用水不作它用，且发生火灾后由消防水泵供给的消防用水，不应进入 消防水箱，以利维持管网的消防水压。消防水箱的补水由生活或生产泵供给，严禁消防水箱采用消防水泵补水，以防火灾时消防用水进 入水箱。 (三)高层建筑室内消火栓给水系统 建筑高度10层及10层以上的住宅以及超过24米的其他高层建筑物内，设置的室内消火栓给水系统，称为高层建筑室内消火栓给水 系统。 高层建筑发生火灾，由于受到消防车水泵和水带的耐压强度等限制，一般不能直接利用消防车从室外消防水源抽水送到高层部分进 行扑救，而主要依靠室内设置的消火栓给水系统来扑救，就是说，高层建筑灭火系统必须立足于自救。因此，这种系统要求的消防用水 量大，水压高。一般情况下与其他灭火系统分开独立设置。 高层建筑室内消火栓给水系统，按消防给水系统服务范围，分为独立的室内高压消火栓给水系统和区域集中的室内高压消火栓给水 系统;按建筑的高度，分为高度低于50米的高层建筑一次供水室内供水消火栓给水系统和高度超过50米的高层建筑分区供水室内消火栓 给水系统。 1、独立的室内高压消火栓给水系统 每幢高层建筑物内设立消防专用管网、管网内经常保持高压的消防给水系统，均称为独立的室内高压消火栓给水系统，通常在地震 区、人防上要求较高以及重要建筑物采用这种系统。 2、区域集中的室内高压消火栓给水系统 数幢或更多幢高层的消防给水系统，称为区域集中的室内高压消火栓给水系统，为了便于集中管理，在有合理规划的高层建筑区常 采用这种系统。 3、高度低于50米的高层建筑一次供水室内消火栓给水系统 建筑高度超过24米但不超过50米的高层建筑，发生火灾时消防队使用消防车，从室外消火栓吸水，通过水泵接合器往室内管网供 水，仍可帮助室内消火栓给水系统，如图5-2-2-6所示。 4、高度超过50米的高层建筑分区供水室内消火栓给水系统 建筑高度超过50米或消火栓处所受静水压力超过0.8MPA的室内消火栓给水系统。 建筑消防给水设计的几个问 时间:2003-6-6 12:14:02 作者:王冬青 [ 摘 要 ] 按《建筑设计防火规范》设计消防给水设施时，遇到诸如临时高压和气压罐，室外高压给水系统设计的立足点，自动喷水灭火系统和室内消火栓系统的主次及关系， 消防水泵的启动和控制，火灾延续时间的协调一致，室外消火栓出水口数量等困惑难解的问题，建议《建规》修编时有所考虑。 [ 正 文 ] 建筑消防给水设计主要依据《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)(修订本)。设计中笔者常遇到一些困惑难解的问题，期待修编后的防火规范能对这些问题有所解决和突 破。以下是笔者在多年设计中，主要是工业建筑设计和涉外工程中常常遇到的几个问题，提出来与同行商榷，并供规范修编者参考。 1 临时高压和气压水罐、水塔 《建规》第8.1.3条对高压、临时高压和低压给水系统管道的压力分别作了规定。按照该条的条文说明，高压管道为"管网内经常保持足够的压力，火场上不需使用消防车或其他移动式水泵加压，而直接由消火栓接出水带、水枪灭火"。临时高压管道则定义为"平时水压不高，在水泵站(房)内设有高压消防水泵，当接到火警时，高压消防水泵开动后，使管网内的压力，达到高压给水管道的压力要求"。可见，对室外消防给水系统的"高压"和"临时高压 "的界定主要强调管内水压，没有强调消防泵启动前必须保证消防水量。而在室内消防系统部分第8.6.3条则强调常高压系统必须随时既保证水压也保证水量，否则属于临时高压系统，临时高压系统就必须设消防水箱或气压水罐、水塔。笔者亦多次听到有关消防权威人士口头明确解释称"凡是消防时需启动消防泵的系统都是临时高压系统"。因此所谓"常高压系统 "、"区域高压给水系统"不是设置了高度足够高的高位水池，就是消防泵总是保持运行状态，而非小流量稳压泵在运行。笔者认为不太可能设计这种系统，因而实际上是不存在的。 以笔者去年参与设计的一个涉外工程为例。该工程是笔者近十年来多次见到的很典型的工业小区。小区内有一个面积近2万 m2的主厂房，配上泵房、仓库、门房等若干小建筑物。小区内设专用环形消防管网，管道内的压力由设在小区泵房内的稳压泵维持消防所需的高压状态;消防泵由水压控制自动启动。管网上设置室外消火栓，可以直接使用;厂房内的自动喷水灭火系统和消火栓系统的给水引入管均接自该专用环形管网。基本是由外方(美国投资方)带来的。这样的系统应看成区域高压系统，常高压系统还是临时高压系统? 按第8.1.3条可勉强界定为常高压系统，按第8.6.3条毫无疑问应属于临时高压系统。虽然按现行《自动喷水灭火系统设计规范》(GBJ84,85)，"可不设消防水箱"，但《建规》则明确要求设消防水箱或气压罐。设计者及当地消防建审处都能理解按现行《建规》的" 精神"，只能算作临时高压系统。如果能在"建筑物的最高部位"按规范要求的容积"设置重力自流的消防水箱"，也许矛盾较好解决，问题是屋顶为轻钢屋架、压型钢板斜屋面，不适宜设置屋顶水箱，因而需在泵房内设置气压罐。两个NAE802.0 m3.2 m的气压罐才能满足室内消火栓系统10 min所需消防水量;但《建规》第8.6.3条规定的是应储存"消火栓和自动喷水灭火设备等"的10 min的消防用水量。该工程总消防用水量为80 L/s，超过25 L/s，规定至少应有18 m3消防储水量，因此应选用两个NAE802.4 m×5.8 m的立式气压罐才能满足要求。面对这样两个庞然大物及其对泵房面积和高度的影响，从经济上和安全的必要性上我们都很难让外方认同。几经磋商，消防部门认同了在使稳压泵的流量满足一个室内消火栓流量的前提下不设气压罐。笔者认为，实际上这是一个区域高压消防给水系统。从当今自动控制技术的成熟性和控制元件的可靠性来看，这样的系统应当是安全可靠的，没有必要在几百立方米容积的消防水池旁边再立上这么庞大的储水设备。 近十年来，笔者参与设计了不少这样的涉外工程(多数在国内，有的在境外)，基本上都是由一个大型主厂房或二三个中型建筑物和若干个小型辅助建筑物组成一个小区，区域内采用类似上述的区域高压消防给水系统，且稳压泵流量很小，只是为了补充地下给水干管的渗漏水量。这种渗漏量考虑为:地下干管，不论其管径多大，每100个连接点每小时漏失量为2夸脱(1.89L)。一般稳压泵的额定流量控制在10,30 GPM(即0.63,1.89 L/s)。有的设置了一个小型稳压罐以减少稳压泵的启停次数。 笔者在几十年的设计中，遇到许多不同类别，不同性质的体积大，高度高的单层工业厂房。由于室外一般为低压消防管道，因而厂房内一般要设增压消防泵，属于"临时高压给水系统"，但是几乎无一例外地都是斜屋顶、坡屋面，近几年来有不少是轻钢屋架或钢屋架。实际上都在当地消防部门赞同和认可下，没设屋顶水箱，也没设置 储存10 min消防水量的气压罐，而是从电源，设备元件，给水系统的各个环节想方设法提高供水的安全可靠性。 所谓常高压和临时高压，已经讨论了很多年。设计人员通过专业杂志和技术学术会议发表过不少意见。笔者期待修编规范会有所突破。笔者很同意上海同行提出的引入"稳高压系统 "概念来取代现行规范中的"常高压"和"临时高压"概念。最近从杂志上看到介绍上海地区的《民用建筑水灭火系统设计规程》，突出了稳高压消防给水系统，把多年来已成现实的做法规范化，使之更完善和更科学。笔者从自己的设计经历感到它同样适用于一般工业小区和工业建筑消防给水系统的设计。很赞同文中提出的"从灭火技术发展的趋势看，稳高压系统既现实又可靠，必将替代临时高压给水系统"这一结论性看法。 2 10 min消防储水和5 min消防泵准备和启动时间 这是一个与上述问题相关的问题。强调所谓临时高压给水系统，实质是强调储存10 min消防水量的问题，当然是从国情经验总结出来的。"国情"之一是否消防泵动作太慢，磨磨蹭蹭?《建规》第8.8.5条规定"消防水泵应保证在火警5 min内开始工作"。1996年发布的《自动喷水灭火系统施工及验收规范》(GB50261,96)中关于消防水泵调试要求，规定"以自动或手动方式启动消防水泵时，消防水泵应在5 min内投入正常运行"。笔者认为至少对于自动启动方式的消防泵5 min才能投入正常运行，似乎太慢了。这与1999年6月1日起实施的国家标准《消防泵性能要求和试验方法》(GB6245,98)中的要求也不协调，该标准规定"发动机应有良好的常温启动性能，应保证5 s内顺利启动，引上水后20 s内应能使消防泵达到额定工况"。消防泵是消防给水系统中最关键的设备和环节，有必要在规范中对泵及其驱动设备的性能、控制、启动以及影响供水的各个环节等作出更严格，更明确的要求，保证消防泵更快地投入运行，消防给水系统在最短时间内向系统供水。10 min的储水，5 min的启动都易使人产生错觉和误解。 3 室外高压给水系统的设计和使用 《建规》第8.1.3条及其条文说明对室外高压或临时高压给水系统作了明确规定和解释，设计计算并不复杂。可令人困惑的是，消防部门问设计者这种室外高压管道如何使用，并称消防人员把不住水枪，要求在每个室外消火栓处加减压装置，使压力减至100 kPa。如果压力超过所需压力很多，当然需减压，但不是减至100 kPa，因为规范对高压和低压管道有着非常明确的，不同的要求。第8.1.3条及其条文说明对如何使用都有原则规定和解释。该条文本身虽不像第8.6.2条那样对室内消火栓系统限定为"消火栓栓口处的出水压力超过50 m水柱时，应有减压设施"，但实际上因为这种高压系统是针对建筑高度小于或等于24 m的多层或单层建筑，室外消火栓所需压力是有限定的;当建筑高度为24 m时，所需压力为55 m水柱。然而，到底怎么操作也不是没有问题。就像条文说明中解释的那样，对于多层建筑，可沿楼梯铺设水带，把水枪布置在建筑物的最高处。但对于大体积单层厂房或公共建筑，情况就不同了。 仍以上述工程为例。该工程主厂房90 m×198 m，南北向90 m，宽为三跨(36 m*.18 m*.36 m)。高跨在中间，高度约13.5 m，即最高的中线离南北外墙均为45 m。如何按《建规》所示直接使用室外消火栓灭火?沿着厂房的钢梯甚至直爬梯铺设水带达到厂房最高处，虽说不是不可能，但肯定不是快捷和方便的。就在地面上直接使用如何?按图1所示，消防队员手持水枪要站在距外墙30 m处，才能使充实水柱SK达到建筑物的最高最远点，此时SK =76 m水柱，所需枪口压力就更高， 消防队员难于操作，而且按规范要求设计的这种高压管道内不可能有如此高的压力。在此工程中，消火栓处所需压力为44.7 m水柱。出现这种情况不是因为建筑物太"高"，而是太"远"，消防队员非"登高"不可。 图1 设计人员只能按规范提供的方法和规定设计符合规范要求的管道、系统和设施。在上述实例中，消防部门向设计者出了道考题，使问题深化。笔者猜想，在这种具体情况下，专业操作人员会借助有用的专业设备和工具"登高"实施最有效的灭火。 4 有条件地"弱化"消火栓系统 有观点认为"随着经济的发达，自动喷水灭火系统必将代替室内消火栓系统，这是大势所趋。"笔者以为从发达国家的消防规范和实践现实来看，室内消火栓系统仍然是必要的，只是其要求与我国《建规》要求有很大不同。随着自动喷水灭火系统的"普及"，室内消火栓系统不再是主要灭火手段，作用减小，要求就必然会降低。修编后的防火规范会在多大程度上普及自动喷水灭火系统尚不清楚，但一定还会有个过渡时期。现在的问题是，改革开放以来的20多年实际情况有了很大变化，规范是否应当适应这一变化。现在在我国尽管从整体上仍以室内消火栓系统为主要灭火手段，但在许多重要工程中，特别是涉外工程中已是以自动喷水灭火系统为室内主要灭火手段，在建筑物内普遍设置了自动喷水灭火系统。在这种情况下仍然要求按《建规》设计室内消火栓系统，修改外方提出的设计方案。投资方感到"无可奈何"，设计者心里多少感到"画蛇添足"。 笔者仍以上述工程为例。由于该工程要在美国参加防火保险，要求执行美国规范，设计图纸需经美方有关消防机构和保险公司同意认可。鉴于中国规范的严肃性，设计之前双方达成共识:当美国规范与中国规范要求不同时，在不违背中国规范的前提下执行要求更严格的规定。从外方来的设计方案如下:按美国NFPA13在主厂房和辅助厂房各个区域内，包括生产区，仓库区，办公区，休息区，厕所卫生间，淋浴间等所有允许用水的区域均安装自动喷水灭火系统。设计的喷水强度和作用面积大于我国规范要求;报警阀数量按保护面积的限制来确定，其结果一个报警阀控制的喷头数远少于我国规范规定的800只。这些要求只是高于我国规范要求，并不抵触。差别大的是室内消火栓系统:规格DN40，压力400 kPa，流量 6.3 L/s，水带长30 m;消火栓数量较少，按一股水柱要求布置;无充实水柱达到最高最远点要求，也无储存10 min 水量而设水箱或气压罐的要求。尽管设计者认为设置了如此完善的自动喷水灭火系统后，这样设计消火栓系统是合理的，但因为不符合《建规》，仍按《建规》要求设计了严格的室内消火栓系统。笔者建议修编后的《建规》有条件地"弱化"室内消火栓系统，在遍装自动喷水灭火系统的情况下，室内消火栓的布置满足一支水枪到达地面上任何一点，充实水柱视火灾类别不小于70 kPa或100 kPa(不必按达到最高最远点计算)，消火栓规格DN40或DN50等，当然也无必要储存10 min消防水量。 5 消防水泵的操作与控制 《建规》第8.6.2条9款规定"高层工业建筑和水箱不能满足最不利点消火栓水压要求的其他建筑，应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮，并应有保护设施"。尽管该条款的条文说明中有"采用小泵(稳压泵)经常运转，当室内消防管网压力降低时能及时启动消防水泵的设备者，可不设远距离启动消防水泵的按钮"，但现实工作中有两点值得注意，一是在越来越多的工程中消防泵的控制方式是自动启动;二是在设计中或消防部门的审批中一律要求在每个消火栓处设置启动按钮，而且目前国内生产的消火栓箱内一律设置了启动按钮。据说有的地方消防工程的验收部门还有自己的规范条例，一律要求设消火栓处启动按钮。一个中型的工程都有几十个甚至上百个消火栓，区域性消防泵所辖各个厂房内的消火栓就更多了。每个消火栓都要有一条控制线通过厂区接至消防泵房。消防水泵采用自动启动方式时这样做是不必要的，消防泵的自控是按消防管网内的压力降通过电接点压力开关或压力变送器和可编程控制器实现消防泵的自动启动。当今成熟的自控技术和可靠的控制元件完全能保证消防泵及时启动。因此笔者认为消防泵为自控启动时，只需在消防控制室设置手动远控启动设施和消防泵房内的就地应急手动操作设施。建议修改上述条文，使之更准确，更清楚，更全面。 6 火灾延续时间 《建规》规定自动喷水灭火系统火灾延续时间按1 h计算，消火栓系统一般按2 h或3 h计算。有关条文说明解释称"如果在1 h内还未扑灭火灾，自动喷水灭火设备将因建筑物的倒坍而损坏，失去灭火作用。"这样看来，室内消火栓系统延续供水2 h意义也不大。现在越来越多的工程设计中用同一台消防水泵向自动喷水灭火系统和消火栓系统供水，很难实现在1 h后关闭自动喷水灭火系统。实际结果就可能是自动喷水灭火系统用水超过1 h，而消火栓系统供水不足2 h。因此笔者建议像美国规范NFPA13那样按火灾危险等级将供水时间一致起来。 7 室外消火栓的栓口数量 《建规》第8.3.2条规定"室外地上式消火栓应有一个直径为150 mm或100 mm和两个直径为65 mm的栓口"，"室外地下式消火栓应有直径为100 mm和65 mm的栓口各一个"。这就是说不允许只有一个栓口，但在给水排水标准图集《室外消火栓安装》S162中的地下消火栓出水口数量为65 mm的两个或100 mm的一个，规格或数量与规范规定都不一致。1998年笔者曾参与一个较大规模的厂区管线工程设计。施工单位按标准图购买和安装的地下消火栓为一个 100 mm的出水口。验收时消防部门发现不符合《建规》规定，要求返工。造成工程损失和浪费。规范修编，标准图修编以及国家标准《地上地下消火栓》(GB44521,3,84)的修编和执行应当同步进行。 以上是笔者在设计工作中常遇到的几个问题。实质上是如何既考虑控火及灭火的安全性和可靠性，又考虑投资的合理性问题。在规范和设计走向性能化之前，如何理 解，如何完善，如何执行现行传统的指令性规范是设计人员和消防部门都应当考虑的问题。 摘要:阐述多层建筑室外消防给水管网设计流速，应结合市政水压情况，以流速不大于2.5m/s进行设计，及阐述自动喷水灭火临时高压给水系统，两位消防水箱的设置高度应以最不利点喷头工作压力不小于0.10MPa来计算。 关键词:多层建筑 设计流速 自动喷水灭火系统 水箱设置高度 l、多层建筑室外消防给水管网设计流速的确定。 对于底层带商业网点的多层住宅，多层综合楼，普通办公楼或厂房，库房等工程，在市政给水管道能够满足室外消防用水量的情况下，同时按多层建筑立足于“外救”的原则，设计一般采用设置屋顶前10分钟消防水箱，及底层设置室外水泵接合器的消防供水方式，消防管网内平时水压较低，当发生火灾时，由消防车通过水泵接合器向室内消防系统加压送水，以达到消防灭火的目的，根据我国现行(建筑设计防火规范)GBJ16—87(以下简称(建规))第8.l.3条“室外消防给水可采用高压或临时高压给水系统或低压给水系统，……如采用低压给水系统，管道的压力应保证灭火时最不利点消火栓的水压不小于10m水柱(从地面算起)。”并注明消火栓给水管道设计流速不宜超过2.5m/s，而厦门消防部门规定室外消防给水管道流速不能大于1.2m/s，笔者对此规定有不同的看法。消防部门的依据是市政部门所提供的市政管道流速为1.2m/s，故在选择室外消防给水管的流速也不大于l.2m/s，但笔者认为管道流速应与市政管道压力有关，只要市政给水管道压力足够大，室外消防管道流速又满足规范不宜大于2.5m/s的要求，既能满足消防流量的设计要求。 笔者最近设计了一个厂区内，一幢建筑面积3500m2的六层综合楼和一幢建筑面积3400m2的丙类五层厂房，综合楼室内消防流量为15l,s，室外消防流量为20l,s，厂房室内消防流量为10l,s，室外消防流量为25l,s，室个外消防流量均为35l/s，按同一时间内一 次火灾次数设计，室外消防给水管与市政给水管形成室外环状管网，并设有两个接口，在设计中室外消防给水管若按流速不大于1.2m/s计算时，应选择d200的供水管，按流速不大于2.5m.s计算时，选择d150的供水管即可，本工程室外消防管从市政引入点到灭火时最不利点室外消火栓，管长共50米，设计选用d150的铸铁管，管道流速V,2.01m/s，市政引入点至最不利点室外消火栓管道沿程损失为: Σh,Q2×A×L 式中:Q—管道流量(m3,s) 本工程Q,0.035m3,s A—铸铁管比阻; d150时 A,41.85 L——管道长度(m) L=50m 故:Σh,0.0352×41.85×50=2.56m 管道总损失:H1,1.2Σh,1.2× 2.56,3.07m 按“建规”第8.1.3条室外消防管最不利点消火栓的压力不小于10米水柱，所以本工程需要市政所提供的水压计算如下: H,10十H1,10十3.07,13.07米水柱,0.131MPa(这里市政给水引入点的黄海标高与最不利点消火栓黄海标高相同)。 而市政所提供的该地段市政水压不小于0.30MPa，远远满足室外消防管所需要的市政水压，所以本工程室外消防管网流速可按规范规定的不大于2.5m/s的速度计算，否则按消防部门所规定的不大于1.12m/s流速进行计算，本工程应选用d200的室外给水管，这样势必放大与市政接口的水表口径，即选用两个L×S150的水表，根据厦门自来水供水规定，给水增容费是以水表口径来收费的，而按规范所要求的不大于2.5m/s流速计算，选用两个L×S100的水表即可。这样选用l×S150比选用L×Sl00的水表增容费多12.8万元，还要加上管道，配件所增加的费用，即给开发商造成了不必要的浪费。 笔者认为室外消防管道流速不必拘于消防部门所规定的不大于1.2m/s，而应结合市政水压情况，按规范所要求的流速不大于2.5m/s进行设计，这样我们在设计中既能满足规范要求，又能达到科学，节省投资的目的。 2、自动喷水灭火采用临时高压给水系统时高位水箱设置高度的确定。 我国现行规范《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—95)(以下简称《高规》)第7.4.7.2条对高位消防水箱的设置高度有以下规定即“高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力，当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa，当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa，当高位消防水箱不能满足上述静压要求时应设增压设施”，通常设计中消火栓系统与自动喷水灭火系统共用一个高位消防水箱，即由此选定的消水箱的高度能否满足自动喷水灭火系统的要求?根据《自动喷水灭火系统设计规范》(GBJ84—85)(以下简称《自喷》)第2.0.2条中规定“湿式喷水灭火系统喷头工作压力9.8×l04帕斯卡，最不利点喷头最低工作压力均不小于4.9x104帕斯卡(0.5公斤,厘米2)”的规定，高位水箱最低水位与最不利点喷头的几何高差计算如下: H?H1十H2十H3 式中:H1——最不利喷头工作压力(mH2O) H2——自动喷水灭火系统的管道沿程水头损失(?h)和局部水损失的总和(mH2O) H3——报警阀的压力损失(mH2O) 其中:H1按《自喷》第2.0.2条取5mH2O H2,1.2?h ?h=?ALQ2 (式中Q=K×P,.5=1.33×0.50.5=0.94 l/s，流量Q=0.94 l/s,亦符合(高规)第7.4.8条，对自动喷水灭火系统不应大于l l,s的规定)。 根据工程实例，当管道设计流量为0.94L/s时，主要管道沿程损失为管径DN25的给水管，当管,DN50以后的给水管管道损失可勿略不计，笔者是以较不利的喷头布置，计算得: ?h,2.0米 H2,1.2?h,2.4米 H3,0.00869Q2d,0.01米(报警阀公称直径为DN150) 故 H,H1十H2十H3=5十2.4十0.1,7.41米 即高位消防水箱设置高度要满足最不利点喷头静压7.41米(0.074MPa)以上，若最不利层自动喷水灭火系统的最小管径选为DN32的给水管时，计算H?6.0米，即高位消防水箱满足最不利点喷头静压6.0米(0.06MPa)以上，比(高规)第7.4.7.2条消火栓水箱的设置高度还需提高1.0米左右(以最不处层层高计算)，这样即不用增设增压设置。 图7-1 笔者以上计算对于中危级高层建筑设计具有较广泛的普遍性。但在实际工程验收中，当最不利点未端试水装置打开时，系统湿式报警阀存在迟迟不能动作，喷淋主泵亦不能及时启动的现象，若多开几个喷头或打开次不利层的末端试水装置，报警阀马上动作，启动主泵(这里采用的报警阀为合格产品)。分析各种原因笔者认为与报警阀的结构有关(见报警阀剖面图1)，报警阀为防止因系统管网渗漏和水源压力波动或水锤现象至使报警阀的阀瓣时有开启而造成误报警，采取了在报警阀外加一单向旁通管路，当水源端压力波动上升，或系统端因管网泄漏(不大于15升,分，即0.25L/S)而使压力下降时，则连通报警阀上下腔的单向阀开启，平衡上下腔压力，稳定阀瓣，从而避免误报警，这里报管阀只规定了系统侧以?15L/分的流量放水时，不发生报警信号，而没有规定多少流量通过时，应发生报警信号，所以当最不利点喷头动作时，屋顶水箱通过报警阀的回流管及时给整个管网补压，补水，使得阀瓣前后压力稳定，压力开关不能及时动作，延误报警，不能及时启动主泵，这种现象表明当系统侧以0.96L,S的流量放水时，报警阀未能及时发生报警信号。笔者认为国家对消防器材广生产报警阀的检测标准应符合《自喷》第2.0.2条最不利点处喷头最低工作压力值的规定，若由此引起报警阀灵敏度增加，容易产生误报警，那么《自喷》对自动喷水灭火系统当采用临时高压给水系统时，最不利点喷头最低工作压力值应进行修正。 因存在上述情况，笔者建议在临时高压自动喷水灭火系统高位水箱设置高度时应采用最不利点工作压力0.10MPa进行计算。若水箱达不到设计高度，应增设增压设施。