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1.消火栓給水系統(tǒng)
 

 

1.1消火栓的栓口壓力和系統(tǒng)分區(qū)
 

 

　　我國《建筑設計防火規(guī)范》GBJ16—87修訂版（以下簡稱《建規(guī)》）第8.6.2和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045—95（以下簡稱《高規(guī)》）第7.4.6條規(guī)定消火栓栓口靜水壓力不應大于0.8Mpa，當大于0.8Mpa時應采取分區(qū)給水系統(tǒng)。
 

　　美國NFPA14《StandardfortheInstallationofStanpipeandHoseSystem》（1996Editon）中規(guī)定系統(tǒng)任何一點的壓力在任何時間不能超過2.41Mpa，當栓口處靜壓力超過1.21Mpa時應設減壓裝置。
 

　　我國消火栓的靜壓不應大于0.80Mpa是系統(tǒng)分區(qū)值。消火栓的靜壓要求是鑒于消火栓的質量——承壓力。我國《室內消火栓》GB3445—82中規(guī)定室內消火栓工作壓力為1.60Mpa，試驗壓力為2.40Mpa，遠大于靜壓分區(qū)值0.80Mpa，因而我國的系統(tǒng)分區(qū)值可適當提高。在美國系統(tǒng)分區(qū)有兩個值確定，一是與我國相當的栓口靜壓不超過1.21Mpa；二是系統(tǒng)任何一點的壓力在任何時間不能超過2.41Mpa，這是系統(tǒng)必須串聯分區(qū)的要求。據調查，我國有不少的建筑高度在60m—70m，這樣高度的建筑物加上地下室高度和屋頂水箱高度，其總高度往往大于80m，致使消火栓系統(tǒng)要分區(qū)，造成消火栓給水系統(tǒng)設備、管道增加，投資增加。適當提高此值或借鑒美國標準，可節(jié)省大量投資，并簡化系統(tǒng)。
 

　　建議靜壓分區(qū)值1.0Mpa—1.2Mpa，系統(tǒng)串聯分區(qū)值2.40Mpa。這樣既可以充分利用消火栓的承壓力，又可以節(jié)省投資。

 

 

1.2消火栓的等級
 

   我國室內消火栓有DN65、DN50、和DN253個規(guī)格，DN25的水喉不能單獨使用，僅可與DN65和DN50配合使用。NEPA14消火栓分為3個等級：Ⅰ級為DN65的消火栓，僅設栓口；Ⅱ級為DN40的消火栓箱，配有水龍帶和水槍的消火栓，對于輕危險等級的場所可選用DN25的水喉；Ⅲ級為DN65的栓口和DN40的消火栓箱，對于輕危險等級的場所，DN40的消火栓箱可改為DN25的水喉；設有自動噴水系統(tǒng)的場所，可不設DN40的消火栓箱。目前我國DN50的消火栓基本不用，DN40的消火栓沒有，DN25的水喉不能單獨使用。DN65的消火栓職業(yè)消防隊員和非職業(yè)消防隊員都可用。在美國DN65消火栓僅為職業(yè)消防隊員用。所以DN40、DN25的消火栓為自救消火栓。
    建議《建規(guī)》中不設消火栓的場所均設水喉，水喉可與給水系統(tǒng)聯合。設有自動噴水系統(tǒng)的場所僅設DN65的消火栓栓口；不設自動噴水的場所設DN65的消火栓栓口和DN25的水喉。這樣既可以節(jié)省投資，又可以兼顧消防隊員專業(yè)救火和非專業(yè)人員火災初期救火。

 

 

1.3、消火栓的位置、設置以及栓口壓力
　　我國《建規(guī)》和《高規(guī)》規(guī)定消火栓設在走道、樓梯附近等明顯易于取用的地點。消火栓的間距：高層為30m，多層為50m，水龍帶長度為20m—25m。消防電梯前室設消火栓，屋頂設試驗消火栓。消火栓栓口距地高度為1.1m，美國NF—PA14規(guī)定：

（1）消火栓立管亦即是消火栓（因不設栓箱和水龍帶）不應通過危險的區(qū)域，應設于防止機械破壞和火災破壞的地方；

 

（2）消火栓立管和供水邊緣立管應設于封閉樓梯間，或者位于與封閉樓梯間等效防火的位置；

 

（3）干式系統(tǒng)的消火栓立管不應封閉于建筑物的墻內或壁栓內；

 

（4）消火栓應置于沒有障礙物，距地0.9m—1.5m的位置。若設有自動噴水系統(tǒng)時，邊緣主管可不考慮保護，給DN40的消火栓供水的立管可不考慮保護。DN65的消火栓應位于下列位置：

（a）每一個樓梯的中間樓梯平臺；

（b）鄰近墻的任一邊的水平出口；

（c）在從建筑物進入走廊的每一個走廊出口；

（d）在有采光頂的室內林蔭地的每一個走廊出口和回廊出口，或者在外部公共空間進入室內林陰地；

（e）在去屋面的zui高層的樓梯中間平臺設zui不利點試驗消火栓；

（f）在沒有自動噴水系統(tǒng)的樓層zui不利點到消火栓的zui大距離不應超過45.7m，在有自動噴水系統(tǒng)的樓層zui不利點到消火栓的zui大距離不應超過61m。

 

對于設置Ⅱ級DN40消火栓的建筑物：其任何部位到消火栓距離不大于39.7m。小于DN40的消火栓距離不大于36.6m。這樣消火栓的設置與疏散距離相當，便于理解。我國《建規(guī)》規(guī)定民用建筑房間到樓梯口的疏散距離為20m—40m，設有自動噴水系統(tǒng)時疏散距離可增加25%，即增加10m。房間門至室內zui近點的直線距離為15m。如果DN65的消火栓設置在樓梯間，則樓層zui不利點到消火栓的zui大距離不應超過55m，當設有自動噴水系統(tǒng)時為65m。《高規(guī)》規(guī)定的疏散距離與《建規(guī)》相同。所以如果我國規(guī)范規(guī)定DN65的消火栓設置在樓梯間，消火栓的布置與美國規(guī)范相當。
 

　　我國的消火栓布置僅消防電梯前室允許設消火栓，而樓梯間不允許設消火栓。原因是消火栓設在樓梯間會破壞樓梯間的密封性，即使得防排煙功能被削弱或被破壞，影響疏散，通常消火栓設在走廊內。走廊內的消火栓火災時沒有保護，而且走廊內又充滿煙氣，往往本層著火點附近的消火栓消防隊員無法取用，消防隊員要使用本層較遠的消火栓或者著火層上下層的消火栓，或者由消防車供水，水龍帶沿樓梯敷設至著火層。這樣同樣會破壞封閉樓梯間的防煙功能。其實消防隊員要5min內才能趕到，此時如建筑物內人員還在建筑物內，該疏散的人員已經疏散，而無法疏散的人員僅靠疏散樓梯可能已無法實現。所以消火栓置于樓梯間并不影響疏散樓梯間的功能，為此建議DN65的消火栓宜設于樓梯間，DN40和DN25的自救消火栓設于走廊。
 

　　我國的消火栓都配有水龍帶，多年不用和不維護，到消防時基本不能使用，消防時消防隊員使用自帶的水龍帶。為此建議DN65的消火栓僅設栓口不配栓箱和水龍帶，DN40、DN25消火栓設消火栓箱和水龍帶。

 

 

1.4、消火栓栓口余壓
 

 

　　我國《建規(guī)》和《高規(guī)》對消火栓栓口出水壓力規(guī)定為：大于0.50Mpa時，消火栓處應設減壓裝置。消火栓的充實水柱為7m、10m、13m，充實水柱對應的消火栓zui小出水壓力為16m、19m、22m。NFPA14規(guī)定：DN65消火栓的栓口處zui大zui小剩余壓力為0.69Mpa，對于DN40和DN25的消火栓zui大zui小剩余壓力為0.45Mpa，這說明美國規(guī)范對消火栓的出口壓力很重視，消火栓的栓口壓力為恒定值，大于此值可設減壓裝置，通常為減壓穩(wěn)壓消火栓。
 

　　消火栓栓口處的zui小剩余壓力和zui大壓力取決于消防隊員和使用者對消火栓反作用推力的承受能力，以及滅火對消火栓充實水柱的要求。我國消火栓栓口處zui大剩余壓力0.50Mpa，zui小剩余壓力為16m、19m、22m。而美國消火栓栓口處的zui小剩余壓力和zui大壓力為一個值，DN65消火栓為69m，小于DN65消火栓為45m。美國消火栓的間距大于我國的間距，其水龍帶的zui大長度為3根25m的帶子，若去掉水帶和接口處的水頭損失，其實際栓口壓力與我國相當。顯然美國的栓口壓力比我國的要大得多，其zui小剩余壓力不僅與反推力有關，還和保護半徑有關。美國DN65的消火栓其設置與樓梯的間距相當，即便于消火栓立管的保護、消防隊員的應用和人員疏散。按我國目前《高規(guī)》、《建規(guī)》對疏散距離的規(guī)定，消火栓布置在樓梯間，則消火栓的間距為40m-80m，設有自動噴水系統(tǒng)時為50m-100m。如水龍帶為3根25m，則可一股水注到達任何部位，如利用同一樓梯間上下層的消火栓可保證有兩股水柱到達任何部位。
 

　　為便于建筑物的美觀和消防隊員的實戰(zhàn)滅火以及與接軌，建議DN65的消火栓僅設置在疏散樓梯間內，其間距與樓梯間的間距相當，zui大zui小剩余壓力為0.50Mpa，這樣消火栓可接2根水龍帶，保護半徑會更大。DN25的水喉間距為30m，zui大zui小剩余壓力為0.40Mpa。

 

 

1.5、消火栓系統(tǒng)
 

 

　　我國《高規(guī)》第7.1.3條規(guī)定室內消防給水應采用高壓或臨時高壓給水系統(tǒng)，《建規(guī)》第8.6.1條規(guī)定嚴寒地區(qū)非采暖的廠房、庫房的室內消火栓系統(tǒng)，可采用干式系統(tǒng)。
 

　　美國NFPA14把消火栓系統(tǒng)分為5個系統(tǒng)：

 

（1）全自動干式系統(tǒng)——平時系統(tǒng)管道充滿壓縮空氣，并設有像干式報警閥一樣的裝置，允許水自動進入開啟的消火栓，系統(tǒng)的供水設施有能力供應并滿足系統(tǒng)消防用水量；

 

（2）全自動濕式系統(tǒng)——平時系統(tǒng)管道為充水的濕式系統(tǒng)，其供水設施能夠自動供應并滿足系統(tǒng)所需消防水量；

 

（3）半自動干式系統(tǒng)——干式管道系統(tǒng)上設有像雨淋閥一樣的裝置，在每一個消火栓處設一個遙控裝置，以便允許水進入系統(tǒng)，遙控裝置動作時，系統(tǒng)的供水設施有能力供應并滿足系統(tǒng)所需消防水量；

 

（4）手動干式系統(tǒng)——系統(tǒng)管道為干式，且系統(tǒng)無*的給水設施，手動干式系統(tǒng)需要的消防用水來自消防車的消防泵，并通過消防水泵接合向系統(tǒng)供水；

 

（5）手動濕式系統(tǒng)——管道為濕式，而且連接一個小流量供水裝置以維持系統(tǒng)內水壓，但系統(tǒng)無*的能夠滿足系統(tǒng)所需水量的給水設施，手動濕式系統(tǒng)需要的消防用水來自消防車的消防泵，并通過消防水泵接合器向系統(tǒng)供水。
 

顯然《高規(guī)》所指的常高壓系統(tǒng)和臨時高壓系統(tǒng)實際都是美國規(guī)范所指的全自動濕式系統(tǒng)，《建規(guī)》所指的干式系統(tǒng)應是美國規(guī)范所指的全自動干式系統(tǒng)或半自動干式系統(tǒng)。對于全自動干、濕式系統(tǒng)而言只要消防時系統(tǒng)能全自動并提供滿足系統(tǒng)消防所需水量即可?？梢妵鴥葘ο鹚ㄏ到y(tǒng)提出常高壓系統(tǒng)和臨時高壓系統(tǒng)意義不大，原因是很難找到一個真正意義上的常高壓消火栓給水系統(tǒng)，即消火栓給水系統(tǒng)任何時間不需啟動消防泵即能滿足系統(tǒng)消防所需的水量和水壓。為此建議取消常高壓系統(tǒng)和臨時高壓系統(tǒng)的概念，用全自動干式系統(tǒng)、全自動濕式系統(tǒng)、半自動干式系統(tǒng)、手動干式系統(tǒng)、手動濕式系統(tǒng)等新概念，這樣概念明確。同時鑒于國內的實際情況，建議采用全自動干式系統(tǒng)、全自動濕式系統(tǒng)、半自動干式系統(tǒng)、手動干式系統(tǒng)4個系統(tǒng)。同時對于極為重要的建筑物采用雙水源供水系統(tǒng)，即除消防水池和消防泵供水外，增設屋頂水箱或壓力水罐供水。

 

 

1.6、消火栓設計流量

 

　　《高規(guī)》規(guī)定高層建筑室內消火栓的設計流量為20L/S—40L/S，《建規(guī)》規(guī)定民用建筑室內消火栓的設計流量為5L/S—30L/S，室外消防水量為10L/S—30L/S；廠房倉庫等設計流量為5L/S—40L/S；室外消防水量為10L/S—45L/S。設計消防歷時，甲、乙、丙類倉庫為3h，一類高層建筑為3h，其它為2h。
 

　　NFPA14規(guī)定Ⅰ級、Ⅲ級消火栓系統(tǒng)水力zui不利消火栓立管的zui小流量為31.55/s，附加立管的zui小流量應為每一根15.76L/S，但總流量不應超過78.85L/S。Ⅱ級消火栓系統(tǒng)水力zui不利消火栓立管的zui小流量為6.32L/S，不需附加流量。Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級消火栓系統(tǒng)的設計消防歷時均為0.5h。當設有自動噴水系統(tǒng)時消火栓流量可減少。NFPA14規(guī)定對于與自動噴水聯合的消火栓系統(tǒng)，輕危險等級、中危險等級和嚴重危險等級的室內消火栓給水量有3個等級即0L/S、3.15/S、和6.3L/S；當自動噴水與室內外消火栓系統(tǒng)聯合時，室內外消火栓給水量輕危險等級為6.31L/S、中危險等級為15.77L/S和嚴重危險等級為31.54L/S。由此美國設有自動噴水系統(tǒng)的建筑物室內消火栓系統(tǒng)的設計水量大為減少。
 

　　所以我們可借鑒美國的經驗，對設有自動噴水的建筑物可適當減少消火栓給水系統(tǒng)的給水量。

 

 

2、消防給水系統(tǒng)穩(wěn)壓泵
 

 

　　消防給水系統(tǒng)穩(wěn)壓是系統(tǒng)平時維持壓力的水泵，對系統(tǒng)起著監(jiān)護作用和使系統(tǒng)具有自動控制的功能。穩(wěn)壓泵的壓力可根據系統(tǒng)壓力而確定，一般穩(wěn)壓泵的壓力可根據系統(tǒng)壓力而確定，一般穩(wěn)壓泵的壓力比主泵高0.1Mpa—0.2Mpa，或者穩(wěn)壓泵壓力為主泵的1.1倍—1.2倍。但對于穩(wěn)壓泵流量的確定就有不同的說法。《高規(guī)》第7.4.8條增壓設施應符合下列規(guī)定：對消火栓給水系統(tǒng)不應大于5L/S；對自動噴水系統(tǒng)不應大于1L/S。美國NFPA20《StandandfortheInstallationofCentrifugalFirePumps》（1996Edition）規(guī)定穩(wěn)壓泵（PressureMaintenanPumps/JoceyPumps/Make—UpPumps）的流量不少于系統(tǒng)正常條件下的泄漏量，壓力應能足夠維持系統(tǒng)所需的壓力。顯然我國規(guī)定了穩(wěn)壓泵的流量的上限，而美國規(guī)定了穩(wěn)壓泵的下限。我國的穩(wěn)壓泵的流量設置要求是能滿足1個消防單元的用水量，美國是系統(tǒng)的泄漏水量。
 

　　自動噴水系統(tǒng)管道的泄漏水量按國家《采暖與衛(wèi)生工程施工及驗收規(guī)范》第3.15條規(guī)定：水壓試驗時，10min內壓力降不大于0.05Mpa。然后將試驗壓力降至工作壓力作外觀檢查，以不漏為合格。《自動噴水滅火系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》第6.2.3條規(guī)定水壓試驗的測試點應設在系統(tǒng)管網的zui低點，對管網注水時，應將管網的空氣排凈，并應緩慢升壓，達到試驗壓力后，穩(wěn)壓30min，目測管網無泄漏、無變形，且壓力降不大于0.05Mpa?！督o水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268—97第10.2.13條規(guī)定：DN100的鋼管允許滲水量為0.28L（min?km），DN150的鋼管允許滲水量為0.3L（min?km）。顯然若管道施工達到國家規(guī)范，系統(tǒng)管網的泄漏水量很少。作者本人曾觀察過兩個已竣工的工程，室內管道的泄漏水主要在管道的接口處毛細作用滲漏水，以及一端與大氣接觸的試驗排水閥門和水泵出口止回閥的泄漏水量。管道接口處毛細作用滲漏水一般形不成水滴，多在空氣中蒸發(fā)。一端與大氣接觸的閥門漏水很易觀察，及時關閉或更換閥門便不成問題。水泵出口止回閥由于關不嚴而向水池中回水，這一現象不易觀察，是系統(tǒng)管網泄漏水量的一大隱患。例如一工程選用的穩(wěn)壓泵流量為1.33L/S，穩(wěn)壓泵長時間運行亦達不到設定壓力，經檢查是水泵出口止回閥關不嚴而向水池中漏水，更換止回閥后，穩(wěn)壓泵正常工作，而且?guī)滋靻右淮巍＿@說明系統(tǒng)的泄漏量很少很少，幾乎可以忽略不計。
 

　　據調查國內外穩(wěn)壓泵的流量多選為0.5L/S—2.0L/S之間，當系統(tǒng)無氣壓罐時停泵有水錘現象。鑒于穩(wěn)壓泵對系統(tǒng)有著監(jiān)護和自動控制功能的要求。我們建議穩(wěn)壓泵的流量為1.0L/S—2.0L/S，壓力為比主泵高0.1Mpa—2.0Mpa或者為主泵的1.1倍—1.2倍。穩(wěn)壓泵設有氣壓罐，若不設氣壓罐，應在穩(wěn)壓泵的控制器上作文章，使之在停泵時不至于因水錘作用而頻繁啟動。

 

3、消防泵
 

 

　　NFPA20對消防泵的性能規(guī)定如下：水泵出流量為選定工作點的流量的150%時，其揚程不小于選定的工作點的揚程的65%，關閉水泵時的揚程不大于選定工作點揚程的140%。其實際是規(guī)定了水泵的性能曲線是一條平滑的曲線。我國規(guī)范對消防水泵沒有詳細的規(guī)定，致使消防水泵的選用上有不少出入。建議設計人員在設計時參考NFPA20的規(guī)定。
 

　　《高規(guī)》和《建規(guī)》對消防水泵的性能沒有測試要求，NFPA20規(guī)定消防泵在出水管上設測量用流量計。流量計應能測試水泵選定流量的175%，消防泵在出水管上應設直徑大于89mm的壓力表，這樣水泵安裝后可全面測試水泵的性能，以便得知是否能滿足設計要求。建議設計人員在設計中考慮這個問題