高层建筑室内消火栓给水系统
出处：按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第二卷》第780页（10285字）
(一)给水系统设计的一般规定
1．凡10层及10层以上的住宅建筑和建筑高度为24m以上的其他民用建筑和工业建筑的消防给水系统，称为高层建筑室内消防给水系统。高层建筑消防原则上立足于自救。
2．高层民用建筑根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为两类，见表3－3－17。
3．高层建筑必须设置室内、外消火栓给水系统。建筑物的各层(无可燃物的设备层除外)均应设消火栓。
4．高层建筑消火栓给水系统的消防用水量应分别按《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》(GBJ16－87)的要求进行设计。消火栓消防用水量应根据充实水柱的长度计算确定，但不应小于表3－3－18的规定。
5．高层建筑的消防用水总量应按室内、外消防用水量之和计算，但计算室内消防管网时，不考虑室外消防用水量。
6．消火栓水枪充实水柱的要求：
(1)高层民用建筑中消火栓水枪的充实水柱不应小于10m。
(2)独立设置消火栓给水系统的二类高层民用建筑和一类住宅建筑中，水箱设置高度应保证顶层消火栓(设在屋顶或水箱间内的检验用消火栓除外)处静水压不应低于7mH2O。
表3－3－17 高层民用建筑物分类
注：①高级旅馆系指建筑标准高、功能复杂、火灾危险性大、设有空气调节系统的旅馆；
②高级住宅系指建筑标准高、可燃装修多、设有空气调节系统或空气调节设备的住宅；
③重要的办公楼、科研楼、藏书楼、档案楼系指性质重要、建筑标准高、设备、图书、资料贵重、火灾危险性大、发生火灾后损失大、影响大的办公楼、科研楼、图书楼、档案楼；
④综合楼系指由不同用途的楼层组成的高层建筑物。
表3－3－18 高层建筑消火栓给水系统用水量
注：①建筑高度不超过50m，室内消火栓用水量超过20L／s，且设有自动灭火系统的建筑物，其消防用水量可按本表减少10L／s；
②高层建筑的顶部设有一层或二层塔楼，如塔楼部分的每层面积不超过200m2，该部分的消防用水量可减少到10L／s；
③丁、戊类高层工业建筑室内消火栓的用水量可按本表减少101／s，同时使用水枪数量可按本表减少2支；
④增设消防卷盘设备，可不计入消防用水量。
(3)高层工业建筑、高架库房内，消火栓水枪的充实水柱不应小于13m。
7．一幢高层建筑内的火灾次数可按一次进行设计。
8．室内消防给水应采用高压或临时高压给水系统。当室内消防用水量达到最大时，其水压应满足室内最不利点灭火设施的要求。
9．室外低压给水管道的水压，当生产、生活和消防用水量达到最大时，应保证不小于10mH2O(从室外地面算起)。此时，生产、生活用水量应按最大小时流量计算，消防用水量应按最大秒流量计算。
10．室外消防给水管道应布置成环状，其进水管不宜少于两条，并宜从两条市政给水管道引入，当其中一条发生故障时，其余进水管应仍能保证全部用水量。
11．高层建筑在下列情况下，应设消防水池：
(1)市政给水管道和进水管或天然水源不能满足消防用水量；
(2)市政给水管道为枝状或只有一条进水管(二类建筑的住宅除外)；
(3)超过100m的高层建筑；
(4)不允许消防水泵从室外给水管网直接吸水；
(5)当生产、生活和消防用水达到最大时，室外低压给水管道的水压不能保证不小于10mH2O(从室外地面算起)。
12．消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内室内、外消防用水总量的要求。
商业楼、展览楼、财贸金融楼、综合楼、省级邮政楼、一类电信楼、高级旅馆和重要的科研楼、图书馆、档案楼的火灾延续时间按3h计算；其它建筑物按2h计算。自动喷水灭火设备的水量可按火灾延续时间1h计算。
在发生火灾时，能保证连续送水的条件下，计算消防水池有效容量时，可减去火灾延续时间内连续补充的水量。消防水池中消防贮水使用后的恢复补水时间，不宜超过48h。
总容量超过500m3的消防水池宜分成两格或分设成两个。
13．，供消防车取水的消防水池应设取水口或取水井，其与被保护建筑物的距离不宜小于5m，并不宜大于100m。消防用水与其他用水共用的水池，应有确保消防用水量不被他用的技术措施。
14．室外消火栓的数量应按表3－3－18规定的室外消防用水量确定(每个室外消火栓的供水量为10～15L／s)。室外消火栓应沿消防道路靠高层建筑的一侧均匀布置，消火栓距路边不宜大于2m，距建筑物外墙不宜小于5m，且不宜大于40m。在此范围内的市政消火栓可计入室外消火栓的数量中。
(二)消防给水系统图式
1．按管网的服务范围分
按消防给水系统的服务范围，室内消防给水系统有独立的消防给水系统和区域集中的消防给水系统两种：
(1)独立的室内消防给水系统：即每幢高层建筑设置一个单独加压的室内消防给水系统。这种系统安全性较高，但管理比较分散，投资也较大。在地震区人防要求较高的建筑物以及重要的建筑物宜采用独立的室内消防给水系统。
(2)区域集中的室内消防给水系统：近年来高层建筑发展较快，有些城市出现高层建筑群，因而采用了区域集中的室内高压(或临时高压)消防给水系统。即数幢或数十幢高层建筑物共用一个加压泵房的消防给水系统。这种系统便于集中管理。在某些情况下，可节省投资。但在地震区安全性较低。在有合理规划的高层建筑区，可采用区域集中的高压或临时高压消防给水系统。
2．按建筑高度分
按高层建筑的高度来考虑，室内消防给水系统有分区给水和不分区给水两种室内消防给水系统：
(1)不分区室内消防给水系统：建筑高度不超过50m的工业与民用建筑物，一旦着火，消防队使用解放牌消防车，从室外消火栓(或消防水池)取水，通过水泵接合器往室内管网送水，可协助室内扑灭火灾。
有黄河牌或交通牌等大型消防车的城市，建筑高度超过50m而不超过80m时，室内消防给水系统也可不分区，如图3－3－41所示。
图3－3－41 不分区室内消火栓给水系统
1－生活、生产水泵；2－消防水泵；3－消火栓和水泵远距离启动按钮；4－阀门；5－止回阀；6－水泵接合器；7－安全阀；8－屋顶消火栓；9－高位水箱；10－至生活、生产管网；11－贮水池；12－来自城市管网；13－浮球阀
(2)分区给水的室内消火栓给水系统：建筑高度超过50m的室内消火栓给水系统难于得到一般消防车的供水支援。为加强供水安全和保证火场灭火用水，宜采用分区给水系统，如图3－3－42所示。
图3－3－42 分区给水室内消火栓给水系统
1－生活、生产水泵；2－二区消防泵；3－一区消防泵；4－消火栓及远距离启动水泵按钮；5－阀门；6－止回阀；7－水泵接合器；8－安全阀；9－一区水箱；10－二区水箱；11－屋顶消火栓；12－至生活、生产管网；13－水池；14－来自城市管网
(三)消防管网布置
1．高层建筑室内消防给水管道应布置成环状。需要由环状管道上引出枝状管道时(例如设置屋顶消火栓)，枝状管道上的消火栓数不宜超过一个(双口消火栓按一个计算)。
2．室内环状管道的进水管不应少于2条，并宜从建筑物的不同方向引入。若在不同方向引入有困难时，宜接至竖管的两侧。若在2根竖管之间引入2条进水管时，应在2条进水管之间设置分隔阀门(此阀门应为常开阀门，只供发生事故或检修时使用)。当其中一条进水管发生故障或检修时，其余的进水管应仍能保证全部消防流量和规定的消防水压。
3．设有2台或2台以上消防泵的泵站，应有2条或2条以上的消防泵出水管直接与室内的消防管网连接。不允许消防泵共用一条总的出水管，再在总出水管上设支管与室内管网连接。如图3－3－43所示。
图3－3－43 消防泵出水管与室内管网联接方法
4．消防竖管
(1)消防竖管的布置，应保证同层相邻竖管上的2个消火栓的水枪充实水柱同时到达室内任何部位。
(2)在建筑物走廊的端头，宜设消防竖管。走廊中间的竖管数量，应按保证2支水枪充实水柱同时到达室内任何部位的要求计算，但竖管的最大间距不宜大于30m。
(3)消防竖管的直径应按室内消防用水量计算确定。计算出来的消防竖管直径小于100mm时，应考虑消防车通过水泵接合器往室内管网送水的可能性，仍应采用100mm。
(4)普通塔式住宅宜设置2根消防竖管。当普通塔式住宅高度小于50m，每层面积小于600m2，设置两根竖管有困难时，亦可设一根，但必须采用双阀双出口消火栓。
5．当建筑物内同时设有消火栓给水系统和自动喷水消防系统时，应将自动喷水设备管网与消火栓给水管网分开设置。如有困难时，可合用消防泵，但应在自动喷水系统的报警阀前(沿水流方向)将管道分开设置。
(四)消火栓的布置
1．高层建筑内消火栓的配置，应保证同层相邻两支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。每支水枪的流量应根据充实水柱的长度由计算确定，也可根据充实水柱的长度按表3－3－19查出。若计算出的流量小于5L／s时，仍应采用5L／s。
2．室内消火栓的栓口直径应为65mm，配备的水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。
3．室内消火栓应设在明显易于取用的地点，严禁伪装消火栓。消防电梯前室应设消火栓。临时高压消防给水系统的每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮。
4．消火栓栓口处静水压力不应大于80mH2O柱，如超过80mH2O时，应采用分区给水系统。消火栓栓口处的压力超过50mH2O时，应在消火栓处设置减压设施。
直流水枪射水时的反作用力见表3－3－19。
表3－3－19 直流水枪反作用力(N)
(五)消火栓给水系统的安全设施
1．消防管网上的阀门
高层建筑室内消防给水管网上应设一定数量的阀门，以保证火场供水安全。阀门的布置应使管道在检修时，被关闭的竖管不超过一条。一般可按分水节点的管道数n－1的原则布置。如图3－3－44所示。
图3－3－44 节点阀门布置
消防管网上的阀门应经常处于开启状态，为防止检修管道(或消防设备)后忘开阀门或误关闭，阀门应有明显的启闭标志、信号或在阀门开启后进行铅封。
2．屋顶消火栓
高层建筑屋顶应设检查和试验用的消火栓，供本单位和消防队定期检验室内消火栓给水系统的供水能力时使用。
试验水枪的充实水柱长度不应小于10m，水带长采用25m。考虑到某些屋顶水箱难于满足屋顶消火栓的水量、水压要求，应在消防泵开启后保证屋顶消火栓的水压要求。
寒冷地区的屋顶消火栓应有防冻和泄水放空措施，或将屋顶消火栓设在顶层设备层或水箱间内。
3．消防水泵接合器
室内消防给水管网应设水泵接合器，当室内消防水泵因检修、停电、发生故障或室内消防用水量不足(例如遇到大面积恶性火灾，火场用水量超过固定消防泵供水能力)时，需要利用消防车从室外消火栓，消防蓄水池或天然水源取水，通过水泵接合器送至室内管网，供灭火使用。
水泵接合器的设置数量应按室内消防用水量确定，每个水泵接合器的流量应按10～15L／s计算。当计算出来的水泵接合器数量少于两个时，仍应采用两个，以利安全。
采取分区给水的高层建筑物，每个分区的消防给水管网应分别设置水泵接合器。
水泵接合器已有标准定型产品和给水排水标准图集《消防水泵接合器安装》(86S164)。
水泵接合器与室内管网连接处应有阀门、止回阀、安全阀等。安全阀的定压一般可高出室内最不利点消火栓要求的压力0．2～0．4MPa。
水泵接合器应有明显的标志，并应设在便于消防车使用的地点，距建筑物外墙的距离不宜小于5m(墙壁式水泵接合器除外)，其周围15～40m范围内应设室外消火栓、消防水池，或有可靠的天然水源。
4．消防水箱
(1)高层建筑物的屋顶应设消防水箱。消防水箱的贮水量应按该建筑物的室内消防用水总量的10min进行计算。当建筑物内只设有消火栓时，其消防水箱的贮水量(采用分区给水时，包括各分区的消防水箱)应符合下列要求：
一类建筑(住宅除外)不应小于18m3；
二类建筑(住宅除外)和一类建筑的住宅不应小于12m3；
二类建筑的住宅不应小于6m3。
为确保初期火灾用水的可靠性，应采用重力自流的水箱。
(2)消防水箱宜与其他用水的水箱合用，使水箱内的水经常处于流动更新状态，以防水质变坏。与其他用水合用的水箱、应有确保消防用水不被他用的技术措施。
(3)高层建筑物内的消防水箱最好采用两个，在一个水箱检修时，仍可保存必要的消防应急用水。尤其重要的高层建筑物以及建筑高度超过50m的建筑物，设置两个消防水箱分贮消防用水量是完全必要的。在设置两个消防水箱贮存消防用水时，应用联络管在水箱的底部进行连接，并在联络管上设阀门，此阀门应处于常开状态，如图3－3－45所示。
图3－3－45 两个水箱储存消防用水的闸门布置
1、2－生活、生产、消防合用水箱；3－连通管；4－常开阀门；5－常开阀门；6－止回阀
(4)消防水箱宜用生活、生产给水管道充水。消防水泵启动后，消防管网的水不得进入消防水箱，因此，消防水箱的出水管上应设置防止消防水泵启动后消防用水进入水箱的止回阀，如图3－3－45中的6。
(5)消防水箱用于贮存扑灭初期火灾用水，火场实践证明，水枪充实水柱的长度对扑灭初期火灾的成败有决定性的作用，因此，消防水箱应尽量保证室内最不利点消火栓或自动喷水头的水压。尤其重要的建筑物和建筑高度超过50m的建筑物，当消防水箱不能保证最不利点消防设备的水压要求时，应该设置气压给水设备等来保证。一般低标准的高层建筑物的消防水箱，在保证最不利点消防水压有困难时，可根据具体情况，作适当的降低，如Ⅱ类建筑，可保证其顶层消火栓处的静水压不低于7m。
(6)区域集中的常高压给水系统，如能保证室内最不利点消火栓和自动喷水设备的水量和水压时，可不设消防水箱。但采用区域集中的临时高压给水系统时，屋顶仍应设置供应扑灭初期火灾用水的消防用水箱。
5．远距离启动消防水泵设备
为了在起火后很快提供所需的水量和水压，必须设置按钮、水流指示器等远距离启动消防水泵的设备。例如，在每个消火栓处应设置远距离启动消防水泵的按钮，以便使用消火栓灭火的同时，启动消防水泵。
启动消防水泵的按钮应加以保护，防止误动。例如，可以将按钮设在消防箱内或设在带有玻璃的墙壁小龛内。
水流指示器可安装在水箱底下的消防出水管上，当动用室内消火栓或自动消防喷头喷水时，由于水的流动，水流指示器便发生火警信号并自动启动消防水泵。
建筑物内的消防控制中心，均应设置远距离启动或停止消防水泵运转的设施。
(六)消防管网的水力计算
1．水箱高度的确定
消防水箱的高度可按下式进行计算：
H=Hq+hd+Hg
式中：H——水箱与最不利点消火栓之间的垂直高度(m)；
Hq——水枪喷嘴所需水压(mH2O)；
hd——水带的水头损失(mH2O)；
Hg——管网的压力损失(mH2O)。
(1)水枪喷嘴所需水压与充实水柱的长度有关。喷嘴口径19mm水枪在不同充实水柱长度时，水枪喷嘴所需的压力和流量可查表3－3－19确定。
建筑高度超过80m的高层建筑物内，水枪的充实水柱长度也不应小于10m。若设置水箱来满足水枪的充实水柱长度要求有困难时，应采用气压水罐。
(2)水带的压力损失：计算方法同前述。
(3)管网的压力损失：管网的压力损失应按室内消防用水量达到最大时进行计算。最不利点消防竖管和消火栓的流量分配应符合表3－3－20要求。
表3－3－20 最不利点计算流量分配
注：①出两支水枪的竖管，如设置双出口消火栓时最上一层按双出口消火栓进行计算。
②出三支水枪的竖管，如设置双出口消火栓时，最上一层按双出口消火栓加相邻下一层一支水枪进行计算。
根据上述消防竖管流量的分配。计算管网的压力损失。计算方法同低层建筑物室内消火栓给水系统。
2．消防水泵扬程的计算
消防水泵的扬程可按下式计算
Hb=Hq+hd+hg+hz
式中：Hb——消防水泵的压力(mH2O)；
Hq——最不利点消防水枪喷嘴所需水压(mH2O)；
hd——消防水带的水头损失(mH2O)；
hg——管网的水头损失(mH2O)；
hz——消防水池水面与最不利消火栓之高差(mH2O)。
消防竖管的流量分配，水枪喷嘴压力，水带压力损失的计算，均与水箱高度的计算方法相同。
消防水箱的高度和消防水泵的出口压力，按上述方法进行计算后，还应按最不利管段在检修时(或损坏时)进行水力校核计算。
室内消防竖管宜采用同一的管径、同一的消火栓栓口直径、同一规格的水带直径和水枪口径。
(七)消防水泵的设置
1．设在高层建筑内的消防水泵房应有耐火极限不低于3h的隔墙和2h的楼板与其它房间隔开。独立设置的消防水泵房，其耐火等级不应低于二级。
2．建筑高度超过100m的超高层建筑中的中间加压泵房应设在避难层。
3．设在底层的消防水泵房，应有直通室外的安全出口。
4．每台消防水泵应设独立的吸水管。当有两台以上工作泵时，工作消防泵和备用消防泵可共用一条吸水管。
5．消防水泵应设不少于两条出水管与环状管网连接。
6．消防水泵应采用自灌式吸水，水泵的出水管上应装设试验和检查用的放水阀门。
7．固定消防水泵应设有备用水泵，其工作能力不应小于其中最大的一台消防工作泵。
8．消防水泵房与消防控制室之间，应设直接的通讯设备。