低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766页（10067字）
(一)消防给水设置范围
9层及9层以下的住宅建筑、高度24m以下的其他民用建筑以及高度不超过24m的厂房、库房和单层公共建筑，称为低层建筑。它的室内消火栓给水系统适用于扑救建筑物内部的初期火灾。
1．下列建筑物应设室内消防给水
(1)高度不超过24m的厂房、库房和高度不超过24m的科研楼(存有与水接触能引起燃烧爆炸或助长火势蔓延的物品除外)。
(2)超过800个座位的剧院、电影院、俱乐部和超过1200个座位的礼堂、体育馆。
(3)体积超过5000m3的车站、码头、机场建筑物、展览馆、商店、病房楼、门诊楼、教学楼、图书馆等建筑物。
(4)超过7层的单元式住宅，超过6层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业网点的单元式住宅。
(5)超过5层或体积超过10000m3的其他民用建筑。
(6)国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑。
2．下列建筑可不设室内消防给水
(1)耐火等级为一、二级且可燃物较少的丁、戊类厂房和库房(高层工业建筑除外)；耐火等级为三、四级且建筑体积不超过3000m3的丁类厂房和建筑体积不超过5000m3的戊类厂房。
(2)室内没有生产、生活给水管道，室外消防用水取自贮水池且建筑体积不超过5000m3的建筑物。
在一座一、二级耐火等级的厂房内，如有生产性质不同的部位时，可根据各部位的特点确定设置或不设置室内消防给水。
设有空气调节系统的旅馆、办公楼，以及超过1500个座位的剧院、会堂，其闷顶内安装有面灯部位的马道处，宜增设消防卷盘设备。
(二)消防用水量及水压
1．室内消防用水量
消火栓用水量应根据同时使用水枪数量和充实水柱长度，由计算决定，但不应小于表3－3－11的规定。
表3－3－11 低层建筑室内消火栓用水量
建筑物中除设有室内消火栓外，还同时设有自动喷水灭火设备时，其室内消防用水量应视这些灭火设备是否需要同时作用来计算其消防用水量之总和。自动喷水灭火设备的水量应按《自动喷水灭火系统设计规范》(GBJ84－85)所规定的数据计算。增设的消防卷盘设备，可不计入室内消防用水量总和内。
2．灭火初期用消防储水量
室内消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱)应贮存10min的消防用水量。当室内消防用水量不超过25L／s，经计算水箱消防贮水量超过12m3时，仍可采用12m3；当室内消防用水量超过25L／s，经计算水箱消防贮水量超过18m3时，仍可采用18m3。
3．火灾延续时间
计算各类灭火对象室内、外消防用水总量的火灾延续时间见表3－3－12。
表3－3－12 火灾延续时间
4．室内消防水压
(1)消火栓水枪充实水柱的长度不应小于7m，但甲、乙类厂房、超过6层的民用建筑、超过4层的厂房和库房内，水枪的充实水柱长度不应小于10m。
(2)消火栓栓口处的静水压力不应超过80mH2O。如超过80mH2O时，应采取分区给水系统。消火栓栓口处出水压力超过50mH2O时，应有减压设施。
(3)直流水枪的充实水柱长度、喷嘴水压、喷嘴流量见表3－3－13。
表3－3－13 直流水枪充实水柱技术数据
(三)消火栓给水系统
根据建筑物高度、室外管网压力、流量和室内消防流量、水压等要求，室内消防给水系统可分为三类：
1．无加压泵和水箱的室内消火栓给水系统
此种系统如图3－3－30所示，常在建筑物不太高，室外给水管网的压力和流量完全能满足室内最不利点消火栓的设计水压和流量时采用。
图3－3－30 无加压泵和水箱的室内消火栓给水系统
1－室内消火栓；2－室内消防竖管；3－干管；4－进户管；5－水表；6－止回阀；7－旁通管及阀门
2．设有水箱的室内消火栓给水系统
此种系统如图3－3－31所示，常用在水压变化较大的城市或居住区，当生活、生产用水量达到最大时，室外管网不能保证室内最不利点消火栓的压力和流量，而当生活、生产用水量较小时，室外管网的压力又较大，能向高位水箱补水。因此，常设水箱调节生活、生产用水量，同时贮存10min的消防用水量。
图3－3－31 设有水箱的室内消火栓给水系统
1－室内消火栓；2－消防竖管；3－干管：4－进户管；5－水表；6－止回阀；7－旁通管及阀门；8－水箱；9－水泵接合器；10－安全阀
3．设置消防泵和水箱的室内消火栓给水系统
此种系统如图3－3－32所示。室外管网压力经常不能满足室内消火栓给水系统的水量和水压要求时，宜设置水泵和水箱。消防用水与生活、生产用水合并的室内消火栓给水系统，其消防泵应保证供应生活、生产、消防用水的最大秒流量，并应满足室内管网最不利点消火栓的水压。
图3－3－32 设有消防泵和水箱的室内消火栓给水系统
1－室内消火栓；2－消防竖管；3－干管；4－进户管；5－水表；6－旁通管及阀门；7－止回阀；8－水箱；9－水泵；10－水泵接合器；11－安全阀
水箱应贮存10min的消防用水量。
(四)消火栓的布置及水压计算
1．消火栓的布置
(1)应设消防给水的建筑物，其各层(无可燃物的设备层除外)均应设置消火栓。
(2)室内消火栓的布置，应根据表3－3－11的要求，保证有两支水枪或一支水枪的充实水柱同时到达室内任何部位。
(3)消防电梯前室应设室内消火栓。
(4)室内消火栓应设在明显易于取用地点。栓口离地面高度为1．1m。
(5)冷库的室内消火栓应设在常温穿堂或楼梯间内。
(6)消火栓的间距应由计算确定。同一建筑物内应采用统一规格的消火栓、水枪和水带。每根水带的长度不应超过25m。
(7)设有室内消火栓的建筑，如为平屋顶时，宜在平屋顶上设置试验和检查用的消火栓。
(8)高位水箱不能满足最不利点消火栓水压要求的建筑，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。
(9)当消防水枪射流量小于3L／s时，应采用50mm，口径的消火栓和水带，喷嘴13～16mm的水枪。大于3L／s时，宜采用65mm口径的消火栓和水带，喷嘴19mm的水枪。
(10)当室内要求两股充实水柱同时到达任何部位时，一般均用单出口消火栓进行布置。只有在每层面积小于500m2的塔式住宅，设置两根竖管有困难时，可设置一根竖管，并采用双出口消火栓，或在一个消火栓箱内安装两个消火栓。通廊式住宅的端头，设置竖管有困难时，也可采用双出口消火栓，或在一个消火栓箱内安装两个消火栓。双出口消火栓展开示意图如图3－3－33。
图3－3－33 双出口消火栓
2．水枪的充实水柱长度
为使消防水枪射出的充实水柱能射及火源和防止火焰热幅射烤伤消防人员，充实水柱应有一定长度。在火场扑灭火灾，水枪的上倾角一般不宜超过45°，在最不利情况下，也不能超过60°。若上倾角太大，着火物下落时会伤及灭火人员。如图3－3－34所示，若按45°计算，则充实水柱长度为：
图3－3－34 倾斜射流的Sk
若按60°计算，则充实水柱长度为：
式中：Sk－水枪充实水柱的长度(m)；
H1－室内最高着火点离地面高度(m)；
H2－水枪喷嘴离地面高度(m)，一般取1m。
3．消火栓的保护半径
消火栓的保护半径可按下式计算：
R=Ld+Ls
式中：R——消火栓保护半径(m)；
Ld——水带敷设长度(m)，考虑到水带的转弯曲折，应乘以折减系数0．8；
Ls——水枪充实水柱在平面上的投影长度(m)。
水枪的上倾角一般按45°计算，则
Ls=0．71Sk
4．消火栓的间距
(1)当室内只有一排消火栓，并且要求有一股水柱达到室内任何部位时(见图3－3－35)，消火栓的间距按下式计算：
图3－3－35 一股水柱时的消火栓布置间距
式中：S1——1股水柱时的消火栓间距(m)；
R——消火栓的保护半径(m)；
b——消火栓的最大保护宽度(m)。
(2)当室内只有一排消火栓，且要求有两股水柱同时达到室内任何部位时(见图3－3－36)，消火栓的间距按下式计算：
图3－3－36 两股水柱时的消火栓布置间距
式中：S2——2股水柱时的消火栓间距(m)；
R——消火栓的保护半径(m)；
b——消火栓的最大保护宽度(m)。
(3)当房间宽度较宽，需要布置多排消火栓，且要求有一股水柱达到室内任何部位(见图3－3－37)，其消火栓布置间距可按下式计算：
图3－3－37 多排消火栓一股水柱时的消火栓布置间距
式中：Sn——多排消火栓1股水柱时的消火栓间距(m)；
R——消火栓保护半径(m)。
(4)当室内需要布置多排消火栓，且要求有两股水柱达到室内任何部位时，可按图3－3－38布置。
图3－3－38 多排消火栓两股水柱时的消火栓布置间距
5．消火栓栓口处所需水压：消火栓栓口处所需水压，应按下式计算：
式中：Hxh——消火栓栓口处所需水压(mH2O)；
hd——消防水带的水头损失(mH2O)；
Hq——水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压(mH2O)，见表3－3－13；
qxb——消火射流出水量(L／s)，见表3－3－13；
Ad——水带的比阻，按表3－3－14采用；
表3－3－14 水带比阻△d值
Ld——水带长度(m)；
B——水流特性系数，按表3－3－15采用。
表3－3－15 水流特性系数B值
为便于计算和校核，也可查充实水柱长度Sk，水枪喷嘴所需水压Hq及喷嘴出流量qxh三者关系图(图3－3－39)。
图3－3－39 SR－Hq－qxh计算图
各种水带的水头损失的计算图，见图3－3－40。
图3－3－40 水带水头损失计算图
(五)消防给水管道设计
1．建筑物内的消防给水系统是否与其他给水系统合并或单独设置，应根据建筑物的性质和使用要求经技术经济比较后确定。与生活、生产给水系统合用时，给水管一般采用镀锌钢管或给水铸铁管。单独消防系统的给水管可采用非镀锌钢管或给水铸铁管。
2．室内消火栓超过10个，且室外消防用水量大于15L／s时，室内消防给水管道至少应有两条进水管与室外环状管网连接，并应将室内管道连成环状或将进水管与室外管道连成环状。当环状管网的一条进水管发生故障时，其余的进水管应仍能供应全部用水量。
3．、7至9层的单元住宅，其室内消防给水管道可为枝状，进水管可采用一条。
4．超过6层的塔式(采用双出口消火栓者除外)和通廊式住宅，超过5层或体积超过10000m3的其他民用建筑、超过4层的厂房和库房，如室内消防竖管为两条或两条以上时，应至少每两根竖管相连组成环状管道。每条竖管直径应按最不利点消火栓出水，并根据表3－3－11规定的流量确定。
5．超过4层的厂房和库房、设有消防管网的住宅及超过5层的其他民用建筑，其室内消防管网应设消防水泵接合器。距接合器15～40m内应设室外消火栓或消防水池。接合器的数量应按室内消防用水量计算确定，每个接合器的流量按10～15L／s计算。
6．室内消防给水管道应用阀门分成若干独立段，如某段损坏时，停止使用的消火栓在一层中不应超过5个。阀门经常应处于开启状态，并应有明显的启闭标志。
7．消防用水与其他用水合并的室内管道，当其他用水达到最大秒流量时，应仍能供应全部消防用水量。淋浴用水量可按计算用水量的15%计算，洗刷用水量可不计算在内。
8．进水管上设置的计量设备不应降低进水管的过水能力。
9．室内消火栓给水管网与自动喷水灭火设备的管网宜分开设置，如有困难，应在报警阀前分开设置。
(六)消防水箱的设置
1．设置常高压给水系统的建筑物，如能保证最不利点消火栓和自动喷水灭火设备等的水量和水压时，可不设消防水箱。设置临时高压给水系统的建筑物，应设消防水箱，并应符合下列要求：
(1)应在建筑物的最高部位设置重力自流的消防水箱。
(2)室内消防用水量超过15L／s的建筑物，其消防水箱如不能满足最不利点灭火设备的水压时，应设气压水罐等增压设施。
2．消防用水与其他用水合并的水箱，应有消防用水不作他用的技术设施。
3．发生火灾后消防水泵供给的消防用水，不应进入消防水箱。
(七)消防管道的水力计算
1．管道沿程水头损失
计算方法与给水管网计算相同。
2．管道局部水头损失
消火栓系统按管道沿程水头损失的10%采用。
3．计算最不利点的确定
当室内要求有两个或多个消火栓同时使用时，在单层建筑中以最高最远的两个或多个消火栓作为计算最不利点。在多层建筑中按表3－3－16所列确定计算最不利点和进行流量分配。
表3－3－16 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。
4．合并系统的流量和流速确定
消防用水与其他用水合并的室内管道，可按其他用水最大秒流量和管中允许流速计算管径，并按消防时最大秒流量(此时淋浴用水量可按15%计算，洗刷用水量可不计在内)及消防给水管道内水流速度不宜大于2．5m／s进行校核。
5．确定消防水箱、水塔高度或选择消防水泵扬程
应按消防时最大秒流量的管路水头损失计算。
(八)消防水泵的设置
1．一组消防水泵的吸水管不应少于两条。当其中一条损坏时，其余的吸水管应仍能通过全部用水量。
2．高压和临时高压消防给水系统，其每台消防水泵应有独立的吸水管。
3．消防水泵宜采用自灌式引水。
4．消防水泵房应有不少于两条出水管直接与环状管道连接。当其中一条出水管检修时，其余的出水管应仍能供应全部用水量。
5．消防水泵出水管上宜设检查和试水用的放水阀门。
6．固定消防水泵应设备用泵，其工作能力不应小于一台主要泵。但符合下列条件之一时，可不设备用泵：
(1)室外消防用水量不超过25L／s的工厂、仓库。
(2)7层至9层的单元式住宅。
7．消防水泵应保证在火警后5min内开始工作，并在火场断电时仍能正常运转。
8．设有备用泵的消防泵站或泵房，应设备用动力，若采用双电源或双回路供电有困难时，可采用内燃机作动力。
9．消防水泵与动力机械应直接连接。
10．消防水泵房宜有与本单位消防队直接联络的通讯设备。
(九)消火栓处节流孔板的设置
建筑物层数较多时，高低层消火栓所受水压不一样，实际出水量相差很大，应在低层部分消火栓栓口前装设减压节流孔板，使消火栓的实际出水量接近设计出水量。
各层消火栓处的剩余水头值可按下式计算：
H=Ho－(Z+hsb+∑h+hd+Hq)(mH2O)
式中：H——计算层消火栓处的剩余水头值(mH2O)；
H0——按最不利消火栓计算确定的消防水压(mH2O)；
Z——该层消火栓与室外地坪的标高差(m)；
hsb——通过消防流量时，水表的水头损失(mH2O)；
∑h——自室外至该层消火栓处的消防管道沿程水头损失与局部水头损失之和(mH2O)；
hd——消防水带的水头损失(mH2O)；
Hq——水枪喷嘴造成设计所需充实水柱长度时的所需水压(mH2O)。
计算出的剩余水头需由节流孔板所形成的水流阻力所消耗，即应使剩余水头与孔板局部水头损失相等。