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915页（6735字）
高层建筑室内消防给水系统，包括室内消火栓给水系统和自动喷水灭火给水系统两大类。
高层建筑室内消火栓给水系统是扑救高层建筑火灾的主要手段，对于不同类别的高层建筑所需水量和灭火时间也不相同。
(一)高层建筑室内消火栓给水系统的一般规定
1．室内消火栓用水量按表3－4－24规定进行计算。
2．室内消防给水系统应与生活、生产给水系统分开，独立设置。室内消防给水管道应布置成环状。室内消防给水环状管网的进水管和区域高压或临时高压给水系统的引入管不应少于两根，当其中一根发生故障时，其余的进水管或引入管应能保证消防用水量和水压的要求。
3．室内消火栓给水系统应与自动喷水灭火系统分开设置。因为两个系统的消防灭火时间规定不一。消火栓灭火系统供水时间对于商业楼、综合楼、一类高层建筑的财贸金融楼、图书馆、书库、重要的档案楼、科研楼和高级旅馆的火灾延续时间应按3．00h计算，其它高层建筑可按2．00h计算。而自动喷水灭火系统则按火灾延续时间1．00h计算。在某些现代高层公共建筑中，为了满足平时使用功能的需要，同一层面积很大，或者中庭很高(二层及二层以上)，为此往往采取防火卷帘代替防火墙进行防火分隔，诸如大型商场、展览楼、综合楼等建筑。为了确保防火卷帘阻火的可靠性，要求在防火卷帘两侧设自动喷水灭火系统保护，且为独立系统，火灾延续时间与消火栓供水系统时间一致，计算水量不应小于0．5L／(s·m)，总用水量按其所需保护范围一个分区的防火卷帘总长与0．5L／(s·m)的乘积，不考虑两侧同时喷水，只按一侧计算。
4．消火栓栓口的静水压力不应大于0．8MPa，当大于0．8MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0．5MPa时，消火栓处应设减压装置。
5．消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时达到被保护范围内的任何部位。每根消防竖管的直径应按通过的流量计算确定，但不应小于100mm。
18层及18层以下，每层不超过8户，建筑面积不超过650m2的塔式住宅，当设两根消防竖管有困难时，可设一根竖管，但必须采用双阀双出口型消火栓。
6．消火枪的充实水柱应通过水力计算确定，且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m，建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m。
7．消火栓栓口离地面(或楼板面)高度宜为1．1m，栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面相垂直。在同一建筑物内消火栓应采用同一型号规格，消火栓的栓口直径宜为65mm，水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。
8．消火栓的布置除无可燃物的设备层外，高层建筑和裙房的各层均应设室内消火栓。消灭栓应设在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点，消火栓的间距应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达。
9．消防电梯间前室应设消火栓，是专门为消防队员尽快使用消火栓扑救火灾并开辟通道而设的，在计算消防灭火水柱时不应包括在内。
10．临时高压给水系统的每个消火栓处应设直接启动消防水泵的按钮，并应设有保护按钮的措施。按钮可设于消火栓箱内，也可设于箱外附近。
11．高层建筑的屋顶应设一个装有压力显示装置的检查用的消火栓，采暖地区可设在顶层出口或水箱间内。有停机坪的屋面也应在适当位置设置消火栓。
12．避难层应设有消火栓和消防卷盘。
(二)消防水泵接合器的设置
1．室内消火栓给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围的分区，应分别设置水泵接合器。
2．水泵接合器配置的数量应按室内消防用水量经计算确定，每个水泵接合器的流量按10～15L／s计算。
3．水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，距室外消火栓或消防水池的距离宜为15～40m。
4．水泵接合器可分为墙壁式、地上式、地下式三种，一般宜选用地上式。若采用地下式水泵接合器，应有明显标志。
(三)高位消防水箱的设置要求
采用常高压给水系统时，可不设高位水箱。当采用临时高压给水系统时，应设高位消防水箱。一般高位消防水箱与生活给水系统的水箱合建，可以是单个的也可以是双个的。水箱可用钢筋混凝土、钢板、组合式热镀锌钢板、搪瓷钢板、玻璃钢等材料制成。当与生活给水系统合用水箱时应有确保消防用水不作他用的措施。
1．高位消防水箱的消防储水量。一类公共建筑不应小于18m3，二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12m3，二类居住建筑不应小于6m3。
2．高位消防水箱的设置高度。高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓所需静水压力。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，应设增压装置，其增压水泵出水量不应大于5L／s，气压水罐的调节容量宜为300L。如果增压水泵的出水量和气压罐的调节容量过大，会造成延误消防主泵的启动时间，对及时扑救火灾不利。
3．并联供水方式的分区消防水箱容量应与高位消防水箱相同。
4．除串联消防给水系统外，发生火灾时由消防泵供给的消防用水不应进入高位消防水箱。
(四)消火栓给水系统图式
1．按消火栓给水系统服务的范围分
(1)具有独立的室内消火栓给水系统，即每幢高层建筑具有自己的一套独立供水系统。这种系统的特点是便于维护管理，安全可靠性高，特别适合于在地震区人防要求高的建筑以及重要的建筑物，缺点是比较分散，投资大。
(2)区域集中的室内消火栓给水系统，应根据合理组成二幢及二幢以上的建筑群，共用一套室内消火栓消防供水系统，能节约大量投资和减少管理人员，但在确定区域性集中的室内消火栓给水系统时应注意以下几点：第一，必须满足区域内最高建筑的水量水压要求；第二，根据建筑类别应满足功能复杂、消火栓需水量最多的要求；第三，要使消火栓给水系统形成环路，确保用水安全；第四，要有一套管理制度，不能造成谁也不管的隐患，特别是不同的企业单位要签订一套切实可行的管理办法和协议，经消防主管部门同意后方可进行设计实施。
2．按建筑高度分
(1)不分区室内消火栓给水系统。一般在建筑高度不超过50m的工业与民用建筑物发生火灾时，消防队使用消防车从室外消火栓(或消防水池)取水，通过水泵接合器向室内消火栓给水系统供水，扑救室内火灾。
若在大城市有黄河牌或交通牌等大型消防车时，其建筑高度超过50m而不超过80m时，室内消火栓给水系统亦可不分区。如图3－4－20所示。
图3－4－20 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宜采用分区给水系统，超过80m时必须分区，如图3－4－21所示。
图3－4－21 分区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纽；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
(五)消防水池、消防水泵房和消防水泵
1．设置消防水池的条件
根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定并参考有关文献，凡符合下列条件之一者，均应设置消防水池。
(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(二类居住建筑除外)；
(3)建筑高度超过100m的超高层建筑；
(4)当生活、生产和消防用水量达到最大时，室外低压消防给水管道的水压不能保证不小于0．1MPa(从室外地面算起)；
(5)不允许消防水泵从室外给水管网直接吸水。
消防水池可以单独设置，也可以和生活、生产用水合建。当选用合建水池方案时，应有保证消防储水量不被它用的用水措施。
2．消防水池容积的确定
消防水池容量的大小因高层建筑内使用功能要求不同而异，必须根据建筑物的消防设施(采用水作灭火剂)的系统类别而定，如：消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统、防火卷帘自动喷水灭火保护系统、水喷雾灭火系统、舞台水幕灭火系统以及室外消防水量等等。总之，当室外给水管网能保证室外消防用水量时，消防水池的有效容积应满足在大火延续时间内室内消防用水量的要求；当室外给水管网不能保证室外消防用水量时，消防水池的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不足部分之和的要求。
商业楼、展览楼、综合楼、一类建筑的财贸金融楼、图书馆、书库、重要的档案楼、科研楼和高级旅馆的火灾延续时间应按3．00h计算。其它高层建筑可按2．00h计算。自动喷水灭火系统可按火灾延续时间1．00h计算。
消防水池的总容量超过500m3时，应分成两个能独立使用的消防水池。消防水池的补水时间不宜超过48h。
消防水池的有效容积应按下列公式计算：
Vc=3．6(Qx－Qp)·t
式中：Vc——消防水池有效容积(m3)；
Qx——室内、外消防用水总量(L／s)；
Qp——在火灾延续时间内，可连续补充的水量(L／s)；
t——火灾延续时间(h)。
商业楼、展览楼、档案楼、图书楼、综合楼、高级旅馆、财贸金融楼和乙、丙类厂房、库房按3h计；丁、戊类厂房、仓库和其它民用建筑按2h计；自动喷水灭火设备按1h计。
为确保消防水量不被它用的几种典型作法，见图3－4－22。
图3－4－22 消防与生活共用水池做法
(a)其它用水出水管置于消防最高水位之上；(b)在生活或生产水泵吸水管上开孔；(c、d)消防用水与其它用水在共用水池内隔开
3．消防水泵房
(1)消防水泵房的分类
消防水泵房的分类见表3－4－26。
表3－4－26 消防水泵房分类
表3－4－27 消防水泵房技术要求
(3)水泵布置要求
水泵布置要求按表3－4－28并参照图3－4－23。
表3－4－28 水泵布置要求
图3－4－23 水泵布置
4．消防水泵
消防水泵是消防系统的核心，对消防水泵的正确选用是保证消防系统正常运行的关键。由于消防系统水量是按最大的小时消防水量进行计算的，而扬程的选定是按最大用水量时最不利点所需压力而计算的。实际上在火灾初期用水量由小到大，由少到多，此时的水泵扬程总是处于超压状态，只有当用水量达到设计水量时压力才达到设计值。超压状态将给消防的安全可靠带来不利因素，对消防队员的人身安全尤其不利，另外对消防系统本身也是不利的。为解决消防初期的超压，设计人员往往采用防超压措施，即设置定压装置，超过定压值时回流泄压，或者采用变频供水方式。为解决这一问题，中国建筑西北设计院和航天部第11研究所研制出一种适用于高层建筑的消防专用泵，即BD消防切线泵，它的特点是当流量变化时其扬程始终处于基本不变的状态，扬程的压力变化控制在±(2～3)%以内。目前该泵已形成三大系列共35个规格，可以满足建筑高度从24m到200m以内的任何高度的要求，其流量可在5～20L／s、5～30L／s、5～40L／s任意选用。
表3－4－29 消防水泵的一般要求
消防水泵扬程按下式计算：
Hb=Hq+hd+hz+hs
式中：Hb——消防水泵所需压力(kPa)；
Hq——最不利点消防水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压(kPa)；
hd——水龙带的水头损失(kPa)；
hq——管网水头损失(kPa)；
hz——消防水池水面与最不利点消火栓的高差(以kPa计)；
hs——消火栓水头损失，按20kPa计算。