淺談建筑給排水消防設計中的常見問題

張連平

摘 要：近年來，建筑火災問題日趨嚴重，對人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成了嚴重的威脅，建筑給排水消防設計為的就是能迅速的撲滅火災。給排水設計人員應在給排水的設計和施工中，應嚴格執(zhí)行現(xiàn)行相關規(guī)范，不斷總結設計和施工安裝過程中的經(jīng)驗教訓，完善和提高整體的設計水平，力求為社會提供功能齊全、可靠、美觀實用的建筑精品。本文結合現(xiàn)階段我國建筑給排水消防設計現(xiàn)狀，對建筑給排水消防設計中存在的問題進行深入的分析，并探討了一些對策措施，以提高建筑消防效果，希望為建筑給排水消防設計的研究提供一定的依據(jù)。

關鍵詞：消防水泵；消防水池水位顯示裝置；滅火器；氣體滅火系統(tǒng)；標準型自動掃描射水高空水炮滅火裝置；注意事項

0.引言

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展和人民群眾生活質(zhì)量的不斷提高，人們對高質(zhì)量居住和工作環(huán)境的要求也越來越高，建筑的功能已從單純滿足居住、工作開始逐步走向滿足人門各種各樣需要的功能，人民群眾對建筑的美觀、舒適、安全等要求也越來越高。安全問題是人們對建筑最基本的要求，近年來發(fā)生的一些消防事故對我們也是警鐘，這就對建筑給排水消防的設計提出了更高的要求。建筑給排水消防設計為的就是能迅速的撲滅火災，保護人們的生命財產(chǎn)安全，是新時代建筑不可或缺的部分。為了確保消防給水系統(tǒng)在建筑建成后充分發(fā)揮安全穩(wěn)定的作用，建筑給排水消防設計、施工技術及其質(zhì)量就顯得極其重要。

1.關于水泵的選擇及控制的幾點思考

消防水泵在消防給水系統(tǒng)中就像人的心臟一樣重要，必須保證在撲救火災過程中某一水泵有故障時仍能堅持不間斷地供水。設計合理的消防水泵可以減少火災帶來的生命和財產(chǎn)損失，如果消防水泵在設計的某個環(huán)節(jié)考慮不周，將會給建筑消防給水系統(tǒng)埋下隱患，應該引起大家的重視。下面就一些消防水泵的選擇及控制等問題進行分析和總結。

1.1消防水泵平時應處于自動啟泵狀態(tài)

在我國大型社會活動工程調(diào)研和檢查中，往往發(fā)現(xiàn)消防水泵處于手動啟動狀態(tài)，消防水泵無法自動啟動，特別是對于自動噴水系統(tǒng)等自動水滅火系統(tǒng)，這會造成火災撲救的延誤和失敗，因此《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50974-2014第11.0.4 條規(guī)定：消防水泵應由消防水泵出水干管上設置的壓力開關、高位消防水箱出水管上的流量開關，或報警閥壓力開關等開關信號應能直接自動啟動消防水泵。同時該規(guī)范還規(guī)定臨時高壓消防給水系統(tǒng)火災時消防水泵必須自動啟動，但是由于現(xiàn)行《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2006及《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95中規(guī)定水泵的啟動方式由報警按鈕等手動啟動，筆者在這里提醒各位設計人員一定要領會新規(guī)范的精髓更新自己的思維，做到與時俱進。消防水泵平時處于自動啟泵狀態(tài)既能提高消防給水的可靠性又能提高滅火的成功率。但有些自動水滅火系統(tǒng)的開式系統(tǒng)一旦誤動作，其經(jīng)濟損失或社會影響很大時，可采用手動控制，但應保證有 24h 人工值班。如劇院的舞臺，演出時燈光和焰火較多，火災自動報警系統(tǒng)誤動作發(fā)生的概率高，此時可采用人工值班手動啟動。

1.2消防水泵的選擇和應用

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50974-2014中對消防水泵的選擇和應用較以往發(fā)生了很大的變化，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一，應選擇電動機干式安裝的消防水泵，即潛水泵不能用于消防，潛水泵主要缺點是不便檢修和漏電帶來不安全因素。二，流量揚程性能曲線應無駝峰、無拐點的光滑曲線，零流量時的壓力不應超過設計壓力的140%，且不宜小于設計額定壓力的120%；有駝峰、有拐點的水泵不能用于消防給水系統(tǒng)，流量揚程性能曲線如有駝峰，一個揚程會有兩個流量點，水泵運行時，會出現(xiàn)時而小流量，時而大流量的喘振現(xiàn)象，這在消防給水系統(tǒng)中是不允許的；有拐點的消防水泵在超流量時會突然停泵，不能并聯(lián)運行，效率低；同時要求流量-揚程性能曲線平緩，不能太陡。幾種水泵揚程流量曲線見圖一，其中（a），（c）不適合應用到消防給水系統(tǒng)中。

圖一 水泵特性曲線（H-Q）的形式

（a）單調(diào)下降曲線 （b）平坦曲線 （c）駝峰曲線

1.3穩(wěn)壓泵的流量選擇

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50974-2014中對穩(wěn)壓泵的定位已經(jīng)發(fā)生了顛覆性的變化，其不再具有增壓的作用，只具有穩(wěn)壓的作用，因此其流量的選擇也與原來不再一樣。在《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95中規(guī)定增壓水泵的出水量，對消火栓給水系統(tǒng)不應大于5L/s；對自動噴淋系統(tǒng)不應大于1L/s。其主要根據(jù)是要滿足一個消火栓用水量或一個自動噴水滅火系統(tǒng)噴頭的用水量，這是增壓性質(zhì)的典型表現(xiàn)。由于新的規(guī)范規(guī)定主泵一直處于自動啟泵狀態(tài)，穩(wěn)壓泵的增壓性質(zhì)已經(jīng)不存在，只需要保證最不利點靜壓在準工作狀態(tài)下維持在0.15MPa以上即可，其設計流量不應小于消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)的正常泄漏量和系統(tǒng)自動啟動流量。而一般情況下水流指示器的報警流量：37.5L/min 》報警流量>15L/min；水力警鈴驅(qū)動壓力：≥0.05MPa，放水流量大于1L/S時報警閥應及時啟動，因此《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50974-2014中規(guī)定當沒有管網(wǎng)泄漏量數(shù)據(jù)時，穩(wěn)壓泵的設計流量宜按消防給水設計流量的 1% ～ 3% 計，且不宜小于 1L/s 是合理的。

2.建筑給排水消防系統(tǒng)設計幾點注意事項

2.1水泵應采用自灌式吸水。

普通離心泵，若吸入液面在葉輪之下，啟動時應預先灌水，很不方便。為了在泵內(nèi)存水， 吸入管進口需要裝底閥，泵工作時，底閥造成很大的水頭損失。所謂自灌式吸水，就是在啟動前不需灌水（安裝后第一次啟動仍然需灌水），經(jīng)過短時間運轉(zhuǎn)，靠泵本身的作用，即可以把水吸上來，投入正常工作。由于火災的發(fā)生是不定時的，為保證消防水泵隨時啟動并可靠供水，消防水泵應經(jīng)常充滿水，以保證及時啟動供水，所以消防水泵應自灌式吸水。但是設計中怎么樣才算自灌式吸水呢？就是消防水池的最低水位必須高出水泵的放氣孔。下圖為自灌式吸水（圖二）與非完全自灌式吸水（圖三）：

圖二 自灌式吸水

圖三 非完全自灌式吸水

在平時設計中應注意采用圖一，盡量不要采用圖二，當實在沒有條件采用自灌式吸水的情況下應采取預先灌水的措施。

2.2消防水池水位顯示裝置選擇應合理。

消防水池水位分為：最高水位，溢流水位，溢流報警水位，最低水位，最低報警水位。 消防水池設置各種水位的目的是保證消防水池不因放空或各種因素漏水而造成有效滅火水源不足的技術措施。由于《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50974-2014第4.3.9-2條要求消防水池應設置就地水位顯示裝置，并應在消防控制中心或值班室等地點設置顯示消防水池水位的裝置，同時應有最高和最低報警水位。這就對消防水池水位顯示裝置提出了比較高的要求，傳統(tǒng)的水位浮標尺（圖四）已經(jīng)不適合新形式要求，應該淘汰。新型液位傳感器應得到應用，（圖五）為超聲波探頭跟投入式安裝的液位傳感器器。做為一個消防設計人員不但要正確理解規(guī)范的含義，而且要更新思維懂得利用新技術，新產(chǎn)品，讓我們設計的建筑物更安全。

圖（四）

圖（五）

2.3不要忽視滅火器的作用。

滅火器是常見的防火設施之一，存放在公眾場所或可能發(fā)生火警的地方。因為其設計簡單可攜，一般人亦能使用來撲滅剛發(fā)生的小火。因此千萬不要忽視滅火器的作用。消防栓給水系統(tǒng)由于使用比較復雜，一般給受過專業(yè)訓練的人員使用，在火災初期，火苗比較小的情況下，如果采用消防栓滅火，從安裝水帶-敷設水帶-啟動消防水泵都需要一定的時間，這可能錯過最佳的滅火時機。這個時候采用滅火器來撲救建筑的初期火災就會顯得又經(jīng)濟又有效。發(fā)現(xiàn)建筑火情的人員一般是非專業(yè)人員，首先考慮的是采用滅火器進行處置與撲救。在設計中合理的設置滅火器的位置就能為撲救初期火災贏的先機。因此做為設計人員千萬不要忽視滅火器的作用。

2.4氣體滅火設計中應注意的問題。

在建筑給排水中用到氣體滅火系統(tǒng)的常見位置為發(fā)電機房，一般采用七氟炳烷氣體滅火系統(tǒng)。設計人員在設計中經(jīng)常容易犯的錯誤有下列幾個：一，將吊頂層和地板下的體積忽視了，根據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50370-2005第3.2.4-1條：防護區(qū)宜以單個封閉空間劃分；同一區(qū)間的吊頂層和地板下需同時保護時，可合為一個防護區(qū)；對于含吊頂層或地板下的防護區(qū)，各層面相鄰，管網(wǎng)分配方便，在設計計算上比較容易保證滅火劑的管網(wǎng)流量分配，為節(jié)省設備投資和工程費用，可考慮按一個防護區(qū)來設計，但需保證在設計計算上細致、精確。千萬不要漏算了吊頂層和地板下的容積。二，一個防護區(qū)設置的預制滅火系統(tǒng)，其裝置數(shù)量不宜超過10臺，很多設計人員對一個組合分配系統(tǒng)所保護的防護區(qū)不應超過8個理解的很到位，但是在預制滅火系統(tǒng)的使用時卻忘記了有其裝置數(shù)量不宜超過10臺的規(guī)定。三，滅火濃度跟滅火設計濃度是有本質(zhì)區(qū)別的，根據(jù)《氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50370-2005第3.3.1條：七氟丙烷滅火系統(tǒng)的滅火設計濃度不應小于滅火濃度的1.3倍，惰化設計濃度不應小于惰化濃度的1.1倍。在查附錄中的滅火濃度后千萬不要忘記還要乘上系數(shù)。另外還要特別注意3.3.3～3.3.5是特例，比如柴油發(fā)電機房采用2號柴油，查附錄再乘系數(shù)后的滅火設計濃度是8.17%，但是根據(jù)3.3.4條的規(guī)定，自備發(fā)電機房的滅火設計濃度是9%，兩者比較應取大者。

2.5標準型自動掃描射水高空水炮滅火裝置的設計中應注意的問題

現(xiàn)代建筑功能越來越復雜，層高越來越大。自動噴水滅火系統(tǒng)在民用建筑中的最大保護凈空高度為8m，非倉庫類高大凈空場所當采用快速響應噴頭的時候最大保護凈空高度為12m。比如一個博物館當建筑高度為18m的情況下，就不能再采用自動噴水滅火系統(tǒng)了。一般都采用標準型自動掃描射水高空水炮滅火裝置，但是在應用時一要特別注意下列兩點：一，標準型自動掃描射水高空水炮滅火裝置的最大安裝高度為20m，也就是說它的適用范圍在12～20m之間，不是什么高度都適用的，這一點也是設計人員最容易忽視的。二，由于標準型自動掃描射水高空水炮滅火裝置系統(tǒng)的流量比較小，一行布置的系統(tǒng)設計流量為15L/s，二行布置的設計流量為30L/s，因此它經(jīng)常與自動噴淋系統(tǒng)共用消防水泵，在設計中，設計人員往往只計算了自動噴淋系統(tǒng)的揚程，而忽視了標準型自動掃描射水高空水炮滅火裝置的計算，以筆者設計的一個18.6m博物館的實例為例，總沿程水頭損失經(jīng)過計算后為0.108（MPa），局部水頭損失按沿程水頭損失的30%計算，總水頭損失 1.3 0.108=0.14 （MPa），最高處水炮與水池最低水位的幾何高差為18.6m，消防水炮系統(tǒng)所需的水壓：

+P0=1.2x0.14+0.01x18.6+0.6=0.954（MPa），而計算噴淋系統(tǒng)的揚程只需要0.6MPa左右，兩者相差巨大，經(jīng)過此案例可以看出，在消防設計中馬虎不得，一定要仔細研讀規(guī)范，讓自己的設計經(jīng)的起推敲。

3、結束語

綜上所述，建筑給排水消防的設計在整個消防過程中起著極其重要的作用，建筑給排水消防設計是否科學性往往決定著建筑的安全系數(shù)。所以，我們要從設計入手，以預防為主，大大降低建筑火災引起的可怕影響，讓人民群眾生活的安全感不斷上身，人身和財產(chǎn)的安全都有著良好的保障。在建筑給排水設計領域，我們還需要加大投入力度，加強研究，爭取為消防事業(yè)做出更大的貢獻。

參考文獻：

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[3]《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）.

[4]《建筑滅火器配置設計規(guī)范》GB 50140-2005.

[5]《大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)技術規(guī)程》CEC 263：2009.