摘要：文章首先明確了消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和重要性，只有依據(jù)科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，才有可能是消火栓系統(tǒng)發(fā)揮其功能。再進(jìn)一步對(duì)消火栓系統(tǒng)中各個(gè)有機(jī)組成部分如何合理設(shè)計(jì)配合直觀圖表進(jìn)行了仔細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：消火栓；構(gòu)成系統(tǒng)；設(shè)置

1消火栓布置密度要求

《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50045）95，以下簡(jiǎn)稱(chēng)《高規(guī)》）7.4.2條要求：“消防豎管的布置，應(yīng)保證同層相鄰兩個(gè)消火栓的水槍充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)被保護(hù)范圍內(nèi)的任何部位。”

（1）筆者認(rèn)為上述說(shuō)法不夠嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)楝F(xiàn)代大型建筑在同一層可能會(huì)有2個(gè)或2個(gè)以上的防火分區(qū)，分區(qū)間有時(shí)用防火卷簾或防火門(mén)分隔，容易產(chǎn)生跨分區(qū)保護(hù)的不合理現(xiàn)象，因此《高規(guī)》應(yīng)強(qiáng)調(diào)在同層及同一防火分區(qū)內(nèi)的消火栓布置滿(mǎn)足上述要求，并強(qiáng)調(diào)這相鄰的2個(gè)消火栓必須接自不同立管。如被保護(hù)范圍內(nèi)的部位受接自同一消防立管的2個(gè)消火栓保護(hù)，該立管檢修時(shí)，被保護(hù)部位將會(huì)失去消火栓的保護(hù)，顯然不符合規(guī)范或?qū)嶋H消防安全要求。

（2）把“保證同層相鄰兩個(gè)消火栓的水槍”作為強(qiáng)制性條文要求明顯偏高，如高層住宅頂兩層的躍層部分、住宅樓底部小隔間2層商鋪等通過(guò)內(nèi)樓梯到達(dá)的上層。筆者認(rèn)為：通過(guò)內(nèi)樓梯到達(dá)的上層面積不大時(shí)，只要下層的消火栓布置確保有2個(gè)消火栓的水槍保護(hù)上層的任何部位就能滿(mǎn)足實(shí)際消防要求，在這種情況下即使上層有消火栓，由于離火場(chǎng)過(guò)近，上層失火時(shí)也不會(huì)去使用它；上層的面積較大時(shí)，下層的消火栓布置不能確保有2個(gè)消火栓的水槍保護(hù)上層的任何部位，上層必須增設(shè)消火栓，應(yīng)設(shè)置在使用方便的內(nèi)樓梯出口處。綜上，筆者建議本條改為：“消防豎管的布置，應(yīng)保證同層同一防火分區(qū)相鄰兩個(gè)接自不同立管的消火栓水槍的充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá)被保護(hù)范圍內(nèi)的任何部位”；如本條仍為強(qiáng)條，對(duì)通過(guò)內(nèi)樓梯到達(dá)的上層部分消火栓布置應(yīng)有區(qū)別對(duì)待（不強(qiáng)調(diào)同層）的說(shuō)明。

2連成環(huán)狀豎管引出的枝管上設(shè)置消火栓數(shù)量的規(guī)定

在設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)遇到在某一建筑層上，要求設(shè)置的消火栓數(shù)量多于通過(guò)該層的消防豎管數(shù)，如裙房層（高度不超過(guò)24m），這些消火栓是否可由豎管接出的枝管接入？如何控制由一根豎管上接出的消火栓數(shù)量？《高規(guī)》或《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》都無(wú)明確規(guī)定。筆者認(rèn)為一根消防豎管接出的消火栓數(shù)在每層不宜超過(guò)2個(gè)（在高層應(yīng)嚴(yán)格遵守），并為安全起見(jiàn)，這兩個(gè)消火栓不應(yīng)該保護(hù)同一部位，應(yīng)分別保護(hù)不同防火分區(qū)或同一防火分區(qū)的不同部位（在高層部分應(yīng)嚴(yán)格遵守，裙房部分可放寬，見(jiàn)圖1），否則與雙閥雙出口消火栓區(qū)別不大；如由于受建筑平面布置所限而必須在某建筑平面布置的消火栓數(shù)量超過(guò)立管數(shù)3個(gè)及以上時(shí)（在高層建筑的裙房較常見(jiàn)），應(yīng)設(shè)連接管與2根環(huán)狀立管連成環(huán)狀（見(jiàn)圖2）。

圖1消防豎管為相鄰防火分區(qū)服務(wù)時(shí)安裝示意

圖2 消火栓從消防豎管接出超過(guò)2個(gè)時(shí)安裝示意

3高層建筑塔式住宅雙閥雙出口消火栓設(shè)置

《高規(guī)》7.4.2條規(guī)定：十八層及十八層以下，每層不超過(guò)8戶(hù)，建筑面積不超過(guò)650m2的塔式住宅，當(dāng)設(shè)置兩根消防豎管有困難時(shí)，可設(shè)一根豎管，但必須采用雙閥雙出口型消火栓?！陡咭?guī)》條文說(shuō)明對(duì)此作了解釋。筆者認(rèn)為首先規(guī)范條文與其說(shuō)明并不完全吻合，18層建筑并不能說(shuō)明其建筑高度<50m，實(shí)際建筑一般層高在2.9～3m，并且有可能采用18躍19層，因此一般18層的高層住宅樓高>50m，此時(shí)即使是普通住宅，其消防用水量根據(jù)《高規(guī)》7.2.2條要求為20L/s，并非條文所說(shuō)的10L/s。其次，設(shè)2條消防豎管并不難處理，難的是從每根豎管各接出1個(gè)消火栓箱并保證距離要求。因此，筆者建議：在18層及以下的塔式住宅當(dāng)建筑布置使分設(shè)2個(gè)消火栓箱有困難時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)2根消防豎管，并且從每根消防豎管各接出1個(gè)消火栓閥體組成的雙栓消火栓（見(jiàn)圖3），筆者稱(chēng)之為雙豎管雙栓消火栓，這樣不僅使《高規(guī)》7.4.2條與其條文說(shuō)明相吻合，并且在實(shí)際使用中，當(dāng)一根豎管檢修時(shí)，建筑物仍受1個(gè)消火栓保護(hù)，做到了環(huán)狀供水。香港地區(qū)普遍采用這一做法。即使在19及以上層的住宅公共部位有時(shí)也會(huì)無(wú)法找到布置2個(gè)消火栓的合適位置，即使勉強(qiáng)布置，距離也很近。筆者認(rèn)為距離在2m內(nèi)時(shí)，可以考慮按圖3布置，尤其在設(shè)計(jì)消防電梯前室專(zhuān)用消火栓時(shí)更有充足的理由。

圖3雙豎管雙栓消火栓安裝示意

4消火栓系統(tǒng)分區(qū)的設(shè)計(jì)原則

《高規(guī)》7.4.6.5條規(guī)定：“消火栓栓口的靜水壓力不應(yīng)大于1.00MPa，當(dāng)大于1.00MPa時(shí)，應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)?！惫P者認(rèn)為：“靜水壓”是指系統(tǒng)在沒(méi)有工作但又處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)下的壓力，與水箱重力供水還是水泵加壓供水無(wú)關(guān)。消火栓系統(tǒng)的高位水箱設(shè)置高度不能滿(mǎn)足最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力要求時(shí)（建筑不超過(guò)100m時(shí)，為0.07MPa，超過(guò)100m時(shí)，為0.15MPa），需要設(shè)計(jì)增壓水泵或氣壓水罐，根據(jù)圖集98S205，此時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)壓壓力會(huì)使最不利栓口壓力在0.26MPa以上，系統(tǒng)靜水壓也會(huì)相應(yīng)提高。

筆者曾設(shè)計(jì)的某工程：一個(gè)消火栓系統(tǒng)的最高栓口（最不利）與最低栓口（最有利）的高度差為0.9MPa，屋頂水箱原計(jì)劃設(shè)置在電梯機(jī)房頂，設(shè)置高度能保證最高栓口靜水壓力為0.07MPa，系統(tǒng)最有利栓口靜水壓力為0.97MPa，根據(jù)《高規(guī)》7.4.6.5條規(guī)定，系統(tǒng)不分區(qū)，主泵啟動(dòng)后最有利栓口工作壓力約為1.25MPa<1.6MPa，消火栓系統(tǒng)沒(méi)有超壓。但在初步設(shè)計(jì)批復(fù)過(guò)程中，航空管理部門(mén)出于航道安全對(duì)限高作了要求，導(dǎo)致電梯機(jī)房頂不能設(shè)置屋頂水箱，只能設(shè)置在主樓屋頂，最高栓口的靜水壓力<0.07MPa，因此在屋頂設(shè)置氣壓水罐增壓設(shè)備，型號(hào)ZW（L）IX7，P1=0.1MPa、P2=0.23MPa、PS1=0.26MPa、PS2=0.31MPa，系統(tǒng)最有利靜水壓力相應(yīng)為1.16～1.21MPa，根據(jù)《高規(guī)》7.4.6.5條規(guī)定，系統(tǒng)需要分成2個(gè)區(qū)。筆者認(rèn)為沒(méi)有必要：①系統(tǒng)的管路和主泵的設(shè)計(jì)與原設(shè)計(jì)沒(méi)有區(qū)別，啟動(dòng)后最有利栓口的工作壓力仍約為1.25MPa<1.6MPa；②穩(wěn)壓狀態(tài)下，最有利栓口的靜水壓為1.16～1.21MPa，與工作壓力相近，也<1.6MPa。

所以，《高規(guī)》7.4.6.5條規(guī)定僅適合高位水箱滿(mǎn)足靜水壓要求時(shí)的情況，不適合設(shè)置增壓設(shè)備的情況，建議改為“最高與最低位置栓口的高程差大于90m時(shí)，應(yīng)采取分區(qū)給水系統(tǒng)”。

5高位水箱增壓設(shè)施的設(shè)計(jì)

《高規(guī)》7.4.8.1條規(guī)定：增壓水泵的出水量，對(duì)消火栓給水系統(tǒng)不應(yīng)大于5L/s；對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)不應(yīng)大于1L/s。；7.4.8.2條規(guī)定：氣壓水罐的調(diào)節(jié)水容量宜為450L。這兩條是并列關(guān)系，但很多消防審圖人員、設(shè)計(jì)師把這兩條當(dāng)作同時(shí)滿(mǎn)足的條件，把7.4.8.1條規(guī)定的增壓水泵理解成氣壓水罐的穩(wěn)壓泵。筆者認(rèn)為正確的理解應(yīng)該是有下面兩種增壓設(shè)施：？直接采用水泵（如小流量切線泵）增壓，不設(shè)置氣壓水罐，為保證初期消防壓力和水量的要求，對(duì)消火栓系統(tǒng)采用1支水槍的水量即5L/s，對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)采用1只噴頭的水量即1L/s；？采用氣壓水罐加壓，對(duì)消火栓和自動(dòng)噴水滅火合用系統(tǒng)而言，則應(yīng)滿(mǎn)足在穩(wěn)壓泵的啟閉期間確保氣壓水罐內(nèi)始終有450L的消防水，穩(wěn)壓泵的作用僅起保持消防系統(tǒng)的壓力和保證氣壓水罐內(nèi)有450L初期消防用水的作用，其流量只要大于相對(duì)應(yīng)的消防系統(tǒng)的滲漏量即可，1L/s已足夠，圖集04S204中穩(wěn)壓泵流量用3m3/h就是這個(gè)道理；如果取5L/s，會(huì)因水泵啟閉的調(diào)節(jié)容積增加而加大氣壓水罐總?cè)莘e，并使水泵的噪音影響更大。為了使管理方便、且不對(duì)頂層用戶(hù)有噪音及振動(dòng)影響，建議上述兩種增壓設(shè)備盡量設(shè)置在地下室消防泵房。對(duì)消防要求較高的建筑，建議消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的消防增壓設(shè)施分開(kāi)設(shè)置，在氣壓水罐內(nèi)水壓繼續(xù)降至啟泵壓力以下0.03MPa時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)主泵，如果在1支水槍或1只噴頭工作時(shí)即能啟動(dòng)主泵，穩(wěn)壓泵流量必須小于1支水槍或1只噴頭的水量。

為了使規(guī)范更明晰，建議《高規(guī)》7.4.8條改為：“設(shè)有高位消防水箱的消防給水系統(tǒng)，其增壓設(shè)施應(yīng)符合下面規(guī)定之一。”

6對(duì)圖集04S204穩(wěn)壓型切線消防泵管路系統(tǒng)的看法

根據(jù)國(guó)標(biāo)圖集04S204，水泵采用穩(wěn)壓型切線消防泵時(shí)，其基本圖式見(jiàn)圖4，筆者認(rèn)為有以下兩點(diǎn)值得商榷：

（1）消防水泵從室外市政給水管網(wǎng)直接吸水時(shí)，水泵出水口圖集選用了防水錘緩閉閥。筆者認(rèn)為不妥，理由如下：消防水泵在定期巡檢時(shí)有大量的高壓回流水沖擊水泵進(jìn)口端，進(jìn)水管壓力會(huì)提高到與消防系統(tǒng)工作壓力一致，整個(gè)進(jìn)水管路及倒流防止器、閘閥之類(lèi)的附件必須達(dá)到與出水管一樣的承壓要求；如果這時(shí)水泵再次啟動(dòng)，出水管壓力將瞬間達(dá)2倍水泵揚(yáng)程，對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)了因超壓引發(fā)的安全問(wèn)題；如果吸水管與環(huán)狀室外消火栓相連且在市政進(jìn)水口設(shè)置倒流防止器（一般如此），則對(duì)整個(gè)室外消火栓系統(tǒng)產(chǎn)生很大的破壞力。根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015）2003）第3.4.8.4條，“要求削弱關(guān)閉水錘的部位，宜選用有速閉式止回閥或有阻尼裝置的緩閉式止回閥?！惫P者建議采用快閉式止回閥，該閥結(jié)構(gòu)是在快閉閥板前采用導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，停泵時(shí)，閥板同時(shí)關(guān)閉，依靠快閉閥板抵擋回流水柱，使其沒(méi)有沖擊位移，從而避免產(chǎn)生停泵水錘。

圖4 消防水泵管路系統(tǒng)基本圖式（圖集04S204）

（2）圖4云圈中管段檢修時(shí)，編號(hào)1的3個(gè)閥門(mén)同時(shí)關(guān)閉，其中的消防水泵同時(shí)失去作用，消防系統(tǒng)此時(shí)是沒(méi)有備用泵的，并在管段維修期間關(guān)閉該消防泵電源以防止誤操作，這樣在該管段維修使建筑物局部失去保護(hù)的同時(shí)，消防系統(tǒng)的整體安全系數(shù)也同時(shí)下降，筆者認(rèn)為不合理。

為了克服上述缺陷，有必要作兩點(diǎn)修改（詳見(jiàn)圖5）：一是在兩臺(tái)消防泵間增加連接管，接連點(diǎn)必須在水泵出水管止回閥和檢修閥之間，連接管上的閥門(mén)2常開(kāi)（只有在檢修消防泵及其附件時(shí)關(guān)閉）。當(dāng)圖5云圈中管段檢修時(shí)，編號(hào)1的3個(gè)閥門(mén)同時(shí)關(guān)閉，由于中間連接管的作用，時(shí)的消防泵仍為1用1備，消防系統(tǒng)的整體安全系數(shù)沒(méi)有下降。二是為了使系統(tǒng)的檢修和泄水更方便，應(yīng)增加一路泄水管接入消防水池。