文／鄒奇峰 廣州城建開發(fā)設計院有限公司 廣東廣州 510000

1.消防給水分區(qū)原則

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50974-2014：

（1）符合下列條件時，消防給水系統(tǒng)應分區(qū)供水:①系統(tǒng)工作壓力大于2.40MPa；②消火栓栓口處靜壓大于1.0MPa；③自動水滅火系統(tǒng)報警閥處的工作壓力大于1.60MPa 或噴頭處的工作壓力大于1.20MPa[1]。

（2）但當系統(tǒng)的工作壓力大于2.40MPa 時，應采用消防水泵串聯或減壓水箱分區(qū)供水形式[2]。

（3）高壓和臨時高壓消防給水系統(tǒng)的系統(tǒng)工作壓力應根據系統(tǒng)在供水時，可能的最大運行壓力確定，并應符合下列規(guī)定：①高位消防水池、水塔供水的高壓消防給水系統(tǒng)的系統(tǒng)工作壓力，應為高位消防水池、水塔最大靜壓；②市政給水管網直接供水的高莊消防給水系統(tǒng)的系統(tǒng)工作壓力，應根據市政給水管網的工作壓力確定；③采用高位消防水箱穩(wěn)壓的臨時高壓消防給水系統(tǒng)的系統(tǒng)工作壓力，應為消防水泵零流量時的壓力與水泵吸水口最大靜水壓力之和；④采用穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓的臨時高壓消防給水系統(tǒng)的系統(tǒng)工作壓力，應取消防水泵零流量時的壓力、消防水泵吸水口最大靜壓二者之和與穩(wěn)壓泵維持系統(tǒng)壓力時兩者其中的較大值[3]。

2.消防給水分區(qū)分析模型

分析模型：住宅建筑；高度：100m ＜H ≤150m，150m ＜H ≤200m，200m ＜H ≤250m；塔樓室內消火栓用水量：20L/S；塔樓噴淋用水量：20L/S（輕危險級）；車庫室內消火栓用水量：10L/S；充電樁車庫噴淋用水量：80L/S；消防水池V1=80×1.5×3.6+10×2×3.6=504m3；臨時高壓系統(tǒng)轉輸水箱V2=60m3；常高壓系統(tǒng)高位消防水池V3=20×2×3.6+20×1×3.6=216m3；屋頂高位消防水箱V4=36m3。

3.100m ＜H ≤150m 住宅消防給水系統(tǒng)分析(圖1)

圖1 100m ＜H ≤150m 消防系統(tǒng)方案圖

3.1 方案一

消防水池V1設置在地下室，高位消防水箱V4設置在屋頂。系統(tǒng)分為3 個分區(qū)，消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)均采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)，Ⅰ、Ⅱ分區(qū)通過減壓閥控制壓力。地下室和塔樓共用消火栓泵組和噴淋泵組[4]。

系統(tǒng)相關設備參數如下：（1）消火栓泵，20L/S，200m，一用一備；（2）噴淋泵，40L/S，200m，兩用一備；（3）噴淋穩(wěn)壓泵，1L/S，20m，一用一備。

3.2 方案二

消防水池V1設置在地下室，高位消防水箱V4設置在屋頂。系統(tǒng)分為3 個分區(qū)，消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)均采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)，Ⅰ、Ⅱ分區(qū)通過減壓閥控制壓力。地下室和塔樓共用消火栓泵組，地下室單獨設置噴淋泵組，塔樓單獨設置噴淋泵組[5]。

系統(tǒng)相關設備參數如下：（1）消火栓泵，20L/S，200m，一用一備；（2）塔樓噴淋泵，20L/S，200m，一用一備；（3）地下室噴淋泵，80L/S，80m，一用一備；（4）噴淋穩(wěn)壓泵，1L/S，20m，一用一備。

3.3 方案三

消防水池V1設置在地下室，高位消防水池V3設置在屋頂。系統(tǒng)分為3 個分區(qū)，設置補水泵從消防水池V1供水至高位消防水池V3，Ⅲ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（設置屋頂消防泵供水），地下室噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（設置地下室噴淋泵供水），Ⅰ、Ⅱ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)均采用高壓消防給水系統(tǒng)（由高位消防水池V3重力供水），Ⅰ分區(qū)通過減壓閥控制壓力。

系統(tǒng)相關設備參數如下：（1）地下室噴淋泵，80L/S，80m，一用一備；（2）高位消防水池補水泵，5L/S，180m，一用一備；（3）屋頂噴淋泵，20L/S，40m，一用一備；穩(wěn)壓泵，1L/S，20m，一用一備；（4）屋頂消火栓泵，20L/S，40m，一用一備。

3.4 分析總結

方案一的噴淋泵組按地下室和塔樓合用設計，按最大用水量的部位（地下室）選擇流量，按最高樓層（塔樓）選擇揚程，選擇了大流量、高揚程的消防泵。當地下室發(fā)生火災時，需要大流量、低揚程，因此泵組的高揚程無法得到充分利用；當塔樓發(fā)生火災時，需要小流量、高揚程，因此泵組的大流量無法得到充分利用。

方案二的噴淋泵組按地下室和塔樓分開設計，地下室選擇了大流量、低揚程的消防泵，塔樓選擇了小流量、高揚程的消防泵。當地下室或塔樓發(fā)生火災時，啟動相應的消防泵組，因此消防泵組是在高效區(qū)間運行，使消防泵的功能充分發(fā)揮。

方案三地下室噴淋系統(tǒng)、Ⅲ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)，其余部位的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)均采用高壓消防給水系統(tǒng)。塔樓的臨時高壓消防給水泵組設置于屋頂，減少了泵組的揚程，但是屋頂要設置消防水泵房，并做隔振處理；屋頂設置了高位消防水池，Ⅰ、Ⅱ分區(qū)采用了高壓消防給水系統(tǒng)，安全性高，但是屋頂需要設置大水池。

總結：結合初投資、運行效率、安全性考慮，建議選擇方案二、方案三。

4.150m ＜H ≤200m 住宅消防給水系統(tǒng)分析(圖2)

圖2 150m ＜H ≤200m 消防系統(tǒng)方案圖

4.1 方案一

消防水池V1設置在地下室，轉輸水箱V2設置在屋頂。系統(tǒng)分為4 個分區(qū)，設置轉輸泵從消防水池V1供水至轉輸水箱V2，Ⅳ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（設置屋頂消防泵供水），地下室噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（設置地下室噴淋泵供水），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)均采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（由轉輸水箱V2重力供水），Ⅰ、Ⅱ分區(qū)通過減壓閥控制壓力[6]。

系統(tǒng)相關設備參數如下：（1）地下室噴淋泵，80L/S，80m，一用一備；（2）轉輸泵，20L/S，220m，兩用一備（轉輸泵供水是開式系統(tǒng)，無零流量狀態(tài)，只要額定壓力≤2.4MPa 即可）；（3）屋頂噴淋泵，20L/S，40m，一用一備；穩(wěn)壓泵，1L/S，20m，一用一備；（4）屋頂消火栓泵，20L/S，40m，一用一備。

4.2 方案二

消防水池V1設置在地下室，高位消防水池V3設置在屋頂。系統(tǒng)分為4 個分區(qū)，設置補水泵從消防水池V1供水至高位消防水池V3，Ⅳ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（設置屋頂消防泵供水），地下室噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（設置地下室噴淋泵供水），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)均采用高壓消防給水系統(tǒng)（由高位消防水池V3重力供水），Ⅰ、Ⅱ分區(qū)通過減壓閥控制壓力。

系統(tǒng)相關設備參數如下：（1）地下室噴淋泵，80L/S，80m，一用一備；（2）高位消防水池補水泵，5L/S，220m，一用一備（采用水位控制補水泵的啟停，補水泵供水是開式系統(tǒng)，無零流量狀態(tài)，只要額定壓力≤2.4MPa 即可）；（3）屋頂噴淋泵，20L/S，40m，一用一備；穩(wěn)壓泵，1L/S，20m，一用一備；（4）屋頂消火栓泵，20L/S，40m，一用一備。

4.3 方案三

轉輸水箱V2設置在地下室，消防水池V1設置在屋頂。系統(tǒng)分為4 個分區(qū)，設置補水泵從轉輸水箱V2供水至消防水池V1，Ⅳ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（設置屋頂消防泵供水），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分區(qū)（包括地下室噴淋系統(tǒng)）的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)均采用高壓消防給水系統(tǒng)（由高位消防水池V1重力供水），Ⅰ、Ⅱ分區(qū)通過減壓閥控制壓力。

系統(tǒng)相關設備參數如下：（1）消防水池補水泵，5L/S，220m，一用一備（采用水位控制補水泵的啟停，補水泵供水是開式系統(tǒng)，無零流量狀態(tài)，只要額定壓力≤2.4MPa 即可）；（2）屋頂噴淋泵，20L/S，40m，一用一備；穩(wěn)壓泵，1L/S，20m，一用一備；（3）屋頂消火栓泵，20L/S，40m，一用一備。

4.4 分析總結

三個方案相同之處：Ⅳ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)，屋頂要設置消防水泵房，并做隔振處理。

方案一消防水池V1設置在地下室，轉輸水箱V2設置在屋頂，設置轉輸泵從消防水池V1供水至轉輸水箱V2。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分區(qū)均為臨時高壓消防給水系統(tǒng)，地下室噴淋單獨設置消防泵組供水。優(yōu)點：屋頂水池小。缺點：轉輸泵、地下室噴淋泵耗能高，初投資高。

方案二消防水池V1設置在地下室，高位消防水池V3設置在屋頂，設置補水泵從消防水池V1供水至轉輸水箱V3。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分區(qū)均為高壓消防給水系統(tǒng)，地下室噴淋單獨設置消防泵組供水。優(yōu)點：補水泵流量小，節(jié)能；采用了高壓消防給水系統(tǒng)，安全性高。缺點：地下室消防水池大，屋頂消防水池較大。

方案三轉輸水箱V2設置在地下室，消防水池V1設置在屋頂，設置補水泵從轉輸水箱V2供水至消防水池V1。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分區(qū)（包括地下室噴淋系統(tǒng)）均為高壓消防給水系統(tǒng)。優(yōu)點：補水泵流量小，節(jié)能；采用了高壓消防給水系統(tǒng)，安全性高；地下室消防水池小。缺點：屋頂消防水池很大。

總結：屋頂有條件設置大水池的情況下，選擇方案二或者方案三；屋頂無法設置大水池的情況下，選擇方案一。

5.200m ＜H ≤250m 住宅消防給水系統(tǒng)分析(圖3)

圖3 200m ＜H ≤250m 消防系統(tǒng)方案圖

5.1 方案一

消防水池V1設置在地下室，轉輸水箱V2設置在屋頂。系統(tǒng)分為5 個分區(qū)，設置轉輸泵從消防水池V1供水至避難層轉輸水箱V2，再設置避難層轉輸泵供水至屋頂轉輸水箱V2，Ⅴ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（設置屋頂消防泵供水），地下室噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（設置地下室噴淋泵供水），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)均采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（由屋頂轉輸水箱V2重力供水），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分區(qū)通過減壓閥控制壓力[7]。

系統(tǒng)相關設備參數如下：（1）地下室噴淋泵，80L/S，80m，一用一備；（2）轉輸泵，20L/S，170m，兩用一備；（3）避難層轉輸泵，20L/S，120m，兩用一備；（4）屋頂噴淋泵，20L/S，40m，一用一備；穩(wěn)壓泵，1L/S，20m，一用一備；（5）屋頂消火栓泵，20L/S，40m，一用一備。

5.2 方案二

消防水池V1設置在地下室，轉輸水箱V2設置在避難層，高位消防水池V3設置在屋頂。系統(tǒng)分為5 個分區(qū)，設置補水泵從消防水池V1供水至避難層轉輸水箱V2，再設置避難層補水泵供水至高位消防水池V3，Ⅴ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（設置屋頂消防泵供水），地下室噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（設置地下室噴淋泵供水），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)均采用高壓消防給水系統(tǒng)（由高位消防水池V3重力供水），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分區(qū)通過減壓閥控制壓力。

系統(tǒng)相關設備參數如下：（1）地下室噴淋泵，80L/S，80m，一用一備；（2）避難層轉輸水箱補水泵，5L/S，170m，一用一備；（3）高位消防水池補水泵，5L/S，120m，一用一備；（4）屋頂噴淋泵，20L/S，40m，一用一備；穩(wěn)壓泵，1L/S，20m，一用一備；（5）屋頂消火栓泵，20L/S，40m，一用一備。

5.3 方案三

轉輸水箱V2設置在地下室和避難層，消防水池V1設置在屋頂。系統(tǒng)分為5 個分區(qū)，設置補水泵從地下室轉輸水箱V2供水至避難層轉輸水箱V2，再設置避難層補水泵供水至高位消防水池V3，Ⅴ分區(qū)的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)（設置屋頂消防泵供水），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分區(qū)（包括地下室噴淋系統(tǒng)）的消火栓系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)均采用高壓消防給水系統(tǒng)（由高位消防水池V1重力供水），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分區(qū)通過減壓閥控制壓力。

系統(tǒng)相關設備參數如下：（1）避難層轉輸水箱補水泵，5L/S，170m，一用一備；（2）高位消防水池補水泵，5L/S，120m，一用一備；（3）屋頂噴淋泵，20L/S，40m，一用一備；穩(wěn)壓泵，1L/S，20m，一用一備；（4）屋頂消火栓泵，20L/S，40m，一用一備。

5.4 分析總結

200m ＜H ≤250m 住宅消防給水系統(tǒng)三個方案的優(yōu)缺點與150m ＜H ≤200m 住宅消防給水系統(tǒng)三個方案的優(yōu)缺點相同。

總結：屋頂有條件設置大水池的情況下，選擇方案二或者方案三；屋頂無法設置大水池的情況下，選擇方案一。

結語：

（1）100m ＜H ≤150m 住宅消防給水系統(tǒng)，建議選擇方案二、方案三；（2）150m ＜H ≤200m住宅消防給水系統(tǒng)，屋頂有條件設置大水池的情況下，選擇方案二或者方案三；屋頂無法設置大水池的情況下，選擇方案一；（3）200m ＜H ≤250m 住宅消防給水系統(tǒng)，屋頂有條件設置大水池的情況下，選擇方案二或者方案三；屋頂無法設置大水池的情況下，選擇方案一。