给排水基础知识 第五章 建筑消防给水系统

第五章建筑消防给水系统

在建筑物内部设置消防给水系统，用于扑灭建筑物中一般物质的火灾，是最经济有效的方法。建筑消防给水系统按功能和作用原理不同可分为室内消火栓给水系统、自动喷水灭火系统等。

5－1 概述

灭火剂：水、卤代烷、二氧化碳、干粉、水蒸汽、泡沫等。

室外消防给水系统的任务是供给消防水池和消防车用水。

室内消防给水系统分低层建筑和高层建筑室内消防给水系统，其划分主要是根据消防车的供水能力及消防登高器材的性能来确定的。规定其划分界限为10层及其以上的住宅建筑（包括底层设有服务网点的住宅）和建筑高度24m以上的其他民用和工业建筑。

设置室内消防给水系统的目的是为了有效地控制和扑救室内的初期火灾，对于较大的火灾主要求助于城市消防车赶赴现场，由室外消防给水系统取水加压进行扑救灭火。对于高层建筑，原则上立足于自救。

5－2 室外消防给水系统

一、室外消防给水水源

建筑室外消防给水系统是指多幢建筑所组成的小区及建筑群的室外消防给水系统。

消防用水可由市政给水管网（城镇、居住区、企业单位的室外消防给水，一般均采用低压给水系统，即消防时市政管网中最不利点的供水压力为大于或等于0.1MPa。）、天然水源（枯水期最低水位及寒冷地区冰冻）或消防水池供给，为了确保供水安全可靠，高层建筑室外消防给水系统的水源不宜少于两个。

二、室外消防水压

高压消防给水系统要求管网内经常保持足够的压力，火场上不再使用消防车或水泵加压，在保证用水总量达到最大时，在任何建筑物最高处，水枪的充实水柱仍不小于10m。

室外临时高压给水系统要求管道内平时水压不高，当接到火警时，开启高压消防水泵，使管道内的压力迅速达到高压给水管道系统的要求。

在室外低压消防给水系统中，管道内平时水压较低，保证最不利点消火栓的压力不小于0.1MPa即可，当发生火灾时，由消防车或移动式消防泵进行加压，提供水枪所需要的压力。

目前，我国市政给水管实行低压消防制。通常多采用几幢建筑合用一座消防泵房或每幢建筑物设独立的消防泵房的临时高压给水系统。

三、室外消防给水管道的布置要求

指从市政给水干管接往居住小区、工厂区及公共建筑的室外消防给水管道。

1、室内消防给水管道应布置成环状，对于高层建筑室外消防给水管道应布置成环状。

2、环状管网（指环网中的主要管道）的输水干管及向环状管网输水的输水管（指市政管网通向小区环网的进水管）均不应少于2条，当其中一条发生故障时，其余干管仍能保证消防用水。

3、管网应阀门分成若干独立段，以防某段发生故障及检修时影响消防供水。阀门应设在管道的三通、四通处的支管段下游一侧，每段管上消火栓的数量不宜超过5个。

4、室外消防给水管道的最小管径不应小于100㎜。

四、室外消火栓的布置要求

1、室外消火栓沿道路设置，当道路宽度超过60m时，宜在道路两边设置消火栓，并宜靠近十字路口，以方便消防车取水。

2、消火栓距路边不应超过2m，距房屋外墙不宜小于5m。

3、室外消火栓的间距不应超过120m。

4、室外消火栓的保护半径不应超过150m。

5、室外消火栓的数量按室外消防用水量计算确定，每个室外消火栓的用水量按10~15L/s计算。

6、室外地上式消火栓应有1个直径为150㎜或100㎜和2个直径为65㎜的栓口。

7、室外地下式消火栓应有直径为100㎜和65㎜的栓口各1个，并应有明显的标志。

5－3 低层建筑室内消火栓给水系统

一、室内消火栓给水系统的组成

主要是由室内消火栓、水带、水枪、消防卷盘（消防水喉设备）、水泵接合器，以及消防管道（进户管、干管、立管）、水箱、增压设备、水源等组成。

二、室内消火栓给水系统主要组件

1、消火栓

室内消火栓分为单阀和双阀两种。单阀消火栓又分单出口和双出口，其出口型式又分直角单出口、45°单出口和直角双出口三种。双阀消火栓为双出口。在低层建筑中单阀单口消火栓较多采用，消火栓口直径有DN50、DN65两种。对应的水枪最小流量分别为2.5L/s和5L/s。双出口消火栓直径为DN65，用于每支水枪最小流量不小于5L/s。消火栓进口端与管道相连接，出口与水带相连接。

2、水带

消防水带：麻质、棉织和衬胶水带。前两种抗折叠性能较好，后者水流阻力小。长度有15、20、25m三种。

3、水枪

室内一般采用直流式水枪，喷口直径有13（配DN50）、16（配DN50或DN65）、19㎜（配DN65）三种。

4、消防卷盘（消防水喉设备）

由DN25的小口径消火栓、内径不小于19㎜的橡胶胶带和口径不小于6㎜的消防卷盘喷嘴组成，胶带缠绕在卷盘上。对于没有经过专业训练的人员可以使用消防卷盘进行有效的自救灭火。

室内消火栓、水枪、水带之间采用内扣式快速接头进行连接。常用的消防箱的规格为800×650×200㎜。

5、水泵结合器

当建筑物发生火灾，室内消防水泵不能启动或流量不足时，消防车可由室外消火栓、水池或天然水源取水，通过水泵结合器向室内消防给水管网供水。水泵结合器就是消防车或移动式水泵向室内消防管网供水的连接口。其接口直径DN65和DN80两种，分地上式、地下式、墙壁式三种类型。

三、室内消火栓给水系统的给水方式

1、无水泵、水箱的室内消火栓给水系统

当建筑物高度不大，而室外给水管网的压力和流量在任何时候均能够满足室内最不利点消火栓所需的设计流量和压力时，宜采用此种方式。

2、仅设水箱的室内消火栓给水系统

在室外给水管网水压变化较大的情况下，而且在生活用水和生产用水达到最大，室外管网不能保证室内最不利点消火栓所需的水压和水量时，可采用此种给水方式。

消防水箱的容积按室内10min消防用水量确定。当生产、生活与消防合用水箱时，应具有保证消防水不作它用的技术措施，以保证消防贮水量。

3、设有消防水泵和水箱的室内消火栓给水系统

当室外管网水压经常不能满足室内消火栓给水系统水压和水量要求时，宜采用此种方式。当消防用水与生活、生产用水共用室内给水系统时，其消防水泵应保证供应生活、生产、消防用水的最大秒流量，并应满足室内最不利点消火栓的水压要求。水箱应保证贮存10min的室内消防用水量。水箱的设置高度应保证室内最不利点消火栓所需的水压要求。

四、室内消火栓给水系统的布置及要求

1、室内消火栓的布置

?消火栓布置要求

①设有室内消火栓的建筑物，其每层（包括有可燃物的设备层）均应设置消火栓。

②建筑物任何部位着火，应保证有两支水枪的充实水柱同时达到着火部位。除建筑物最上一层外，其他部位都不应使用双出口消火栓，应采用单出口消火栓。

③消火栓应设在建筑物内明显而便于灭火取用的地方。例如楼梯间、走廊、大厅、车间的出入口等，并应有明显的标志。消火栓栓口距室内地面高度为1.1m，其出口方向宜下或与设置消火栓的墙面成90°角。

④消防电梯前室应设室内消火栓。

⑤冷库内的消火栓应设置在常温穿堂或楼梯间内，以防冻结损坏。

⑥设有室内消火栓的建筑物如为平屋顶时，宜在平屋顶上设置试验和检查用的试验消火栓，用以检查消防系统的运行情况及保护建筑物免受邻近建筑火灾的波及。

⑦同一建筑物内应采用同一规格消火栓、水枪和水带，以便串用。每根水带的长度不宜超过25m。

⑧对于高层工业建筑或水箱设置高度不能满足最不利点消火栓和自动喷水灭火设备的水压及水量要求时，应在每个室内消火栓处设置远距离启动消防水泵的按钮，并应有保护设施，以防损坏或误启动。

⑨当消防水枪射流量小于3L/s时，应采用DN50口径的消火栓和水带，水枪喷嘴直径采用13~16㎜；当射流量大于3L/s时，应采用DN65口径的消火栓和水带，水枪喷嘴直径采用19㎜。

⑩消火栓及消防立管在一般建筑物中均为明装，在对建筑物要求较高及地面狭窄因明装凸出影响通行的情况下，则采用暗装方式。消防立管的底部应设置阀门，阀门经常开启，并应有明显的启闭标志。设置在消防箱内的水带平时要放置整齐，以便灭火时迅速展开使用。

?水枪的充实水柱长度

水枪的充实水柱是指靠近水枪出口的一段密集不分散的射流。从喷嘴出口起到射流90%的总射流量穿过直径38㎜圆圈处的一段射流长度，称为充实水柱长度。以保证具有扑灭火灾的能力。

?消火栓的保护半径

消火栓的保护半径是指一定规格消火栓、水枪、水龙带配套后，以消火栓为圆心，消火栓能充分发挥灭火作用的半径。

?室内消火栓的布置间距

对于高层工业建筑、高架库房、甲、乙类厂房、设有空气调节系统的旅馆，室内消火栓的布置间距不大于30m。其他单层和多层建筑室内消火栓间距不应大于50m。

2、室内消防给水管道的布置

?当室内消火栓超过10个，并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2条进水管与室外环状网相连接，并应将室内管道连接成环状或将进水管与室外管道连成环状。

?7~9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1条。

?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，如果室内消防竖管为2条或2条以上时，应至少每2根竖管连成环状。

?室内消防给水管道应用阀门分割成若干独立段，如某一管段损坏时，停止使用的消火栓在一层中不应超过5个。阀门应该经常处于开启状态，并应有明显的启闭标志。

?室内消火栓给水管网与自动喷水灭火设备的管风宜分开设置，如有困难，应在报警阀前分开设置。

?当生产、生活用水量达到最大，并且市政给水管网仍能满足室内外消防用水量时室内消防水泵的吸水管宜直接从市政管道吸水。

?室内消防给水系统是单独设立还是与其他给水系统合并，应根据建筑物的性质和使用要求确定。高层建筑必须设独立的室内消防给水系统。

?进水管上设置的计量设备不应降低进水管的过水能力。

五、室内消火栓给水系统的水力计算

在流速不超过2.5m/s的条件下确定管径，消防管道的最小直径为50㎜。管道局部压力损失可按沿程压力损失的10%计算。

六、对室内消火栓灭火系统设备的要求

1、消防水泵的要求

?一组消防水泵的吸水管不应少于两条，当其中一条损坏时，其余的吸水管仍能通过全部用水量。高压和临时高压消防给水系统中的每台消防泵应有独立的吸水管。消防水泵宜采用自灌式引水。

?消防水泵房应有不少于两条出水管直接与环状管相连接。当其中一条损坏时，其余的出水管仍能通过全部用水量。在出水管上宜设检查用的压力表和试水用的放水阀门。

?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。当室外消防用水量不超过25L/s的工厂、仓库及7~9层的单元式住宅。

?消防水泵应保证在火警5min内开始工作，并在火场断电时仍能正常运转。设有备用泵的消防泵站，应设备用动力，若用双电源或双回路供电有困难时，可采用内燃机作动力。消防水泵与动力机械宜直接相连。

?消防水泵房应有与本单位消防队直接联络的通讯设备。

2、对室内消防水箱的要求

?室内消防水箱的设置，应根据室外管网的水压和水量及室内用水要求确定。

?设有常高压和临时高压给水系统的建筑物，可以不设消防水箱。

?设置临时高压给水系统的建筑物，如设有消防水箱或气压水箱、水塔，应符合下列要求：应在建筑物顶部（最高部位）设置重力自流水箱；室内消防水箱容积（气压水罐、水塔，以及各分区的消防水箱）应贮存10min的消防用水量（即扑救初期火灾的用水量）。25L/s

?消防用水与其他用水合用一个水箱，应有消防用水不作它用的技术措施，以保证消防用水安全。

?由固定消防水泵供给的消防用水，不应进入消防水箱，以维持管网内的消防水压，可在与水箱相连的消防用水管道上设置单向阀。发生火灾后，消防水箱的补水应由生产或生活给水管道供应，严禁消防水箱采用消防泵补水，以防火灾时消防用水进入水箱。

?室内消防水箱的设置高度，原则上应满足室内最不利点灭火设备所需水量和水压，如果有困难时，也可设置气压给水装置。

3、对减压节流设备的要求

在低层室内消火栓给水系统中，消火栓口处静水压力不能超过800kPa，否则应采用分区给水系统。消火栓栓口处出水水压超过500 kPa时应考虑减压，并设置减压设施。

5—4 高层建筑室内消火栓给水系统

必须遵循“预防为主，防消结合”的消防方针，针对高层建筑发生火灾的特点，立足于自防自救的原则，采取可靠的防火措施。设计时除满足在火灾起始10min内能保证供给足够的消防水量和水压，还应满足火灾延续时间内的消防用水要求。

一、高层建筑消防用水量

1、高层建筑的分类

分一类建筑和二类建筑两类。建筑物类别不同，其室内、外消防用水量不同，一类建筑均大于二类建筑，而且对一类建筑安全方面要求更高些，必须设自动喷水灭火系统，而二类建筑可不设。

2、消防用水量

高层建筑消防用水总量，按室内外消防用水量之和计算。

建筑物内设有消火栓、自动喷水、水幕和泡沫灭火设备时，其室内消防用水量，按需要同时开启的上述设备各用水量之和计算。

高级旅馆、重要办公楼、一类建筑的商业楼、展览馆、综合楼和建筑高度超过100m的其他高层建筑，应设消防卷盘，其用水量可不计入消防总用水量。

高层建筑消火栓用水量包括室内、室外两部分。室内用水量是供室内消火栓扑救建筑物初、中期火灾的，是保证建筑物消防安全所必需的最小水量。而室外用水量是供消防车支援室内灭火的用水量，通过水泵结合器向室内消防给水系统供水。所以在计算室外给水管网通过的消防流量时，应为室内、室外消防水量的总和；而计算室内消防给水管道时，应按室内消防用水量计算，以免增加室内消防系统的投资。

二、高层建筑室内消火栓给水系统的型式

1、按管网服务范围分

?独立的室内消防给水系统：指每幢高层建筑均单独设置水池、水泵及水箱的消防给水系统。在地震区人防要求较高的建筑及重要的建筑物中采用。

?区域集中的室内消防给水系统：指数幢或数十幢高层建筑群共用一个水池及加压泵房的消防给水系统。有有合理规划的高层建筑区内，可采用区域集中的高压或临时高压消防给水系统。

2、按建筑高度分

?不分区的室内消火栓给水系统：当建筑高度大于24m但不超过50m，建筑物内最低层消火栓栓口处静水压力不超过0.8MPa时采用，即整栋建筑物为一个消防给水系统。

?分区供水的室内消火栓给水系统：管材及水带的工作耐压强度难以保证时，为加强供水的安全可靠性，宜采用此系统。

①并联分区：水泵集中布置，高区使用的消防泵及水泵出水管需耐高压；高区水泵结合器必须有高压水泵消防车才能起作用。

②串联分区：消防水泵分别设于各区，当高区发生火灾时，下面各区消防需要同时工作，从下向上逐区加压供水。

从消防本身来讲，以消火栓处静水压力不大于0.8MPa来进行分区，主要是考虑消火栓的水带和普压钢管的压力允许值，若建筑物内采用生活、生产与消防共用给水系统时，分区应协调一致。

三、高层建筑室内消火栓给水系统的布置要求

1、消火栓的布置及要求

高层建筑（除无可燃物的设备层外）和裙房的各层均应设置消火栓。

?室内消火栓应设在过道、楼板附近等明显易于取用的地点，严禁伪装消火栓。消防电梯前室应设消火栓。

?消火栓的间距应保证同层任何部位有两个消火栓的充实水柱同时到达。间距不应超过30m，裙房不应超过50m。

?消火栓的充实水柱应通过水力计算确定，当建筑高度不超过100m，充实水柱应不小于10m；当建筑高度超过100m时，充实水柱应不小于13m。

?消火栓采用同一规格型号，消火栓栓口直径应为65㎜，水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19㎜。

?当消火栓栓口的静压力大于0.8MPa 时，应采用分区给水系统。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。

?临时高压给水系统的每个消火栓处应设置直接启动消防水泵的按钮，并应设有保护按钮的设施。

?高层建筑的屋顶应设有检查用消火栓，采暖地区可设在顶层出口处或水箱间内。检查用消火栓的充实水柱长度不应小于10m，水带长采用25m。

?高级宾馆、重要办公楼、一类建筑的商业楼、展览馆、综合楼及建筑高度超过100m的其他高层建筑应增设消防卷盘，以便于一般工作人员扑灭初期火灾。

2、室内消防给水管道的布置及要求

?高层建筑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，以保证供水干管和每个消防竖管道都能双向供水。

?室内管道的进水管不应少于两条，宜从建筑物的不同侧引入，当一条引入管发生故障时，其余进水管仍能保证消防水量和水压的要求。

?消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪充实水柱同时达到防护区的任何部位，每根竖管的直径应按通过的流量计算确定，但不应小于100㎜。18层及其以下，每层不超过8户，建筑面积不超过650m2的塔式住宅，在布置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消火栓。

?室内消火栓给水系统应与自动喷水灭火系统分开设置，如分开设置有困难时，可合用消防泵，但在自动喷水灭火系统的报警阀前必须分开设置。

?室内消防给水管道应采用阀门分成若干独立段。阀门的布置应保证检修管道时，关闭停用的竖管不超过一根，当竖管超过4根时，可关闭不相邻的两根。管道上的阀门一般在节点处按n－1的原则设置，n为每个节点所连接的管段数。阀门应有明显的启闭标志，同时应处于常开状态。

3、水泵结合器的要求

?水泵结合器的数量按室内消防流量计算确定。每个水泵结合器的流量按10~15L/s计。水泵结合器不应少于2个。

?当室内消防采用竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵结合器。

?水泵结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。

?水泵结合器在温暖地区宜采用地上式，寒冷地区采用地下式，应有明显的标志。墙壁式安装在建筑物的墙角或外墙处，不占地面位置，且使用方便。安装见图集《消防水泵结合器安装》86S164。

4、消防水箱设置要求

?采用高压给水系统时可不设水箱。当采用临时高压给水系统时，应设高位消防水箱。其消防贮水量为：一类公共建筑不应小于18 m3；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。

?高位水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑物高度不超过100m，要求高层建筑最不得利点消火栓静水压力不低于0.07MPa；当建筑高度超过100m时，不应低于0.15MPa。否则，应设增压设施。

?并联分区消防给水系统的分区消防水箱容量应与高位消防水箱相同。

?消防用水与其他用水合用水箱时，应有确保消防用水不作它用的技术措施。

?除串联消防给水系统外，发生火灾时由消防水泵供给的消防用水不应进入高位水箱。

?设有高位消防水箱的消防给水系统，其增压设施应符合以下规定。

①增压水泵的出水量，对消火栓给水系统应不大于5L/s；对自动喷水灭火系统应不大于1 L/s。

②气压水罐的调节水量宜为450L。

四、高层建筑室内消火栓给水系统水力计算

计算的目的是要保证系统中最不利点消火栓所需要的消防水量和水枪所需的充实水柱水度。

实际流量应按所需的充实水柱长度来计算。

消防给水系统各竖管的管径应与最不利竖管的管径相同，因为在火灾时，消火栓的使用是随机的，每根竖管都有可能通过最不利竖管所通过的消防流量。

五、消火栓减压

当消火栓栓口处压力超过0.5MPa时，应采取减压措施，以保证消防灭火时各栓口均匀供水，避免提前用完消防贮水（水枪射流产生的反作用力）。

通常采用铝式铜制孔板减压。孔板中央有圆孔的薄板，用法兰嵌装在消防竖管与消火栓之间的支管上，当水流通过截面积较小的孔板时，造成局部损失，由此达到减压目的。

六、消防水泵

1、室内消防水泵应按消防时所需的水枪实际出流量进行设计，其扬程应满足消火栓给水系统所需的总压力的需要。室外消防水泵按室内、室外消防用水量之和设计。

2、水泵选择时，宜选择Q-H性能曲线较平缓的泵型，以免水泵发生喘振。

3、消防给水系统设置一台备用水泵，其工作能力不小于消防工作泵中最大一台工作泵的工作能力。

4、一组消防水泵的吸水管不宜少于两条，当其中一条损坏或检修时，其余吸水管应能通过全部流量。消防水泵房应不小于两条供水管与环状管网连接。

5、消防水泵应采用自灌式吸水，其吸水管上应设阀门。供水管上应设试验和检查用的压力表和DN65的放水阀门，以方便水泵的检查与试验。

6、当市政给水环形干管允许直接吸水时，消防水泵应直接从室外给水管网吸水。如采用直接吸水时，水泵扬程计算应考虑室外给水管网的最低压力，并以室外管网的最高水压校核水泵的工作情况。

7、消防水泵房与消防控制中心之间，应设直接通讯的设备。