消防给水设施.docx

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消防给水设施

第一章消防给水设施

    学习要求

    通过本章的学习，了解消防给水系统的主要构成、系统的类型；熟悉室内外消火栓的工作原理，掌握室内外消火栓系统的设置要求及设置场所。

    建筑消火栓给水系统是指为建筑消防服务的以消火栓为给水点、以水为主要灭火剂的消防给水系统。

它由消火栓、给水管道、供水设施等组成。

按设置区域不同，消火栓给水系统分为城市消火栓给水系统和建筑物消火栓给水系统；按设置位置不同，消火栓给水系统分为室外消火栓给水系统和室内消火栓给水系统。

第一小节第一节 消防给水设施

     消防给水设施包括消防水源（消防水池）、消防水泵、消防增（稳）压设施（消防气压罐）、消防水箱、水泵接合器和消防给水管网等。

    一、消防水泵

    消防水泵是通过叶轮的旋转将能量传递给水，从而增加了水的动能、压力能，并将其输送到灭火设备处，以满足各种灭火设备的水量、水压要求，它是消防给水系统的心脏。

目前，消防给水系统中使用的水泵多为离心泵，因为该类水泵具有适应范围广、型号多、供水连续、可随意调节流量等优点。

    这里的消防水泵主要是指水灭火系统中的消防给水泵，如消火栓泵、喷淋泵、消防转输泵等。

（一）设置要求

    消防水泵是指在消防给水系统中（包括消火栓系统、喷淋系统和水幕系统等）用于保证系统给水压力和水量的给水泵。

消防转输泵是指在串联消防泵给水系统和重力消防给水系统中，用于提升水源至中间水箱或消防高位水箱的给水泵。

     在临时高压消防给水系统、稳高压消防给水系统中均需设置消防泵。

在串联消防给水系统和重力消防给水系统中，除了需设置消防泵外，还需设置消防转输泵。

消火栓给水系统与自动喷水灭火系统宜分别设置消防泵：

    设置消防水泵和消防转输泵时均应设置备用泵。

备用水泵的工作能力不应小于最大一台消防工作泵的工作能力。

自动喷水灭火系统可按“用一备一”或“用二备一”的比例设置备用泵。

     根据现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）的规定，下列情况下可不设备用泵。

    1）建筑高度小于54m的住宅和室外消防给水设计流量小于或等于25L/s时。

    2）建筑的室内消防给水设计流量小于或等于10L/s的建筑。

（二）消防泵的选用

    所选消防泵产品应符合国家标准《消防泵》（GB6245-2006）的规定，并通过国家消防装备质量监督检验中心的检测。

    1.消防水泵的流量、扬程等应符合以下要求：

    1）消防水泵的性能应满足消防给水系统所需流量和压力的要求。

    2）消防水泵所配驱动器的功率应满足所选水泵流量扬程性能曲线上任何一点运行所需功率的要求。

    3）当采用电动机驱动的消防水泵时，应选择电动机干式安装的消防水泵。

    4）流量扬程性能曲线用为无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量时的压力不应大于设计工作压力的140%，且宜大于设计工作压力的120%。

    5）当出流量为设计流量的150%时，其出口压力不应低于设计工作压力的65%。

    6）泵轴的密封方式和材料应满足消防水泵在低流量时运转的要求。

    7）消防给水同一泵组的消防水泵型号宜一致，且工作泵不宜超过3台。

    8）多台消防水泵并联时，应校核流量叠加对消防水泵出口压力的影响。

    2.消防水泵的主要材质应符合下列规定：

    1）水泵外壳宜为球墨铸铁。

    2）叶轮宜为铜或不锈钢。

    3.柴油机消防水泵应符合下列规定：

    1）柴油机消防水泵应采用压缩式点火型柴油机。

    2）柴油机的额定功率应校核海拔和环境温度对柴油机功率的影响。

    3）柴油机消防水泵应具备连续工作性能，试验运行时间不应小于24h。

    4）柴油机消防水泵的蓄电池应保证消防水泵随时自动启泵的要求。

    5）柴油机消防水泵的供油箱应根据火灾蔓延时间确定，且油箱最小有效容积应按1.5L/KW配置，柴油机消防水泵油箱内储存的燃料不应小于50%的储量。

    4.轴流深井泵的安装符合下列规定：

    1）轴流深井泵安装于水井时，其淹没深度应满足其可靠运行的要求，在水泵出流量为150%设计流量时，其最低淹没深度应是第一个水泵叶轮底部水位线以上不少于3.2m，且海拔每增加300m，深井泵的最低淹没深度应至少增加0.3m。

    2）轴流深井泵安装在消防水池等消防水源上时，其第一个水泵叶轮底部应低于消防水池的最低有效水位线，且淹没深度应根据水力条件经计算确定，并应满足消防水池等消防水源有效储水量或有效水位能全部被利用的要求；当水泵设计流量大于125L/s时，应根据水泵性能确定淹没深度，并应满足水泵气蚀余量的要求。

    3）轴流深井泵的出水管与消防给水管网连接应符合《消防泵》规范第5.1.13条第3款的有关规定。

    4）轴流深井泵出水管的阀门设置应符合《消防泵》规范第5.1.13条第5、6款的有关规定。

    5）当消防水池最低水位低于离心水泵出水管中心线或水源水位不能保证离心水泵吸水时，可采用轴流深井泵，并应采用湿式深坑的安装方式安装于消防水池等消防水源上。

    6）当轴流深井泵的电动机露天设置时，应有防雨功能。

    7）其他应符合现行国家标准《室外给水设计规范》（GB50013-2016）的有关规定。

    （三）消防泵的串联和并联

    消防泵的串联是将一台泵的出水口与另一台泵的吸水管直接连接且两台泵同时运行。

消防泵的串联在流量不变时可增加扬程。

故当单台消防泵的扬程不能满足最不利点喷头的水压要求时，系统可采用串联消防给水系统。

消防泵的串联宜采用相同型号、相同规格的消防泵。

在控制上，应先开启前面的消防泵，后开启后面（按水流方向）的消防泵。

在有条件的情况下，应尽量选用多级泵。

    消防泵的并联是指由两台和两台以上的消防泵同时向消防给水系统供水。

消防泵并联的作用主要在于增加流量，但在流量叠加时，系统的流量会有所下降，选泵时应考虑这种因素，也就是说，并联工作的总流量增加了，但单台消防泵的流量却有所下降，故应适当加大单台消防泵的流量。

并联时也宜选用相同的型号和规格的消防泵，以使消防泵的出水压力相等、工作状态稳定。

    （四）消防水泵的吸水

    根据离心泵的特性，水泵启动时其叶轮必须浸没在水中。

为保证消防泵及时、可靠地启动，吸水管应采用自灌式吸水，如图3-2-1所示。

即泵轴的高程要低于水源的最低可用水位。

在自灌方式吸水时，吸水管上应装设阀门，以便于检修。

    1）消防水泵应采取自灌水吸水。

    2）消防水泵从市政管网直接抽水时，应在消防水泵出水管上设置有空气隔断的倒流防止器。

    3）当吸水口处无吸水井时，吸水口处应设置旋流防止器。

    （五）消防水泵管路的布置要求

    1.消防水泵吸水管的布置要求

    消防水泵吸水管应保证不漏气，且在布置时应注意以下几点。

     1）一组消防水泵，吸水管不应少于两条，当其中一条损坏或检修时，其余吸水管应仍能通过全部消防给水设计流量。

     2）消防水泵吸水管布置应避免形成气囊。

     3）消防水泵吸水口的淹没深度应满足消防水泵在最低水位运行安全的要求，吸水管喇叭口在消防水池最低有效水位下的淹没深度应根据吸水管喇叭口的水流速度和水力条件确定，但不应小于600mm，当采用旋流防止器时，淹没深度不应小于200mm。

     4）消防水泵的吸水管上应设置明杆闸阀或带自锁装置的蝶阀，但当设置暗杆阀门时应设有开启刻度和标志；当管径超过DN300时，宜设置电动阀门。

     5）消防水泵吸水管的直径小于DN250时，其流速宜为1.0～1.2m/s；直径大于DN250时，宜为1.2～1.6m/s。

     6）吸水井的布置应满足井内水流顺畅、流速均匀、不产生涡旋的要求，并应便于安装施工。

     7）消防水泵的吸水管穿越消防水池时，应采用柔性套管；采用刚性防水套管时应在水泵吸水管上设置柔性接头，且管径不应大于DN150。

     8）消防水泵吸水管可设置管道过滤器，管道过滤器的过水面积应大于管道过水面积的4倍，且孔径不宜小于3mm。

     9）消防水泵吸水管水平管段上不应有气囊和漏气现象。

变径连接时，应采用偏心异径管件并应采用管顶平接。

    2．消防水泵出水管的布置

    消防水泵出水管路应能承受一定的压力，保证不漏水，布置上应注意以下几点。

    1）一组消防水泵应设不少于两条的输水干管与消防给水环状管网相连接，当其中一条输水管检修时，其余输水管应仍能供应全部消防给水设计流量。

    2）消防水泵的出水管上应设止回阀、明杆闸阀；当采用蝶阀时，应带有自锁装置；当管径大于DN300时，宜设置电动阀门。

    3）消防水泵出水管的直径小于DN250时，其流速宜为1.5-2.0m/s；直径大于DN250时，宜为2.0-2.5m/s。

    4）消防水泵出水管上应安装消声止回阀、控制阀和压力表；系统的总出水管上还应安装压力表和压力开关；安装压力表时应加设缓冲装置。

压力表和缓冲装置之间应安装旋塞；压力表量程在没有设计要求时，应为系统工作压力的2~2.5倍。

    3.消防水泵吸水管和出水管上压力表的设置要求

    1）消防水泵出水管压力表的最大量程不应低于其设计工作压力的2倍，且不应低于1.60MPa。

    2）消防水泵出水管宜设置真空表、压力表或真空压力表，压力表的最大量程应根据工程具体情况确定，但不应低于0.70MPa，真空表的最大量程宜为-0.10MPa。

    3）压力表的直径不应小于100mm，应采用直径不小于6mm的管道与消防水泵进出口管相接，并应设置关断阀门。

    4.流量和压力测试装置

    一组消防水泵应在消防水泵房内设置流量和压力测试装置，并应符合下列规定：

    1）单台消防水泵的流量不大于20L/s、设计工作压力不大于0.50MPa时，泵组应预留测量用流量计和压力计接口，其他泵组宜设置泵组流量和压力测试装置。

    2）消防水泵流量检测装置的计量精度应为0.4级，最大量程的75%应大于最大一台消防水泵设计流量值的175%。

    3）消防水泵压力检测装置的计量精度应为0.5级，最大量程75%应大于最大一台消防水泵设计压力值的165%。

    4）每台消防水泵出水管上应设置DN65的试水管，并应采取排水措施。

    （六）消防水泵的启动及动力装置

    1.消防水泵的启动装置

     1）消防水泵应能手动启停和自动启动，且应确保从接到启泵信号到水泵正常运转的自动启动时间不应大于2min。

消防水泵不应设置自动停泵的控制功能，停泵应由具有管理权限的工作人员根据火灾扑救情况确定。

    2）消防水泵应由消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关，或报警阀压力开关等开关信号直接自动启动。

消防水泵内的压力开关宜引入消防水泵控制柜内。

    3）消火栓按钮不宜作为直接启动消防泵的开关，但可作为发出报警信号的开关或启动干式消火栓系统的快速启闭装置等。

    4）稳压泵应由消防给水管网或气压水罐上设置的稳压泵自动启停泵压力开关或压力变送器控制。

    2.消防水泵控制柜的设置要求

    消防水泵控制柜应设置在消防水泵房或专用消防水泵控制室内，并应符合下列要求：

    1）消防水泵控制柜在平时应使消防水泵处于自动启泵状态。

    2）当自动水灭火系统为开式系统，且设置自动启动确有困难时，经论证后消防水泵可设置在手动启动状态，并应确保24h有人工值班。

    3）消防水泵控制柜设置在专用消防水泵控制室时，其防护等级不应低于IP30；与消防水泵设置在同一空间时，其防护等级不应低于IP55.

    4）消防水泵控制柜应采取防止被水淹没的措施。

在高温潮湿环境下，消防水泵控制柜内应设置自动防潮除湿的装置。

    5）消防水泵控制柜应设置机械应急启泵功能，并应保证在控制柜内的控制线路发生故障时由具有管理权限的人员在紧急时启动消防水泵。

机械应急启动时，应确保消防水泵在报警后5.0min内正常工作。

    6）消防水泵控制柜前面板的明显部位应设置紧急时打开柜门的设置。

    7）消防水泵控制柜应有显示消防水泵工作状态和故障状态的输出端子及远程控制消防水泵启动的输入端子。

控制柜应具有自动巡检可调、显示巡检状态和信号等功能，且对话界面应由汉语语言，图标应便于识别和操作。

    3.消防水泵的动力装置

    1）消防水泵的供电应按现行国家标准《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）的规定进行设计。

消防转输泵的供电应符合消防吧的供电要求。

消防泵、消防稳压泵及消防转输泵应有不间断的动力供应，也可采用内燃机作为动力装置。

    2）消防水泵的双电源自动切换时间不应大于2s，一路电源与内燃机动力的切换时间不应大于15s。

    （七）通信报警设备

    消防水泵房应设有直通本单位消防控制中心或消防队的联络通信设备，以便在发生火灾后及时与消防控制中心或消防队取得联络。

    二、消防供水管道

（一）室外消防给水管道

     1.室外消防给水管道的布置要求

    1）室外消防给水采用两路消防供水时，应布置成环状，但当采用一路消防供水时，可布置成枝状。

    2）向环状管网输水的进水管不应少于两条，当其中一条发生故障时，其余的进水管应能满足消防用水总量的供给要求。

    3）消防给水管道应采用阀门分成若干独立段，每段内室外消火栓的数量不宜超过5个。

    4）管道的直径应根据流量、流速和压力要求经计算确定，但不应小于DN100，有条件时的应不小于DN150mm。

    5）室外消防给水管道设置的其他要求应符合现行国家标准《室外给水设计规范》（GB50013-2016）的有关规定。

     2.管材、阀门和敷设

（1）管材。

埋地管道宜采用球墨铸铁管、钢丝网骨架塑料复合管和加强防腐的钢管等管材，室内外架空管道应采用热浸锌镀锌钢管等金属管材，并应考虑系统工作压力、覆土深度、土壤的性质、管道的耐腐蚀能力，可能受到土壤、建筑基础、机动车和铁路等其他附加荷载的影响以及管道穿越伸缩缝合沉降缝等综合影响，选择管材和设计管道。

    埋地管道当系统工作压力不大于1.20MPa时，宜采用球墨铸铁管或钢丝网骨架塑料复合管给水管道；当系统工作压力大于1.20MPa且小于1.60MPa时，宜采用钢丝网骨架塑料复合管、加厚钢管和无缝钢管；当系统工作压力大于1.60MPa，宜采用无缝钢管。

    架空管道当系统工作压力小于或等于1.20MPa，可采用热浸锌镀锌钢管：

当系统工作压力大于1.20MPa且小于1.60MPa时，应采用热浸镀锌加厚钢管或热浸镀锌无缝钢管；当系统工作压力大于1.60MPa时，应采用热浸镀锌无缝钢管。

（2）阀门

    1）消防给水系统的阀门选择应符合：

    ①埋地管道的阀门宜采用带启闭刻度的暗杆闸阀，当设置在阀门内时可采用耐腐蚀的明杆闸阀。

    ②室内架空管道的阀门宜采用蝶阀、明杆闸阀或带启闭刻度的明杆闸阀等。

    ③室外架空管道宜采用带启闭刻度的暗杆闸阀或耐腐蚀的明杆闸阀。

    消防给水系统管道的最高点处宜设置自动排气阀。

消防水泵出水管上的止回阀宜采用水锤消除止回阀，当消防水泵供水高度超过24m时，应采用水锤消除器。

当消防水泵出水管上设有囊式气压水罐时，可不设水锤消除设施。

在寒冷、严寒地区，室外阀门井应采取防冻措施，消防给水系统的室内外消火栓、阀门等设置位置，应设置永久性固定标志。

    2）减压阀的设置应符合：

    ①减压阀应设置在报警阀组入口前，当连接两个及以上报警阀组时，应设置备用减压阀。

    ②减压阀的进口处应设置过滤器，过滤器的孔网直径不宜小于4~5目/c㎡，过流面积不应小于管道截面面积的4倍。

    ③过滤器和减压阀前后应设压力表，压力表的表盘直径不应小于100mm，最大量程宜为设计压力的2倍。

    ④过滤器前和减压阀后应设置控制阀门。

    ⑤减压阀后应设置压力试验排水阀。

    ⑥减压阀应设置流量检测测试接口或流量计。

    ⑦垂直安装的减压阀，水流方向宜向下。

    ⑧比例式减压阀宜垂直安装，可调式减压阀宜水平安装。

    ⑨减压阀和控制阀门宜有保护或锁定调节配件的装置。

     ⑩接减压阀的管段不应有气堵、气阻。

    （3）敷设。

埋地管道的地基、基础、垫层、回填土压实度等的要求，应根据刚性管或柔性管管材的性质，结合管道埋设处的具体情况，按现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）和《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）的有关规定执行。

当埋地管直径不小于DN100时，应在管道弯头、三通和堵头等位置设置钢筋混凝土支墩。

消防给水管道不宜穿越建筑基础，当必须穿越时，应采取防护套管等保护措施。

埋地钢管和铸铁管，应根据土壤和地下水腐蚀性等因素确定管外壁防腐措施；海边、空气潮湿等空气中含有腐蚀性介质的场所的架空管道外壁应采取相应的防腐措施。

（二）室内消防给水管道

    室内消防给水管网是室内消火栓给水系统的重要组成部分，为确保供水安全可靠，其在布置时应符合下列规定：

    1）室内消火栓系统管网应布置成环状，当室外消火栓设计流量不大于20L/s，且室内消火栓不超过10个时，除现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）第8.1.2条外，可布置成枝状。

    2）当由室外生产生活消防合用系统直接供水时，合用系统除应满足室外消防给水设计流量以及生产和生活最大小是设计流量的要求外，还应满足室内消防给水系统的设计流量和压力要求。

    3）室内消防管道管径应根据系统设计流量、流速和压力要求经计算确定：

室内消火栓竖管管径应根据竖管最低流量经计算确定，但不应小于DN100。

    4）室内消火栓环状给水管道检修时应符合下列规定：

    ①室内消火栓竖管应保证检修管道时关闭停用的竖管不超过1根，当竖管超过4根时，可关闭不相邻的2根。

    ②每根竖管与供水横干管相接处应设置阀门。

    5）室内消火栓给水管网宜与自动喷水等其他灭火系统的臂网应分开设置。

当合用消防泵时，供水管路沿水流方向应在报警阀前分开设置。

    6）消防给水管道的设计流速不宜大于2.5m/s，自动喷水灭火系统管道设计流速应符合现行国家标准《动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2005）、《泡沫灭火系统设计规范》（GB50151-2010）《水喷雾灭火系统设计规范》（GB50219-2014）和《固定消防炮灭火系统设计规范》（GB50338-2003）的有关规定，但任何消防管道的给水流速不应大于7m/s。

    三、消防水泵接合器

    消防水泵接合器是供消防车向消防给水管网输送消防用水的预留接口。

它既可用以补充消防水量，也可用于提高消防给水管网的水压。

    在火灾情况下，当建筑物内的消防水泵发生故障或室内消防用水不足时，消防车从室外取水通过水泵接合器将水送到室内消防给水管网，供灭火使用。

（一）设置要求

     1）高层民用建筑、设有消防给水的住宅、超过五层的其他多层民用建筑、超过两层或建筑面积大于10000m2的地下或半地下建筑（室）、室内消火栓设计流量大于10L/s平战结合的人防工程、高层工业建筑和超过四层的多层工业建筑、城市交通隧道，其室内消火栓给水系统应设水泵接合器；自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、泡沫灭火系统和固定消防炮灭火系统等水灭火系统，均应设置消防水泵接合器。

    2）消防水泵接合器的给水流量宜按每个10～15L/s计算。

每种水灭火系统的消防水泵接合器设置的数量应按系统设计流量经计算确定，但当计算数量超过3个时，可根据供水可靠性适当减少。

    3）临时高压消防给水系统向多栋建筑供水时，消防水泵接合器应在每座建筑就近设置。

    4）消防水泵接合器的供水范围，应根据当地消防车的供水流量和压力确定。

    5）消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器；当建筑高度超过消防车供水高度时，消防给水应在设备层等方便操作的地点设置手抬泵或移动泵接力供水的吸水和加压接口。

    6）水泵接合器应设在室外便于消防车使用的地点，且距室外消火栓或消防水池的距离不宜小于15m，并不宜大于40m。

    7）墙壁消防水泵接合器的安装高度距地面宜为0.70m；与墙面上的门、窗、孔、洞的净距离不应小于2.0m，且不应安装在玻璃幕墙下方；地下消防水泵接合器的安装，应使进水口与井盖地面的距离不大于0.40m，且不应小于井盖的半径。

    8）水泵接合器处应标识每个水泵接合器的供水系统名称，设置永久性标志铭牌，并应标明供水系统、供水范围和额定压力。

（二）组成

     水泵接合器是由阀门、安全阀、止回阀、栓口放水阀以及连接弯管等组成的。

在室外从水泵接合器栓口给水时，安全阀起到保护系统的作用，以防补水压力超过系统的额定压力；水泵接合器设止回阀，以防止系统的给水从水泵接合器流出；为考虑安全阀和止回阀检修的需要，还应设置阀门；放水阀具有泄水的作用，用于防冻。

水泵接合器组件的排列次序应合理，按水泵接合器给水的方向，依次是止回阀、安全阀和阀门。

     四、增（稳）压设备

    对于采用临时高压消防给水系统的高层或多层建筑，当消防水箱设置高度不能满足系统最不利点灭火设备所需的水压要求时，应设置增（稳）压设备。

增（稳）压设备一般由稳压泵、隔膜式气压罐、管道附件及控制装置组成。

如图3-2-3所示。

（一）稳压泵

    稳压泵是在消防给水系统中用于稳定平时最不利点水压的给水泵，通常是选用小流量、高扬程的水泵。

消防稳压泵也应设置备用泵，通常可按“一用一备”原则选用。

宜采用离心泵，并符合单吸单级或单吸多级离心泵，泵外壳和叶轮等主要部件的材质宜采用不锈钢。

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