南京某创新广场水消防设计.docx

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南京某创新广场水消防设计

浅谈南京某创新广场消防给水及消火栓系统设计

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摘要:

结合南京创新广场消防给水设计，就室内外消火栓给水系统、消防水池、高位消防水箱、消火栓水泵计算选型及控制与操作以及消防水泵接合器设置等多方面，谈谈对《消防给水及消火栓系统技术规范》的理解和掌握。

Abstract:

combinedwith thedesignoffirewatersupply ofNanjinginnovation Plaza, indoorandoutdoor firehydrantwatersupply system, onthe firewatertank, firewatertank, firehydrant waterpump controlandoperation aswellasthe selectionand calculationof firepumpadapter settings andsoon, totalkaboutthe 《Technicalcodeforfireprotectionwatersupplyand hydrantsystems》 tounderstandandmaster.

关键词：

消防给水消火栓流量压力有效容积

Keywords:

 FirewatersupplyFirehydranttrafficpressureEffectivevolume

1引言

2014.10.1《消防给水及消火栓系统技术规范》（DG50974-2014）正式实施，有关消防给水及消火栓系统设计的主要设计依据由原《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）改为本规范。

《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）亦将于2015.5合并为新版的《建筑设计防火规范》（GB50016-2014），新版的《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）将不对消防给水系统设计进行具体的规范，仅对室内外消火栓及自动喷水灭火系统设置场所等提出规定。

《消防给水及消火栓系统技术规范》（DG50974-2014）（以下简称消防给水规范，且所列条款均为该规范条款）内室内外消火栓给水系统设计流量、消防水池、高位消防水箱、消火栓水泵计算选型、控制与操作及消防水泵接合器设置等等诸多方面规定均与《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95（2005年版）有较大的变化。

消防给水规范适用于新建、扩建、改建的工业、民用、市政等建设工程的消防给水及消火栓系统的设计、施工、验收和维护管理。

以下借某创新广场按照消防给水规范进行的水消防设计，结合设计人员在工程设计中出现的一些问题，主要就消火栓给水系统的设计谈谈对消防给水规范的理解与掌握。

2项目概况

南京某创新广场项目为高层研发、多层配套办公用房，建设用地面积102827m2，总建筑面积约344772m2，其中地上建筑面积约257067m2，地下建筑面积约87705m2。

共计24栋建筑。

其中最高建筑10#建筑23层，建筑高度96m，建筑面积47263.5m2。

3消防给水系统设计

3.1同一时间内火灾次数及公共建筑群共用临时高压消防给水系统

规范3.1.1之3规定“仓库和民用建筑同一时间内的火灾起数应按1起确定。

”

关于公共建筑群共用临时高压消防给水系统，规范6.1.11之3规定“公共建筑宜为同一产权或物业管理单位。

”

鉴于该广场总建筑面积34万m2，建设单位确认该广场物业管理将由同一物业管理公司负责，该广场同一时间内的火灾起数按1起确定，按公共建筑群共用临时高压消防给水系统设计。

室内设有消火栓给水系统和自动喷水灭火系统；室外设有消防水池吸水口及室外消火栓给水系统。

3.2消火栓给水系统设计参数

室外消火栓设计流量按体积依据规范表3.3.2条确定；室内消火栓设计流量多层建筑按建筑功能及体积、高层建筑按类别依据表3.5.2条确定；火灾延续时间依据表3.6.2确定。

该广场室内外消火栓设计流量按广场内设计流量最大的10#建筑的标准设计确定。

该建筑体积大于50000m³，为建筑高度>50米的一类科研楼建筑。

室外设计流量为40L/s，室内消火栓设计流量为40L/s，火灾延续时间为3h。

3.3消防水源

规范4.2.1明确“当市政给水管网连续供水时，消防给水系统可采用市政给水管网直接供水。

”，规范4.2.2对用作两路消防供水的市政给水管网提出下列要求“1市政给水厂应至少有两条输水干管向市政给水管网输水；2市政给水管网应为环状管网；3应至少有两条不同的市政给水干管上不少于两条引入管向消防给水系统供水。

”

根据可利用的现场供水资料，城市自来水仅有一路DN200给水管进入广场，不能保证连续供水，因此，市政给水管网不满足向该广场消防给水系统直接供水的条件，该广场需设置消防水池，储存火灾延续时间内需要同时开启的灭火系统的消防用水总量，即3小时室内外消火栓设计用水量和1小时自动喷水灭火系统设计流量，消防储水有效容积990m3，分为可独立使用的两格。

消防水池进水管根据消防水池有效容积和补水时间确定，依据规范4.3.3补水时间取48h，进水管设计流量即为21m³/h，进水管管材采用给水塑料管，按流速不大于1.5m/s计算，管径可为DN70，但规范4.3.3同时强调，“消防水池进水管管径应经计算确定，且不应小于DN100。

”设计消防水池进水管选用DN100。

消防水池的出水、排水和水位，严格按规范4.3.9要求即“1消防水池的出水管应保证消防水池的有效容积能被全部利用；2消防水池应设置就地水位显示装置，并应在消防控制中心或值班室等地点设置显示消防水池水位的装置，同时应有最高和最低报警水位；3消防水池应设置溢流水管和排水设施，并应采用间接排水。

”设计。

消防水泵吸水管采用吸水喇叭口，消防水泵吸水管喇叭口支座高度500mm，为保证消防水池的有效容积能被全部利用，依据规范5.1.13之4规定保证吸水喇叭上方600mm淹没深度，消防水池吸水槽底距水池底1100，如图1；

消防水池设置玻璃管水位计就地显示水位，并配置远传水位仪于消防值班室显示消防水池水位，设置最高、最低水位报警；消防水池溢流管及排水管间接排入设于消防水泵房内集水坑，通过设于集水坑内由高低水位自动运行的潜水泵提升至室外排水管网。

3.4室外消火栓给水

地下消防水池储存了火灾延续时间内的全部室外消防用水量，设置一用一备2台室外消防转输水泵向室外消火栓管网供水，并配置一套稳压供水设备维持室外消防给水管网日常工作压力。

同时，规范4.3.7要求“储存室外消防用水的消防水池或供消防车取水的消防水池，应符合下列规定：

1消防水池应设置取水口（井），且吸水高度不应大于6.0m；2取水口（井）与建筑物（水泵房除外）的距离不宜小于15m；”由于受地下室功能布局限制，消防水池水泵房设于地下一层，虽然消防水池储存了室外消防用水，但该水池设于05#建筑下方，无法设置可满足规范要求的吸水口，为满足消防车吸水要求，该广场于1#建筑外墙20m处另设储存火灾延续时间3h内全部室外消防用水量432m³的室外消防水池，该水池池底距室外地坪4.50m，池顶设置消防车吸水口供消防车吸水用。

3.5高位消防水箱

室内消火栓给水系统采用临时高压制。

满足初期火灾消防用水量由广场内最高建筑10#楼屋面高位消防水箱供给，依据规范5.2.1之1即“一类高层公共建筑，不应小于36m³”的规定，高位消防水箱的有效容积设计为36m³。

由于该水箱的设置高度虽然高于其所服务的水灭火设施，但最低有效水位未能满足水灭火设施最不利点处的静水压力即规范5.2.2之1规定的“一类高层民用公共建筑，不应低于0.10MPa”的要求，为此，配置了稳压水泵。

稳压水泵的设计流量规范5.3.2之1强调“稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量和系统自动启动流量”，其设计压力规范5.3.3规定“1稳压泵的设计压力应满足系统自动启动和管网充满水的要求；2稳压泵的设计压力应保持系统自动启泵压力设置点处的压力在准工作状态时大于系统设置自动启泵压力值，且增加值宜为0.07MPa~0.10MPa；3稳压泵的设计压力应保持系统最不利点处水灭火设施在准工作状态时的静水压力应大于0.15MPa。

”同时为了防止稳压泵频繁启停，配置气压水罐，依据规范5.3.4规定“当采用气压水罐时，其调节容积应根据稳压泵启泵次数不大于15次/h计算确定，但有效储水容积不宜小于150L。

”设计选用气压罐的调节水容量为150L，配置XBD3.0/1J-40HDGD稳压泵2台，1用1备，稳压泵流量1L/s，启泵压力0.16MPa，停泵压力0.25MPa，满足系统自动启动和管网充满水的要求。

高位消防水箱露天设置，设计选用保温型箱泵一体化设备。

水箱进水管进水管设置遥控浮球阀，进水管径DN40，流速1.20m/s时流量为1.50L/s，水箱充满水所需时间约6.7小时，满足规范5.2.6之5“进水管的管径应满足消防水箱8h充满水的要求，但管径不应小于DN32”的要求。

水箱进、出水管的阀门采用带锁的阀门箱保护；人孔带锁，溢流管和通气管及放空管应装设防虫网罩，采用18目不锈钢网包掣管口；水箱溢流管、放空管均间接排水至屋面；消防水箱水位设置就近显示并配置远传水位仪传至消防值班室显示，且设置最高、最低水位报警。

规范5.2.6之1对高位消防水箱提出了同消防水池一致的保证消防水箱的有效容积能被全部利用的强制性要求。

考虑节约水箱用材，减少水箱无效水深，水箱消防用水出水口设置防止旋流器，防止旋流器保护高度采用200mm，产品样本资料提供防止旋流器高度约150mm，高位消防水箱底部设计350mm深吸水槽。

消防水箱消防给出水管上设置启动消防主泵的流量计。

消防水箱消防用水出水管设置见图2。

3.6室内消火栓给水系统

消火栓给水管道呈环状设计。

规范6.2.1之2要求“消火栓栓口处静压大于1.0MPa”时，消防给水系统应分区供水。

该广场竖向分二个区，地下一层~6层为低区，单独成环，由高区消防给水管网减压供给；7~23层为高区，单独成环，由设于地下室的室内消火栓系统加压水泵供水。

依据规范7.4.12要求，消火栓栓口动压力大于0.50MPa者，采用减压稳压型消火栓；高层建筑消火栓栓口动压不小于0.35MPa，且消防水枪充实水柱按13m计算。

室内消火栓的布置以满足同一平面有2支消防水枪的2股充实水柱同时达到任何部位为原则，设置在楼梯间及其休息平台和前室、走道等明显易于取用，以及便于火灾扑救的位置。

消火栓的布置间距不大于30m，室内消火栓的保护半径按规范10.2.1公式计算：

R0=k3Ld+Ls

式中：

R0——消火栓保护半径，m；

k3——消防水带弯曲折减系数，宜根据消防水带转弯数量取0.8~0.9，设计取0.85；

Ld——消防水龙带长度，25m；

Ls——水枪充实水柱长度在平面上的投影长度。

按水枪倾角为45°时计算，取0.71Sk=9.19m；

Sk——水枪充实水柱长度，13m.

计算确定消火栓保护半径为30m。

室内消火栓每支水枪流量5L/s，消火栓箱内配有DN65室内消火栓1个、当量喷嘴直径19mm消防水枪1支、DN65衬胶消防水带（25m）1卷、内径不小于∅19消防软管一套（30m）及手动报警按钮1个，可直接向消防中心发报警。

3.7室内消火栓水泵计算、选型及控制

室内消火栓水泵设计流量40L/s。

消防水泵设计扬程按规范10.1.7公式、计算：

P=k2（ΣPf+ΣPp）+0.01H+P0

式中：

P——消防水泵扬程，MPa；

Pf——管道沿程水头损失，MPa；

Pp——管件和阀门局部水头损失，MPa；

k2——安全系数，可取1.20~1.40；宜根据管道的复杂程度和不可预见发生的管道变更所带来的不确定性，设计取1.20；

H——为消防水池最低有效水位至最不利消火栓10#建筑23层栓口的几何高差；本广场为96.75m；

P0——最不利点消火栓栓口所需的设计压力，0.35MPa。

计算确定本广场室内消火栓水泵扬程为1.60MPa。

室内消火栓给水系统设计2台消防水泵，一用一备。

按照规范5.1.6关于消防水泵选择的技术要求，单台消防水泵按流量40L/s、扬程1.60MPa选型，要求消防水泵所配驱动器的功率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，流量扬程性能曲线无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量时的压力不应超过设计压力的140%，且不宜小于设计额定压力的120%，当出流量为设计流量的150%时，其出口压力不应低于设计压力的65%，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等。

目前可供选择的能满足规范要求的水泵型号尚少，设计选择XBD16/40－150D/8－W卧式多级消防泵，其参数：

Q=30-40-50L/S，H=1.76-1.60-1.424MPa，N=110Kw。

消防水泵的控制与操作，水专业应按照规范第11章要求，配合电气专业设计。

消防水泵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直接自动启动，停泵由具有管理权限的工作人员根据火灾扑救情况确定。

3.8室外水泵接合器

消防水泵接合器的给水流量按每个10L/s～15L/s计算，室内消火栓系统设计不少于3个消防水泵接合器。

消防水泵接合器在每座建筑附近就近设置，并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15~40m。

4.结语

消防给水规范在原有建筑防火设计规范的基础上对消防给水及消火栓系统技术提出了更专业更详细的规定，结合消防灭火实际案例及消防技术、消防产品的完善、进步，对消防设计、施工及验收提出了更高、更新的要求。

我们设计人员在消防给水及消火栓系统设计时需要认真研究消防给水规范的技术内涵，力争全面、准确地理解和掌握，更好地进行消防给水系统设计。

同时期望推出更多、更适宜的适合消防给水规范的消防产品供设计选用，使得各类建筑的消防给水系统乃至建筑整体消防设施更安全、可靠、经济。

限于本人对消防给水规范的学习深度、理解程度，涉及消防给水及消火栓系统的许多技术问题还待深入学习研讨，个人对规范的理解上欠缺偏颇之处难免，望不吝指正。

参考文献

中华人民共和国国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）