科技与生活杂志：关于消防水箱设计问题的探讨 |
| 2012-11-24 11:19 作者：徐 苏 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月24日文】据《科技与生活》杂志2012年第17期刊文称，消防水箱储存了扑救建筑物初期火灾所需的水量，因而对扑灭初期火灾作用重大。但这点常常被人们忽略，大大增加了火灾隐患。根据规范要求以及设计中遇到的问题，本文就消防水箱的容量、设置高度等问题进行探讨。
我国目前采用的水灭火系统多数是湿管系统，即无论有无火警，管网中都要求充满水。这样可以保证灭火管网一经开启立即能够出水，以掌握灭火的有力战机。通常，依靠设置在建筑物的最高部位的重力自流式消防水箱储存扑救建筑物初期火灾所需的水量，保证消防水泵正常启动前，室内消防给水系统的消防用水量。
1消防水箱设置原则
1.1规范要求
根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006，以下简称《建规》）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，2005年版，以下简称《高规》）和《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001,2005年版，以下简称《自喷规范》）有关消防水箱设计要求，总结如下：
临时高压消防给水系统应设消防水箱。高压消防给水系统如能保证最不利点消火栓和自动喷水灭火设备等的水压时，可不设消防水箱。消防水箱供给建筑设备火灾前10min消防用水量，10min以后由消防泵、水泵接合器等装置向室内消防管网供水灭火。
高压消防给水系统指系统能保证最不利点处经常有足够的压力，火灾时不需要再开启消防水泵加压。一般当室外有可能利用地势设置高位水池（例如在山岭上较高处设置消防水池）或设置区域集中高压消防给水系统（区域给水系统的生活、生产、消防用水，由固定泵经常运转保证水压和水量）时，才具备高压消防给水系统的条件。
临时高压消防给水系统指系统平时仅能保证消防水压而不能保证消防用水量，发生火灾时，通过启动消防水泵提供灭火用水量。独立的高层建筑消火栓给水系统，一般均采用临时高压消火栓给水系统。
1.2总结
因为消防水箱的主要作用一方面是供给建筑初期火灾时的消防用水量，另一方面是满足消防灭火设施水压的要求，保证消防水枪的充实水柱。所以对于高压消防给水系统的建筑，只要能保证室内最不利点消火栓和自动喷水灭火设备的水量和水压时，可以不设消防水箱。而对临时高压给水系统（独立设置或区域集中）的建筑物，均应设置消防水箱。
2消防水箱的有效容积
2.1容积的计算
消防水箱（采用分区并联给水时，包括分区的消防水箱）应储存扑救建筑物初期（10min）火灾的室内消防用水量，由此可得消防水箱的有效容积为：
（1-1）
式中：Vf——消防水箱有效容积，m3;
Qf——室内消防用水量，L/s；
Tx——水箱保证供水时间，min（一般取Tx=10min）。
我国早期的高层建筑物中水箱容量较大，一般在30m3～50m3左右，新建的广州白云宾馆水箱容量为210m3，广州宾馆的屋顶水箱容量为250m3。根据式（1-1）计算得出的消防水箱储水量若太大，在建筑设计方面较难处理；但若水箱容量太小，又势必影响初期火灾的扑救；水箱压力的高低对于扑救建筑物顶层或附近几层的火灾关系也很大，压力低可能出不了水或达不到要求的充实水柱，影响灭火效率。因此，各类规范对水箱容积、压力等作了必要的规定：
2.2规范要求
《高规》7.4.7.1条规定，高层建筑消防水箱储水量，一类公共建筑不应小于18m3，二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。
《建规》8.4.4.2条规定，低层建筑消防水箱储水量，当室内消防量不超过25L/s时，经计算水箱消防储水量超过12m3时，仍可采用m3；当室内消防用水量超过25L/s时，可采用18m3。
《自喷规范》10.3.1条规定，采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应设高位消水箱，防其储水量应符合现行有关国家标准的规定。消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。
2.3总结
2.3.1多层民用建筑
室内消防系统要求用来扑救初期10min内的火灾，10min以后则由城市消防队来扑救。所以多层民用建筑消防水箱的水量的确定只需确保供给火灾初期10min消防用水，如有自喷系统则为消火栓系统和自喷系统之和，若计算水箱消防储水量超过18m3时，则仍可采用18m3。
2.3.2高层民用建筑
高层民用建筑因其高度较高及建筑结构的特殊性，其灭火是立足自救，因而消防系统应在整个灭火过程中充分发挥作用。而《高规》仅按建筑类别规定消防水箱容积显然是不具体的。例如，某一类高层居住建筑，设有室内消火栓系统和喷淋系统，其室内消防用水量的计算公式如下：
（2-1）
式中：Qf——室内消火栓用水量，L/s；
N——同时使用的水枪数量，支；
qf——每只水枪的设计流量，L/s。
按照《高规》要求，一类高层居住建筑同时使用的水枪数不应少于4支，每支水枪的最小流量为5L/s，因而室内消火栓用水量为Qf=4*5=20L/s，水箱10min内的储水量为20*600=12000L=12m3。
喷淋系统用水量计算如下：
火灾危险等级 喷水强度
（L/min*m2） 作用面积
（m2） 喷头工作压力
（MPa）
轻危险级 4
160
0.01
中危险级 Ⅰ级 6
Ⅱ级 8
严重危险级
Ⅰ级 12
260
Ⅱ级 16
表2-1民用建筑的系统设计基本参数
根据《自喷规泛》要求（详见表2-1），按中危险级Ⅰ级布置喷头，喷水强度为6L/(min*m2)，作用面积为160m2，乘以作用面积为160m2，得到10min的喷淋用水量9.6m3，而一般设自喷系统的建筑，均在中危险级Ⅰ级及以上，喷淋系统所需流量更大。
总的消防用水量为：12+9.6=21.6m3。
计算所得消防水箱容积量为21.6m3，大于《高规》所规定的12m3。可见具体问题应该具体分析，根据实际情况设计消防水箱容积，才能保证灭火时所需水量。
3消防水箱的设置高度
3.1规范要求
对于消防水箱的设置高度，不同类型的建筑有不同的要求。
《建规》8.4.4.1条规定：重力自流的消防水箱应设置在建筑的最高部位。8.4.3.8条规定：高层厂房（仓库）和高位消防水箱静压不能满足最不利点消火栓水压要求的其它建筑，应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮，并应有保护设施。
《高规》7.4.7.2条规定：高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.007MPa；当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。
《自喷规范》10.3.1条规定：消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。
3.2总结
1）从以上规范可以看出，消防水箱设置高度的基本要求是满足最不利点消火栓和喷头所需水压，力求在不增压的情况下向消防设施供水，因而消防水箱一般均设置在建筑物最高处。
2）《建规》规定，当消防水箱设置高度不能满足最不利点消火栓水压时，并不需要设置增压设施，而只需在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮。笔者认为这样规定是合理的，因为多层民用建筑所需水压不高，只要消防水泵保证在火警后30s内启动，确保消火栓系统可靠运行，对于灭火占主导作用。再有，多层民用建筑一般不太高，若一味的增加消防水箱的高度，反而会给建筑物立面结构造成不好的影响，又若设增压设施，不仅增加造价，占用地方，还会增减建筑物的荷载，为防火、灭火工作带来负面效应。
3）《高规》的要求更加严格。对于高层建筑，消防水箱的设置高度是按室内消火栓的静水压要求确定的,但并没有考虑喷头的压力。笔者认为此时消防水箱应尽可能设置在高处,在实际工作中不仅要考虑消火栓的静水压，对设有自喷系统的建筑也应考虑喷头工作所需水压。当设置高度不能满足消火栓的静压要求时,应设增压设施。
4结论
本文根据《建规》、《高规》等规范要求，并结合实际工作，对消防水箱的设计要求提出了几点体会：
1）对于高压消防给水系统的建筑，只要能保证室内最不利点消火栓和自动喷水灭火设备的水量和水压时，可以不设消防水箱。而对临时高压给水系统（独立设置或区域集中）的建筑物，均应设置消防水箱。
2）多层民用建筑消防水箱容积的确定，可根据《建规》要求，满足扑灭初期10min内的火灾所需水量即可。而高层建筑消防水箱溶剂的确定不能严格按照《高规》行事，应结合实际情况灵活掌握消防水箱的容量，式中把握高层建筑一旦着火力求自救的原则。
3）消防水箱一般应设置在建筑物最高处。但多层建筑水箱设置高度可以满足最不利点消火栓静水压即可，或者满足不了可以在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮。高层建筑根据最不利点消火栓静水压要求不同而设置不同高度的高位水箱，当高位水箱不能满足静压要求时，应设置增压设施。
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