曹楊
廈門市建筑設計院

　　提要：闡述多層建筑室外消防給水管網設計流速，應結合市政水壓情況，以流速不大于2.5m/s進行設計，及闡述自動噴水滅火臨時高壓給水系統，兩位消防水箱的設置高度應以最不利點噴頭工作壓力不小于0.10MPa來計算。
　　關鍵詞：多層建筑，設計流速，自動噴水滅火系統，水箱設置高度

　　l、多層建筑室外消防給水管網設計流速的確定。

　　對于底層帶商業網點的多層住宅，多層綜合樓，普通辦公樓或廠房，庫房等工程，在市政給水管道能夠滿足室外消防用水量的情況下，同時按多層建筑立足于“外救”的原則，設計一般采用設置屋頂前10分鐘消防水箱，及底層設置室外水泵接合器的消防供水方式，消防管網內平時水壓較低，當發生火災時，由消防車通過水泵接合器向室內消防系統加壓送水，以達到消防滅火的目的，根據我國現行(建筑設計防火規范)GBJ16—87(以下簡稱(建規))第8.l.3條“室外消防給水可采用高壓或臨時高壓給水系統或低壓給水系統，……如采用低壓給水系統，管道的壓力應保證滅火時最不利點消火栓的水壓不小于10m水柱(從地面算起)。”并注明消火栓給水管道設計流速不宜超過2.5m/s，而廈門消防部門規定室外消防給水管道流速不能大于1.2m/s，筆者對此規定有不同的看法。消防部門的依據是市政部門所提供的市政管道流速為1.2m/s，故在選擇室外消防給水管的流速也不大于l.2m/s，但筆者認為管道流速應與市政管道壓力有關，只要市政給水管道壓力足夠大，室外消防管道流速又滿足規范不宜大于2.5m/s的要求，既能滿足消防流量的設計要求。
　　筆者最近設計了一個廠區內，一幢建筑面積3500m²的六層綜合樓和一幢建筑面積3400m²的丙類五層廠房，綜合樓室內消防流量為15l／s，室外消防流量為20l／s，廠房室內消防流量為10l／s，室外消防流量為25l／s，室個外消防流量均為35l/s，按同一時間內一 次火災次數設計，室外消防給水管與市政給水管形成室外環狀管網，并設有兩個接口，在設計中室外消防給水管若按流速不大于1.2m/s計算時，應選擇d200的供水管，按流速不大于2.5m.s計算時，選擇d150的供水管即可，本工程室外消防管從市政引入點到滅火時最不利點室外消火栓，管長共50米，設計選用d150的鑄鐵管，管道流速V＝2.01m/s，市政引入點至最不利點室外消火栓管道沿程損失為：

　　Σh＝Q²×A×L

　　式中：Q—管道流量(m³／s) 本工程Q＝0.035m³／s
　　　　　A—鑄鐵管比阻; d150時 A＝41.85
　　　　　L——管道長度(m) L=50m

　　故：Σh＝0.0352×41.85×50=2.56m
　　管道總損失：H1＝1.2Σh＝1.2× 2.56＝3.07m
　　按“建規”第8.1.3條室外消防管最不利點消火栓的壓力不小于10米水柱，所以本工程需要市政所提供的水壓計算如下：
　　H＝10十H₁＝10十3.07＝13.07米水柱＝0.131MPa(這里市政給水引入點的黃海標高與最不利點消火栓黃海標高相同)。
　　而市政所提供的該地段市政水壓不小于0.30MPa，遠遠滿足室外消防管所需要的市政水壓，所以本工程室外消防管網流速可按規范規定的不大于2.5m/s的速度計算，否則按消防部門所規定的不大于1.12m/s流速進行計算，本工程應選用d200的室外給水管，這樣勢必放大與市政接口的水表口徑，即選用兩個L×S150的水表，根據廈門自來水供水章程規定，給水增容費是以水表口徑來收費的，而按規范所要求的不大于2.5m/s流速計算，選用兩個L×S100的水表即可。這樣選用l×S150比選用L×Sl00的水表增容費多12.8萬元，還要加上管道，配件所增加的費用，即給開發商造成了不必要的浪費。
　　筆者認為室外消防管道流速不必拘于消防部門所規定的不大于1.2m/s，而應結合市政水壓情況，按規范所要求的流速不大于2.5m/s進行設計，這樣我們在設計中既能滿足規范要求，又能達到科學，節省投資的目的。

　　2、自動噴水滅火采用臨時高壓給水系統時高位水箱設置高度的確定。

　　我國現行規范《高層民用建筑設計防火規范》(GB50045—95)(以下簡稱《高規》)第7.4.7.2條對高位消防水箱的設置高度有以下規定即“高位消防水箱的設置高度應保證最不利點消火栓靜水壓力，當建筑高度不超過100m時，高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.07MPa，當建筑高度超過100m時，高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.15MPa，當高位消防水箱不能滿足上述靜壓要求時應設增壓設施”，通常設計中消火栓系統與自動噴水滅火系統共用一個高位消防水箱，即由此選定的消水箱的高度能否滿足自動噴水滅火系統的要求?根據《自動噴水滅火系統設計規范》(GBJ84—85)(以下簡稱《自噴》)第2.0.2條中規定“濕式噴水滅火系統噴頭工作壓力9.8×l0⁴帕斯卡，最不利點噴頭最低工作壓力均不小于4.9x10⁴帕斯卡(0.5公斤／厘米²)”的規定，高位水箱最低水位與最不利點噴頭的幾何高差計算如下：

　　H≥H₁十H₂十H₃

　　式中：H1——最不利噴頭工作壓力(mH₂O)
　　　　　H2——自動噴水滅火系統的管道沿程水頭損失(∑h)和局部水損失的總和(mH₂O)
　　　　　H3——報警閥的壓力損失(mH₂O)

　　其中：H₁按《自噴》第2.0.2條取5mH₂O
　　　　　H₂＝1.2∑h
　　∑h=∑ALQ²　（式中Q=K×P^０.5=1.33×0.5^0.5=0.94 l/s，流量Q=0.94 l/s,亦符合(高規)第7.4.8條，對自動噴水滅火系統不應大于l l／s的規定)。
　　根據工程實例，當管道設計流量為0.94L/s時，主要管道沿程損失為管徑DN25的給水管，當管＞DN50以后的給水管管道損失可勿略不計，筆者是以較不利的噴頭布置，計算得：
　　∑h＝2.0米　　 H₂＝1.2∑h＝2.4米
　　H₃＝0.00869Q²d＝0.01米(報警閥公稱直徑為DN150)
　　故　H＝H₁十H₂十H₃=5十2.4十0.1＝7.41米
　　即高位消防水箱設置高度要滿足最不利點噴頭靜壓7.41米(0.074MPa)以上，若最不利層自動噴水滅火系統的最小管徑選為DN32的給水管時，計算H≥6.0米，即高位消防水箱滿足最不利點噴頭靜壓6.0米(0.06MPa)以上，比(高規)第7.4.7.2條消火栓水箱的設置高度還需提高1.0米左右(以最不處層層高計算)，這樣即不用增設增壓設置。

圖7-1

　　筆者以上計算對于中危級高層建筑設計具有較廣泛的普遍性。但在實際工程驗收中，當最不利點未端試水裝置打開時，系統濕式報警閥存在遲遲不能動作，噴淋主泵亦不能及時啟動的現象，若多開幾個噴頭或打開次不利層的末端試水裝置，報警閥馬上動作，啟動主泵(這里采用的報警閥為合格產品)。分析各種原因筆者認為與報警閥的結構有關(見報警閥剖面圖1)，報警閥為防止因系統管網滲漏和水源壓力波動或水錘現象至使報警閥的閥瓣時有開啟而造成誤報警，采取了在報警閥外加一單向旁通管路，當水源端壓力波動上升，或系統端因管網泄漏(不大于15升／分，即0.25L/S)而使壓力下降時，則連通報警閥上下腔的單向閥開啟，平衡上下腔壓力，穩定閥瓣，從而避免誤報警，這里報管閥只規定了系統側以≤15L/分的流量放水時，不發生報警信號，而沒有規定多少流量通過時，應發生報警信號，所以當最不利點噴頭動作時，屋頂水箱通過報警閥的回流管及時給整個管網補壓，補水，使得閥瓣前后壓力穩定，壓力開關不能及時動作，延誤報警，不能及時啟動主泵，這種現象表明當系統側以0.96L／S的流量放水時，報警閥未能及時發生報警信號。筆者認為國家對消防器材廣生產報警閥的檢測標準應符合《自噴》第2.0.2條最不利點處噴頭最低工作壓力值的規定，若由此引起報警閥靈敏度增加，容易產生誤報警，那么《自噴》對自動噴水滅火系統當采用臨時高壓給水系統時，最不利點噴頭最低工作壓力值應進行修正。
　　因存在上述情況，筆者建議在臨時高壓自動噴水滅火系統高位水箱設置高度時應采用最不利點工作壓力0.10MPa進行計算。若水箱達不到設計高度，應增設增壓設施。