室内消火栓给水系统是建筑物应用较广泛的一种消防设施。它既可以供火灾现场人员使用消火栓箱内的消防水喉、水枪扑救初期火灾,也可供消防救援人员扑救建筑物的大火。室内消火栓是室内消防给水管网向火场供水的带有专用接口的阀门,其进水端与消防管道相连,出水端与水带相连。
室内消火栓给水系统由消防给水、管网、室内消火栓及系统附件等组成,如图1.6所示。其中,消防给水包括市政管网、室外消防给水管网、室外消火栓、消防水池、消防水泵、消防水箱、增(稳)压设备及水泵接合器等,该设施的主要任务是为系统储存并提供灭火用水。管网包括进水管、水平干管、消防竖管等,其任务是向室内消火栓设备输送灭火用水。室内消火栓包括水带、水枪、水喉等,是供消防救援人员灭火的主要工具。系统附件包括各种阀门、屋顶消火栓等。报警控制设备主要用于启动消防水泵。
室内消火栓给水系统的工作原理与系统采用的给水方式有关,通常针对建筑消防给水系统采用的是临时高压消防给水系统。
在临时高压消防给水系统中,系统设有消防泵和高位消防水箱。当火灾发生后,现场人员可以打开消火栓箱,将水带与消火栓栓口连接,再打开消火栓的阀门,消火栓即可投入使用。按下消火栓箱内的按钮向消防控制中心报警,同时设在高位水箱出水管上的流量开关和设在消防水泵出水干管上的压力开关,或报警阀压力开关等开关信号应能直接启动消防水泵。在供水初期,由于消火栓泵的启动需要一定的时间,其供水由高位消防水箱来供给。对消火栓泵的启动,还可由消防泵现场、消防控制中心控制,消火栓泵一旦启动便不得自动停泵,其停泵只能由现场手动控制。
图1.6 消火栓给水系统组成示意图
①应设置室内消火栓系统的建筑如下:a.建筑占地面积大于300 m 2 的厂房(仓库);b.体积大于5 000 m 3 的车站、码头、机场的候车(船、机)楼以及展览建筑、商店建筑、旅馆建筑、医疗建筑和图书馆建筑等单、多层建筑;c.特等、甲等剧场,超过800个座位的其他等级的剧场和电影院等,超过1 200个座位的礼堂、体育馆等单、多层建筑;d.建筑高度大于15 m或体积大于10 000 m 3 的办公建筑、教学建筑和其他单、多层民用建筑;e.高层公共建筑和建筑高度大于21 m的住宅建筑;f.对于建筑高度不大于27 m的住宅建筑,当确有困难时,可只设置干式消防竖管和不带消火栓箱的DN65的室内消火栓。
②可不设置室内消火栓系统的建筑如下:a.存有与水接触能引起燃烧、爆炸的物品的建筑物和室内没有生产、生活给水管道,室外消防用水取自储水池且建筑体积不大于5 000 m 3 的其他建筑;b.耐火等级为一、二级且可燃物较少的单层、多层丁、戊类厂房(仓库),耐火等级为三、四级且建筑体积小于或等于3 000 m 3 的丁类厂房和建筑体积小于或等于5 000 m 3 的戊类厂房(仓库);c.粮食仓库、金库以及远离城镇且无人值班的独立建筑。
国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑,宜设置室内消火栓系统。
人员密集的公共建筑、建筑高度大于100 m的建筑和建筑面积大于200 m 2 的商业服务网点内应设置消防软管卷盘或轻便消防水龙。高层住宅建筑的户内宜配置轻便消防水龙。
1)系统类型
室内消火栓系统按建筑类型不同,可分为低层建筑室内消火栓给水系统和高层建筑室内消火栓给水系统。同时,根据低层建筑和高层建筑给水方式的不同,又可再进行细分。给水方式是指建筑物消火栓给水系统的供水方案。
(1)低层建筑室内消火栓给水系统及其给水方式
低层建筑室内消火栓给水系统是指设置在低层建筑物内的消火栓给水系统。低层建筑发生火灾时,既可利用其室内消火栓设备接上水带、水枪灭火,又可利用消防车从室外水源抽水直接灭火,使其得到有效外援。
低层建筑室内消火栓给水系统的给水方式分为以下两种类型。
①直接给水方式。直接给水方式无加压水泵和水箱,室内消防用水直接由室外消防给水管网提供,如图1.7所示,其构造简单、投资少,可充分利用外网水压,节省能源。但由于其内部无储存水量,外网一旦停水,则内部立即断水,可靠性差。当室外给水管网所供水量和水压在全天任何时候均能满足系统最不利点消火栓设备所需水量和水压时,可采用这种供水方式。
图1.7 直接给水方式
采用这种给水方式,当生产、生活、消防合用管网时,其进水管上设置的水表应考虑消防流量,当只有一条进水管时,可在水表节点处设置旁通管。
②设有消防水泵和消防水箱的给水方式。这种给水方式同时设有消防水泵和消防水箱,是最常用的给水方式,如图1.8所示。系统中的消防用水平时由屋顶水箱提供,生产、生活水泵定时向水箱补水,火灾发生时可启动消防水泵向系统供水。当室外消防给水管网的水压经常不能满足室内消火栓给水系统所需水压时,宜采用这种给水方式。当室外管网不允许消防水泵直接吸水时,应设置消防水池。
高位消防水箱的设置高度应满足室内最不利点消火栓的水压要求,水泵启动后,消防用水不宜进入消防水箱。
图1.8 设有消防水泵和消防水箱的给水方式
(2)高层建筑室内消火栓给水系统及其给水方式
设置在高层建筑物内的消火栓给水系统称为高层建筑室内消火栓给水系统。高层建筑一旦发生火灾,其火势猛、蔓延快,救援及疏散困难,极易造成人员伤亡和重大经济损失。因此,高层建筑必须依靠建筑物内设置的消防设施进行自救。高层建筑的室内消火栓给水系统应采用独立的消防给水系统。
①不分区消防给水方式。整栋大楼采用一个区供水,系统简单、设备少。当高层建筑最低消火栓栓口处的静水压力不大于1 MPa,且系统工作压力不大于2.4 MPa时,可采用此种给水方式。
②分区消防给水方式。在消防给水系统中,由于配水管道的工作压力要求,系统可有不同的给水方式。系统给水方式的划分原则可根据管材、设备等确定。当高层建筑最低消火栓栓口的静水压力大于1 MPa或系统工作压力大于2.4 MPa时,应采用分区给水系统。分区供水形式应根据系统压力、建筑特征,综合技术、经济和安全可靠性等因素确定,可采用消防水泵并行或串联、减压水箱和减压阀减压的形式,但当系统的工作压力大于2.4 MPa时,应采用消防水泵串联或减压水箱分区供水形式。
A.采用消防水泵串联分区供水时,宜采用消防水泵转输水箱串联供水方式并符合下列规定:a.当采用消防水泵转输水箱串联时,转输水箱的有效储水容积不宜小于60 m 3 ,转输水箱可作为高位消防水箱;b.串联转输水箱的溢流管宜连接到消防水池;c.当采用消防水泵直接串联时,应采取确保供水可靠性的措施,且消防水泵从低区到高区应能依次顺序启动;d.当采用消防水泵直接串联时,应校核系统供水压力,并应在串联消防水泵出水管上设置减压型倒流防止器。
B.采用减压阀减压分区供水时应符合下列规定:a.消防给水所采用的减压阀性能应安全可靠,并应满足消防给水的要求;b.减压阀应根据消防给水设计流量和压力选择,且设计流量应在减压阀流量压力特性曲线的有效段内,并校核在150%设计流量时,减压阀的出口动压不宜小于设计值的65%;c.每一供水分区应设置不少于两组减压阀组,每组减压阀组宜设置备用减压阀;d.减压阀仅应设置在单向流动的供水管上,不宜设置在双向流动的输水干管上;e.减压阀宜采用比例式减压阀,当超过1.2 MPa时,宜采用先导式减压阀;f.减压阀的阀前阀后压力比值不宜大于3∶1,当一级减压阀减压不能满足要求时,可采用减压阀串联减压,但串联减压不宜大于两级,第二级减压阀宜采用先导式减压阀,阀前阀后压力差不宜超过0.4 MPa;g.减压阀后应设置安全阀,安全阀的开启压力应能满足系统安全,且不宜影响系统的供水安全性。
C.采用减压水箱减压分区供水时应符合下列规定:a.减压水箱应符合《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974—2014)第4.3.8条、第4.3.9条、第5.2.5条和第5.2.6条第2款的有关规定;b.减压水箱应符合第4.3.10条和第5.2.6条的有关规定;c.减压水箱的有效容积不宜小于18 m 3 ,且宜分为两格;d.减压水箱应有两条进出水管,且每条进出水管均应满足消防给水系统所需消防用水量的要求;e.减压水箱进水管的水位控制应可靠,宜采用水位控制阀;f.减压水箱进水管应采取防冲击和溢水的技术措施,并宜在进水管上设置紧急关闭阀门,溢流水宜回流到消防水池。
2)设置要求
(1)室内消火栓的设置
室内消火栓的选型应根据使用者、火灾危险性、火灾类型和不同灭火功能等因素综合确定。其设置应符合下列要求:
①应采用DN65的室内消火栓,并可与消防软管卷盘或轻便水龙设置在同一箱体内。配置公称直径65 mm有内衬里的消防水带,长度不宜超过25 m;宜配置喷嘴当量直径16 mm或19 mm的消防水枪,但当消火栓设计流量为2.5 L/s时,宜配置喷嘴当量直径11 mm或13 mm的消防水枪。
②设置室内消火栓的建筑,包括设备层在内的各层均应设置消火栓。
③屋顶设有直升机停机坪的建筑,应在停机坪出入口处或非电气设备机房处设置消火栓,且距停机坪机位边缘的距离不宜小于5 m。
④消防电梯前室应设置室内消火栓,并应计入消火栓使用数量。
⑤室内消火栓的布置应满足同一平面有2支消防水枪的2股充实水柱同时达到任何部位的要求,但建筑高度小于或等于24 m且体积小于或等于5 000 m 3 的多层仓库和建筑高度小于或等于54 m且每单元设置一部疏散楼梯的住宅,以及《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974—2014)第3.5.2条中规定可采用一支消防水枪计算消防量的场所,可采用一支消防水枪的一股充实水柱到达室内任何部位。
⑥建筑室内消火栓的设置位置应满足火灾扑救要求,并应符合下列规定:a.室内消火栓应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;b.住宅的室内消火栓宜设置在楼梯间及其休息平台;c.车库内消火栓的设置不宜影响汽车的通行和车位的设置,应确保消火栓的开启;d.同一楼梯间及其附近不同楼层设置的消火栓,其平面位置宜相同;e.冷库的室内消火栓应设置在常温穿堂或楼梯间内。
⑦建筑室内消火栓栓口的安装高度应便于消防水龙带的连接和使用,其距地面高度宜为1.1 m;其出水方向应便于消防水带的敷设,并宜与设置消火栓的墙面成90°或向下。
⑧设有室内消火栓的建筑应设置带有压力表的试验消火栓,其设置位置对于多层和高层建筑应在其屋顶,严寒、寒冷等冬季结冰地区可设置在顶层出口处或水箱间内等便于操作和防冻的位置;对于单层建筑宜设置在水力最不利处,且应靠近出入口。
⑨室内消火栓宜按直线距离计算其布置间距,对于消火栓按2支消防水枪的2股充实水柱布置的建筑物,消火栓的布置间距不宜大于30 m;对于消火栓按1支消防水枪的1股充实水柱布置的建筑物,消火栓的布置间距不宜大于50 m。
⑩建筑高度不大于27 m的住宅,当设置消火栓系统时,可采用干式消防竖管。干式消防竖管宜设置在楼梯间休息平台,且应配置消火栓栓口,干式消防竖管应设置消防车供水接口,消防车供水接口应设置在首层便于消防车接近和安全的地点,竖管顶端应设置自动排气阀。
⑪住宅户内宜在生活给水管道上预留一个接DN15消防软管或轻便水龙的接口。跃层住宅和商业网点的室内消火栓应至少满足一股充实水柱到达室内任何部位,并宜设置在入户门附近。
(2)室内消火栓栓口压力和消防水枪充实水柱
充实水柱是指由水枪喷嘴起至射流90%的水柱水量穿过直径为380 mm圆孔外的一段射流长度。
①消火栓栓口动压力不宜大于0.5 MPa,当大于0.7 MPa时,必须设置减压装置。
②高层建筑、厂房、库房和室内净空高度超过8 m的民用建筑等场所,消火栓栓口动压不宜小于0.35 MPa,且消防水枪充实水柱应达到13 m;其他场所的消火栓栓口动压不宜小于0.25 MPa,且水枪充实水柱应达到10 m。
(3)消防软管卷盘和轻便水龙的设置要求
消防软管卷盘由小口径消火栓、输水缠绕软管、小口径水枪等组成。与室内消火栓相比,消防软管卷盘具有操作简便、机动灵活等优点。
①消防软管卷盘应配置内径不小于 ϕ 19的消防软管,其长度宜为30 m,轻便水龙应配置公称直径25 mm有内衬里的消防水带,长度宜为30 m。消防软管卷盘和轻便水龙应配置当量喷嘴直径6 mm的消防水枪。
②消防软管卷盘和轻便水龙的用水量可不计入消防用水总量。
③剧院、会堂闷顶内的消防软管卷盘应设在马道入口处,以方便工作人员使用。
1.某公共建筑,高度为51 m,该建筑消防水箱最小有效容积应为( )m 3 。
A.50
B.36
C.18
D.12
2.某建筑采用临时高压消防给水系统,经计算消防水泵设计扬程为0.9 MPa,选择消防水泵时,消防水泵零流量时的压力应在( )MPa。
A.0.9~1.08
B.1.26~1.35
C.1.26~1.44
D.1.08~1.26
3.某一类高层商业建筑,室内消火栓系统设计流量为30 L/s。该建筑室内消火栓系统设计灭火用水量至少应为( )m 3 。
A.108
B.324
C.216
D.432
4.某小区设有3栋16层住宅,建筑高度均为49 m。3栋住宅室内消火栓系统共用一套临时高压消防给水系统。该小区消火栓系统供水设施的下列设计方案中,错误的是( )。
A.高位消防水箱的有效容积为12 m 3
B.当该小区室外消火栓采用低压消防给水系统,并采用市政给水管网供水时,采用两路消防供水
C.高位消防水箱最低有效水位满足室内消火栓最不利点的静水压力不低于0.05 MPa
D.水泵接合器在每栋住宅附近设置,且距室外消火栓30 m
5.某商业建筑,东西长100 m,南北宽60 m,建筑高度26 m,室外消火栓设计流量为40 L/s,南侧布置消防扑救面。沿该建筑南侧消防扑救面设置的室外消火栓数量,不宜少于( )个。
A.1
B.3
C.4
D.2
6.某两层商业建筑,呈矩形布置,建筑东西长120 m,南北宽55 m,该建筑室外消火栓设计流量为35 L/s,周围无可利用的市政消火栓。该建筑周边至少应设置( )个室外消火栓。
A.2
B.3
C.4
D.5
7.某高层宿舍楼,标准层内走道长度为66 m,走道两侧布置进深5 m、建筑面积不超过20 m 2 的宿舍和附属用房,走道两端各设置一部疏散楼梯,室内消火栓设计流量为20 L/s。该建筑每个标准层至少应设( )个室内消火栓。
A.2
B.4
C.3
D.5
1.某多层科研楼设有室内消防给水系统,其高位消防水箱进水管管径为DN100。该高位消防水箱溢流管的下列设置方案中,正确的有( )。
A.溢流水管经排水沟与建筑排水管网连接
B.溢流水管上安装用于检修的闸阀
C.溢流管采用DN150的钢管
D.溢流管的喇叭口直径为250 mm
E.溢流水位低于进水管口的最低点100 mm
2.关于消防水泵控制的说法,正确的有( )。
A.消防水泵出水干管上设置的压力开关应能控制消防水泵的启动
B.消防水泵出水干管上设置的压力开关应能控制消防水泵的停止
C.消防控制室应能控制消防水泵的启动
D.消防水泵控制柜应能控制消防水泵的启动、停止
E.手动火灾报警按钮信号应能直接启动消防水泵
3.某建筑高度为23.8 m的4层商业建筑,对其进行室内消火栓的配置和设计中,正确的有( )。
A.选用DN65的室内消火栓
B.消火栓栓口动压大于0.5 MPa
C.消火栓栓口动压不小于0.25 MPa
D.配置直径65 mm,长30 m的消防水带
E.水枪充实水柱不小于10 m
1.设置屋顶消火栓的目的是什么?
2.什么叫充实水柱?
3.生活用水与消防用水共用消防水池时,应采取哪些技术措施来保证消防用水不作他用?
4.如何计算消防水池的容积?