李国建广东茂名525000
摘要：消火栓和消防泵是消防系统的重要设施，其设计质量的好坏对消防系统的正常维护运行有重要影响。本文结合中国、美国的消防设计规范和工程实践经验探讨消火栓系统以及消防稳压泵、消防泵等几个问题，并提出相关设计参数。
关键词：消火栓消防泵消防设计
笔者根据中国、美国的消防设计规范以及工程实践，就消火栓给水系统中的几个问题进行探讨，以便共同促进消防事业的发展，不当之处请批评指正。
1消火栓给水系统的设计
1.1消火栓的栓口压力和系统分区
我国《建筑设计防火规范》GBJ16-87修订版（以下简称《建规》）第8.6.2和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（以下简称《高规》）第7.4.6条规定消火栓栓口静水压力不应大于0.8MPa，当大于0.8MPa时应采取分区给水系统。
美国NFPA14《StandardfortheInstallationofStanpipeandHoseSystem》(1996Editon)中规定系统任何一点的压力在任何时间不能超过2.41MPa，当栓口处静压力超过1.21MPa时应设减压装置。
建议静压分区值1.0MPa～1.2MPa，系统串联分区值2.40MPa。这样既可以充分利用消火栓的承压力，又可以节省投资。
1.2消火栓的等级
我国室内消火栓有DN65、DN50、和DN253个规格，DN25的水喉不能单独使用，仅可与DN65和DN50配合使用。NEPA14消火栓分为3个等级：Ⅰ级为DN65的消火栓，仅设栓口；Ⅱ级为DN40的消火栓箱，配有水龙带和水枪的消火栓，对于轻危险等级的场所可选用DN25的水喉；Ⅲ级为DN65的栓口和DN40的消火栓箱，对于轻危险等级的场所，DN40的消火栓箱可改为DN25的水喉；设有自动喷水系统的场所，可不设DN40的消火栓箱。在美国DN65消火栓仅为职业消防队员用。所以DN40、DN25的消火栓为自救消火栓。
建议《建规》中不设消火栓的场所均设水喉，水喉可与给水系统联合。设有自动喷水系统的场所仅设DN65的消火栓栓口；不设自动喷水的场所设DN65的消火栓栓口和DN25的水喉。这样既可以节省投资，又可以兼顾消防队员专业救火和非专业人员火灾初期救火。
1.3消火栓的位置、设置以及栓口压力
我国《建规》和《高规》规定消火栓设在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点。消火栓的间距：高层为30m，多层为50m，水龙带长度为20m～25m。消防电梯前室设消火栓，屋顶设试验消火栓。消火栓栓口距地高度为1.1m。美国NFPA14规定：（1）消火栓立管亦即是消火栓（因不设栓箱和水龙带）不应通过危险的区域，应设于防止机械破坏和火灾破坏的地方；（2）消火栓立管和供水边缘立管应设于封闭楼梯间，或者位于与封闭楼梯间等效防火的位置；（3）干式系统的消火栓立管不应封闭于建筑物的墙内或壁栓内；（4）消火栓应置于没有障碍物，距地0.9m～1.5m的位置。我国《建规》规定民用建筑房间到楼梯口的疏散距离为20m～40m，设有自动喷水系统时疏散距离可增加25%，即增加10m。房间门至室内最近点的直线距离为15m。如果DN65的消火栓设置在楼梯间，则楼层最不利点到消火栓的最大距离不应超过55m，当设有自动喷水系统时为65m。《高规》规定的疏散距离与《建规》相同。所以如果我国规范规定DN65的消火栓设置在楼梯间，消火栓的布置与美国规范相当。
我国的消火栓都配有水龙带，多年不用和不维护，到消防时基本不能使用，消防时消防队员使用自带的水龙带。为此建议DN65的消火栓仅设栓口不配栓箱和水龙带，DN40、DN25消火栓设消火栓箱和水龙带。
1.4消火栓栓口余压
我国《建规》和《高规》对消火栓栓口出水压力规定为：大于0.50MPa时，消火栓处应设减压装置。消火栓的充实水柱为7m、10m、13m，充实水柱对应的消火栓最小出水压力为16m、19m、22m。NFPA14规定：DN65消火栓的栓口处最大最小剩余压力为0.69MPa，对于DN40和DN25的消火栓最大最小剩余压力为0.45MPa，这说明美国规范对消火栓的出口压力很重视，消火栓的栓口压力为恒定值，大于此值可设减压装置，通常为减压稳压消火栓。
为便于建筑物的美观和消防队员的实战灭火以及与国际接轨，建议DN65的消火栓仅设置在疏散楼梯间内，其间距与楼梯间的间距相当，最大最小剩余压力为0.50MPa，这样消火栓可接2根水龙带，保护半径会更大。DN25的水喉间距为30m，最大最小剩余压力为0.40MPa。
1.5消火栓系统
我国《高规》第7.1.3条规定室内消防给水应采用高压或临时高压给水系统，《建规》第8.6.1条规定严寒地区非采暖的厂房、库房的室内消火栓系统，可采用干式系统。
美国NFPA14把消火栓系统分为5个系统：（1）全自动干式系统；（2）全自动湿式系统；（3）半自动干式系统；（4）手动干式系统；（5）手动湿式系统。
显然《高规》所指的常高压系统和临时高压系统实际都是美国规范所指的全自动湿式系统，《建规》所指的干式系统应是美国规范所指的全自动干式系统或半自动干式系统。建议取消常高压系统和临时高压系统的概念，用全自动干式系统、全自动湿式系统、半自动干式系统、手动干式系统、手动湿式系统等新概念，这样概念明确。建议采用全自动干式系统、全自动湿式系统、半自动干式系统、手动干式系统4个系统。同时对于极为重要的建筑物采用双水源供水系统，即除消防水池和消防泵供水外，增设屋顶水箱或压力水罐供水。
1.6消火栓设计流量
《高规》规定高层建筑室内消火栓的设计流量为20L/S～40L/S，《建规》规定民用建筑室内消火栓的设计流量为5L/S～30L/S，室外消防水量为10L/S～30L/S；厂房仓库等设计流量为5L/S—40L/S；室外消防水量为10L/S～45L/S。设计消防历时，甲、乙、丙类仓库为3h，一类高层建筑为3h，其它为2h。
NFPA14规定Ⅰ级、Ⅲ级消火栓系统水力最不利消火栓立管的最小流量为31.55/s，附加立管的最小流量应为每一根15.76L/S，但总流量不应超过78.85L/S。Ⅱ级消火栓系统水力最不利消火栓立管的最小流量为6.32L/S，不需附加流量。Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级消火栓系统的设计消防历时均为0.5h。由此美国设有自动喷水系统的建筑物室内消火栓系统的设计水量大为减少。
所以我们可借鉴美国的经验，对设有自动喷水的建筑物可适当减少消火栓给水系统的给水量。
2消防给水系统稳压泵
消防给水系统稳压是系统平时维持压力的水泵，对系统起着监护作用和使系统具有自动控制的功能。稳压泵的压力可根据系统压力而确定，一般稳压泵的压力比主泵高0.1MPa～0.2MPa，或者稳压泵压力为主泵的1.1倍～1.2倍。但对于稳压泵流量的确定就有不同的说法。《高规》第7.4.8条增压设施应符合下列规定：对消火栓给水系统不应大于5L/S；对自动喷水系统不应大于1L/S。美国NFPA20(1996Edition)规定稳压泵的流量不少于系统正常条件下的泄漏量，压力应能足够维持系统所需的压力。显然我国规定了稳压泵的流量的上限，而美国规定了稳压泵的下限。我国的稳压泵的流量设置要求是能满足1个消防单元的用水量，美国是系统的泄漏水量。
据调查国内外稳压泵的流量多选为0.5L/S～2.0L/S之间，当系统无气压罐时停泵有水锤现象。鉴于稳压泵对系统有着监护和自动控制功能的要求。我们建议稳压泵的流量为1.0L/S～2.0L/S，压力为比主泵高0.1MPa～2.0MPa或者为主泵的1.1倍～1.2倍。稳压泵最好设有气压罐，若不设气压罐，应在稳压泵的控制器上作文章，使之在停泵时不至于因水锤作用而频繁启动。
3消防泵
NFPA20对消防泵的性能规定如下：水泵出流量为选定工作点的流量的150%时，其扬程不小于选定的工作点的扬程的65%，关闭水泵时的扬程不大于选定工作点扬程的140%。我国规范对消防水泵没有详细的规定，致使消防水泵的选用上有不少出入。建议设计人员在设计时参考NFPA20的规定。
《高规》和《建规》对消防水泵的性能没有测试要求，NFPA20规定消防泵在出水管上设测量用流量计。流量计应能测试水泵选定流量的175%，消防泵在出水管上应设直径大于89mm的压力表，这样水泵安装后可全面测试水泵的性能，以便得知是否能满足设计要求。建议设计人员在设计中考虑这个问题。
参考文献：
[1]GBJ16-87修订版.建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，1997.
[2]GB50045-95.高层民用建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，1995.
[3]NFPA14.StandardfortheInstallationofStandpipeandHoseSystem[S]，1996Edition
[4]NFPA20.StandardfortheInstallationofCentrifugalFirePumps[S]，1996Edition
[5]GBJ242-82.采暖与卫生工施工及验收规范[S].北京：中国计划出版社，1982