广西荣泰建筑设计有限责任公司广西柳州545000
【摘要】结合自身工作经历，首先介绍消防水池的设置条件，接着分析了消防水池水量设计的设计要点，最后联系实际，探讨消防水池水量设计的方法，以期为消防水池的建设提供一些帮助。
【关键词】消防水池；水量设计
1引言
消防水池是人工建造的供固定或移动消防水泵吸水的储水设施。是储存火灾延续时间内的消防用水量的重要构筑物，为火灾时消防人员灭火提供了最有利的支持。
2消防水池设置条件
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）（以下简称《消规》）4.3.1所示，符合下列规定之一时，应设置消防水池：
1.当生产、生活用水量达到最大时，市政给水管网或人户引人管不能满足室内、室外消防给水设计流量；
2.当采用一路消防供水或只有一条入户引人管，且室外消火栓设计流量大于20L/s或建筑高度大于50m；
3.市政消防给水设计流量小于建筑室内外消防给水设计流量。
如以一栋体积5000m3~10000m3的多层商业建筑为例，根据《消规》3.3.2以及3.5.2，该建筑设置的室外消火栓系统用水量为25L/s，室内消火栓系统用水量为15L/s，若只有一路消防供水或者市政给水管网无法满足室内外消防用水量（40L/s）时，则必须要设置消防水池。
另外，消防水池的设计水量，还应满足在火灾延续时间内用水总量的要求，并结合不同地方、不同管网和不同供水流量等具体情况而定。总的来说，室内外消防用水量、火灾延续时间和市政供水管网对消防水池的安全程度直接影响消防水池的设计储水量。
3消防水池水量设计基本要点
我国绝大部分地区的民用建筑都设有消防水池，存有火灾延续时间内所需的所有消防用水量。消防水池容量主要包括室外消火栓系统、室内消火栓系统、自动喷水灭火系统、水幕系统、消防水炮系统，水喷雾系统等多个灭火系统的设计用水量。
当市政给水管网能保证室外消防给水设计流量时，消防水池中仅需要储存室内消防用水量。当市政给水管网不能保证室外消防给水设计流量时，消防水池的有效容积应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。
各个灭火系统的设计用水量则需参照《消规》、《自动喷水灭火系统设计规范》（Gb50084—2001）（2005年版）等相关设计规范取值。
至于火灾延续时间，自动喷水灭火系统为1h左右，其余系统根据《消规》3.6.2~3.6.4取值约为2~3h。
3.1充分利用市政用水
当市政给水管网的安全性高，能保证环网供水，且保证室外消火栓系统的设计流量时，消防水池的有效容积仅计算火灾延续时间内的室内消防用水量；反之，当市政给水管网的安全性低时，消防水池的有效容积需计算火灾延续时间内室内和室外不足部分的消防用水总量。
设计人员在设计消防水池时，首先要调查市政给水管网是否满足两路供水，并调查压力和流量状况，用来判断是否减小消防水池的设计容积，做到能源利用最优。
3.2考虑火灾时连续补水量
消防水池的有效容积计算公式如下所示：
其中，V—消防水池有效容积，m3
Qi—i种水消防灭火系统设计用水量，m3/h
ti—i种水消防灭火系统火灾持续供时间，h
Qb—火灾延续时间内连续补水水量，m3/h
tb—i种水消防灭火系统最长的火灾持续供时间，h
由此可知，消防水池的设计水量与火灾时连续补水量密切相关。但是，我们还应从实际建筑物内部的燃烧物种类、火灾蔓延可能性、火灾荷载和发生火灾地点及火灾扑救难易程度等来客观确定是否采用连续补水来补充消防水池储水量的不足。如果消防水池的服务区域内为既有建筑，且其中燃烧物数量较少，火灾几率不大，笔者以为可适当考虑连续补水量的设计。征对新建建筑，消防水池按火灾延续时间内的消防用水量储存为较优方案。
3.3考虑火灾时各灭火系统的组合
当火灾发生在建筑内的不同部位时，会有不同的灭火系统同时启用，其设计用水量及灭火时间均可按相关规范取值，并对消防水池的有效容积提出不同的要求。此种情况下，需在各种组合中，计算消防水池的有效容积，并取其最大值作为消防水池的有效容积的最终方案。
如高度大于50米的一类高层建筑，中庭设有自动喷水灭火系统、防火卷帘冷却的水幕系统、消防水炮系统和室内消火栓系统；柴油机房设有水喷雾系统和室内消火栓系统；商场设有自动喷水灭火系统、防火卷帘冷却的水幕系统和室内消火栓系统。综合比较三个部位，选取中庭处所需要的消防用水量作为消防水池的有效容积。
4消防水池水量设计
从设计水位方面来讲，消防水池水量设计主要包括最低水位设计和最高水位设计两个因素。
4.1最低有效水位设计
根据《消规》，消防水池的最低有效水位设计有两种计算方式。
1.根据《消规》5.1.9.5，当消防水池最低水位低于离心水泵出水管中心线或水源水位不能保证离心水泵吸水时，可采用轴流深井泵。在工程设计当采用离心水泵时，需满足自灌式吸水的技术要求，即消防水池最低水位要高于离心水泵出水管中心线。
此种计算方式，满足消防系统趋于安全的原则。假如在火灾延续时间内，消防水泵正常工作，则最低有效水位之下的储水量也可以在灭火过程中起到重要的灭火作用。但是，不得不提出，此种做法，会使消防水池产生较多的无效水位，在保证有效容积不变的情况下，增大了消防水池的面积。增加了造价成本。
相应的解决办法有三个：a.降低泵房的标高来降低消防泵的出水管中心线的相对消防水池底部的标高；b.选用出水管中心线较低的离心泵，来降低消防泵的出水管中心线的相对消防水池底部的标高；c.人孔设置于消防水池的顶部，而非侧面，用来增加消防水池的有效水位。此三种办法均可以在满足消防水池最低水位要高于离心水泵出水管中心线时，相对减少消防水池的面积，降低成本造价。
2.根据《消规》4.3.9的条文解释，消防水池（箱）最低有效水位是消防水泵吸水喇叭口或出水管喇叭口以上0.6m水位，当消防水泵吸水管或消防水箱出水管上设置防止旋流器时，最低有效水位为防止旋流器顶部以上0.20m。
此种计算方式，消防水池的无效水位较低，成本造价较低，但是火灾时的安全性也相应降低。若在火灾延续时间内，消防水泵出现故障，需要切换电源，再次启动时，消防水池的水位已经降低到消防水泵的出水管中心线以下，则有可能出现消防水泵的出水管中心线以下水位无法被吸取用来灭火的情况，为消防员救火造成不利影响。
4.2最高水位设计
消防水池还要设有最高水位和最高报警水位等。按照《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）（2009年版）3.2.4C所示，从生活饮用水管网向消防、中水和雨水回用等其他用水的贮水池（箱）补水时，其进水管口最低点高出溢流边缘的空气间隙不应小于150mm。
据相关调查显示，目前的工程中消防水池补水多来自于自来水，因此溢流水位必须设在进水管下0.15m，且最高报警水位要比溢流水位低0.05m，而最高水位要比最高报警水位低0.05m。但由于水位间距并不是一成不变的，因此规范中所列数据仅做参考，具体设计值还要根据水池大小和进水管管径进行适当调整。
5结束语
除了上述所提的水量确定和水位确定等方面的设计外，在进行消防水池水量设计时，还要综合考虑施工条件、材料选用、问题预处理等相关方面。如水池经常出现的漂浮、渗漏、沉降、裂缝等问题，在设计初期就需要提前设计预防和解决方案。这些都是消防设计人员亟待解决、优化的地方。
参考文献：
[1]GB50016-2014，建筑设计防火规范
[2]GB50974-2014，消防给水及消火栓系统技术规范
[3]王华，陈献国.建筑消防水池储水量设计的研究[J].知识经济，2011（4）
[4]姜云彬.浅谈高层建筑消防水池容量设计[J].中国新技术新产品，2007（7）
[5]李晓亮.高层建筑消防水池储水量设计的商榷[J].安防科技，2011（6）
[6]孟庆港，孙莉.关于消防水池的思考[J].工业用水与废水，2007，38（4）