提高自动喷水灭火系统供水可靠性的措施

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简介： 供水不可靠是自动喷水灭火系统不能成功灭火的主要因素。本文针对自动喷水灭火系统中消防水池、水泵吸水管、屋面消防水箱和环状供水管道等供水的主要环节存在的问题，提出提高商住楼自动喷水灭火系统供水可靠性的技术措施。
关键字：自动喷水灭火系统 供水可靠性

0．前言
自动喷水灭火系统是目前最有效的灭火手段，自动喷水灭火系统将逐渐成为建筑防火体系中的主体。在自动喷水灭火系统不能成功灭火的案例中，供水中断占35.4 %，供水量不足占9.9 %，两者合计占45.3 %，可见供水不可靠是自动喷水灭火系统不能成功灭火的主要因素[ 1 ]。因此，提高自动喷水灭火系统供水的可靠性就显得十分重要。
本文针对自动喷水灭火系统中消防水池、水泵吸水管、屋面消防水箱和环状给水管道等供水的主要环节存在的问题，提出提高供水可靠性的技术措施。

1．消防水池应分成两个
《高层建筑设计防火规范》第7.3.3条规定：“消防水池总容量超过500m3时，应分成两个能独立使用的消防水池”。例如，对于一类高层商住楼，室内消火栓的用水量为40L/s，火灾延续时间为2h，自动喷淋灭火系统用水量为21.3L/s，火灾运行时间为1h，那么消防水池的总用水量为364.8m3，小于500m3，因此很多设计按照规范只设置一个消防水池。规范要求设置自动喷水灭火系统的场所，均为高层建筑、大型商业建筑和厂房库房，都存在火灾危险性大、火灾蔓延速度快、扑救难度大、人员疏散困难的特点。如果只有一个消防水池，当消防水池检修或清洗时，整个消防系统将处于无水状态，使自动喷水灭火系统失去作用。
防火规范既然要求消防泵设置备用，吸水管和出水管有两条，管网为环状，为提高自动喷水灭火系统的可靠性，也应该将消防水池分成两个[ 2 ]。因此，建议对于设置自动喷水灭火系统的建筑，应将消防水池分成两个能独立使用的消防水池。

2．水泵吸水管连接方式
当消防水池分成两个时，水泵吸水管的布置比较复杂。

图1为一条吸水汇管的布置方式，工程设计中经常采用。在两个消防水池之间设置一条吸水汇管，自动喷水水泵和消火栓水泵吸水管均接在吸水汇管上。这种连接方式存在缺陷。当一个消防水池清洗或检修时，两组水泵只有一条吸水管。当吸水汇管上任意一个阀门检修时，至少有一组消防水泵停止使用。因此，供水的可靠性较差，不应采用。

图2为设置独立吸水管的布置方式。每台自动喷水水泵和消火栓水泵都有独立吸水管，分别接在不同的消防水池。当任何一个消防水池清洗或检修时，可以保证有一台自动喷水水泵和一台消火栓水泵运行。这种连接方式符合规范要求，吸水管布置简单，能够满足一般工程要求。但是，当泵房面积较小，消防水泵较多时，如设置有消火栓增压泵、自动喷水稳压泵等装置，就难以做到每台消防水泵都有独立的吸水管，无法采用这种布置方式。

图3为两条吸水汇管的布置方式。在两个消防水池之间设置两条吸水汇管，自动喷水水泵和消火栓水泵吸水管分别接在两条吸水汇管上。当任何一个消防水池清洗或检修时，所有的消防水泵都不受影响；当任何一条吸水汇管发生故障时，能保证至少有一台自动喷水水泵和一台消火栓水泵运行。这种连接方式管线布置较为复杂，但是供水的可靠性明显提高，能够适应较多水泵的情况。

3．屋面消防水箱的设置屋面消防水箱的作用有两方面：一是利用位差为自动喷水灭火系统提供准工作状态下所需要的水压，使管道内的充水保持一定的压力；二是储备自动喷水灭火系统启动初期用水，在自动喷水水泵出现故障的紧急情况下应急供水。文献[3]提供的火灾案例说明，在轻危险级和中危险级场所，自动喷水灭火系统利用屋顶消防水箱的水量，一般情况下能有效扑灭或控制初期火灾。
原《自动喷水灭火系统设计规范》（GBJ84－85）规定，轻危险级和中危险级场所设置稳压水泵或气压给水装置，可不设屋面消防水箱。因此以往不少设计中即使设置有屋面消防水箱，出水管也只连接到消火栓系统，不连接到自动喷水灭火系统，而是在泵房设置稳压水泵代替屋面消防水箱。
新修订的《自动喷水灭火系统设计规范》
（GB50084-2001）对消防水箱的设置做出严格限定。根据该规范第10.3.1条，第10.3.2条规定，除建筑高度不超过24m的轻危险级和中危险级场所外，采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统均应设高位消防水箱。规范指出，对于建筑高度不超过24m的轻危险级和中危险级场所，如设置高位消防水箱确有困难时，才可以采用气压给水设备代替屋面消防水箱，并且要求气压给水设备水泵的流量为5L/s，气压水罐的储水容积为5L/s × 10min = 3m3。在工程实际中选用如此大的气压水罐是不经济的，而且供水可靠性比屋面消防水箱低，因此应首先选择屋面消防水箱供水方式。
关于商住楼屋面消防水箱的储水量，《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）第10.3.1条规定，储水量应符合现行有关国家标准的规定。也就是说，当消火栓系统和自动喷水灭火系统合用屋面消防水箱时，只要按照《高层民用建筑设计防火规范》的相关规定确定屋面消防水箱的容积即可，不必另外增加自动喷水灭火系统的初期用水量。

4．报警阀前环状供水管道布置自动喷水灭火系统扑救初期火灾的功效优于消火栓系统，其供水的可靠性也就不应低于消火栓系统。所以新修订的《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）第10.1.4条规定：“当自动喷水灭火系统中设有2个及以上报警阀组时，报警阀组前宜设环状供水管道。”
规范的条文说明提供了环状供水示意图，见图4。按照该图，当阀1和阀2之间的环管检修时，所有的报警阀都停止供水，失去了环状供水的作用。而且一般情况下环状供水管道不长，设置阀1和阀2意义不大。

设置环状供水管道的目的是保证每个报警阀组都能做到双向供水，所以必须应用阀门将环状供水管道分成若干独立段，修改后的环状供水管道示意图见图5，水泵出水管和环状供水管道不长时，可以取消图4中的阀1、阀2。按照图5设置的阀门，即使阀3左右的管道检修，自动喷水水泵无法使用时，仍可利用屋面消防水箱提供火灾初期消防用水。当环状供水管道某段检修时，只影响一个报警阀组。当环状供水管道某个阀门检修时，影响1～2个报警阀组。图5的供水可靠性比图4有所提高。

另外，从环状供水的角度湿式报警阀前的阀门可以取消，但是，对于具体工程则要具体分析。有的商住楼是根据招商的情况，采取分层分区消防验收，分期投入使用，这时，湿式报警阀没有全部安装，如果取消湿式报警阀前的阀门，就只有关闭环状供水管道的阀门，这样就失去了环状供水管道的作用。

5．结语
（1）. 设置自动喷水灭火系统的高层商住楼消防水池应分成两个能独立使用的消防水池，以增加供水的可靠性。
（2）. 水泵吸水管的连接方式应考虑消防水池检修或清洗、吸水管道检修时对自动喷水灭火系统供水可靠性的影响。
（3）. 屋面消防水箱对于扑灭或控制初期火灾具有重要作用，而且比气压供水装置可靠、经济，对于临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应优先采用屋面消防水箱供水。
（4）. 应采用阀门将报警阀前环状供水管道分成若干独立段，保证每个报警阀组都能做到双向供水。

参考文献
1 GB50084-2001.《自动喷水灭火系统设计规范》.北京：中国计划出版社，2001
2 王红玉，胡波. 高层建筑消防水池设计中的几个问题. 消防技术与产品信息，1999，5，11～12
3 张菊良，黄晓家. 自动喷水灭火系统的作用和设置. 给水排水，2001，27（2），66～70

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作者通讯处：
王红玉
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