案例分析知识点之消防给水及消火栓系统

一、给水形式

建筑物室外宜采用低压消防给水系统，当采用市政管网时，应采用双路消防供水，除建筑高度超过54m的住宅外，室外消火栓设计流量小于或等于20L/s时可采用一路消防供水，且室外消火栓应由市政给水管网直接供水。

二、组件设置要求

（一）消防水池

1.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，市政给水管网或入户引入管不能满足室内、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入管，且室外消火栓设计流量大于20L/s或建筑高度大于50m时。
（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。

室外用水量+室内用水量，其中室外用水量主要针对室外消火栓系统，室内用水量包括内部各类水灭火设施、分隔水幕或冷却水幕。冷却水幕的持续时间：防火墙3.0h，防火卷帘3.0h，防火玻璃墙1.0h。

3.消防水池有效容积计算
（1）有可靠的补水，两路且连续，消防水池设计用水量可减去补水中的最小值。
（2）市政干管上可充当室外消火栓的市政消火栓，消防水池设计用水量可减去室外用水量。
（3）市政干管直供室外消火栓系统，可减去室外消防用水量。
（4）水池容积=设计用水量-外来水，且最小不应小于100m³，仅有消火栓系统时最小50m³。

4.消防水池有效容积计算
（1）当为消防水泵接合器供水时，距建筑外缘5~40m范围内的市政消火栓可全部计入室外消火栓。环状管网可抵扣室外消防用水量，直至0，支状管网至计入一个市政消火栓流量。
（2）距建筑5~150m的市政消火栓可全部计入室外消火栓的数量，环状管网可抵扣室外消防用水量，直至0，支状管网至计入一个市政消火栓流量。

三、消火栓系统火灾持续时间

1.工业建筑：甲、乙、丙类仓库、厂房的火灾延续时间为3.0h，丁、戊类厂房、仓库的火灾延续时间为2.0h。

2.民用建筑：高层公共建筑中的商业楼、展览楼、综合楼，建筑高度大于50m的财贸金融、图书馆、书库、重要的档案楼、科研楼和高级宾馆等的火灾延续时间时3.0h，其他公共建筑和住宅的火灾延续时间为2.0h。

3.地下建筑、地铁车站的火灾延续时间为2.0h。

4.人防工程中建筑面积大于或等于3000㎡的火灾延续时间为2.0h，建筑面积小于3000㎡的火灾延续时间为1.0h。

四、消防水池的设置要求

1.消防水池的有效容积应根据计算确定，但不应小于100m³，当仅设有消火栓系统时不应小于50m³。
2.建筑群共用消防水池时，容积应按消防用水量最大一栋建筑物计算。
3.消防水池总蓄水有效容积＞500m³时，宜设两格能独立使用的消防水池；当＞100m³时，应设置能独立使用的两座消防水池。并应设置满足最低有效水位和消防给水设计流量要求的连通管。
4.消防水池的补水时间不宜大于48h，但当消防水池有效容积大于2000m³时，补水时间不应大于96h。
5.消防水池进水管管径应经计算确定，且不应小于DN100。
6.消防水池应设置就地水位显示装置，并应在消防控制中心或值班室等地点设置显示消防水池水位的装置，同时应有最高和最低报警水位。
7.消防水池应设置溢流水管和排水设施，并应采用间接排水。

五、消防水泵

1.消防水泵的设置要求
设置消防水泵和消防转输泵时均应设置备用泵，其性能应与工作泵性能一致，工作泵不宜超过3台。自动喷水灭火系统可按“一用一备”或“用二备一”的比例设置备用泵，但下列建筑可不设置备用泵：
2.消防水泵性能材质要求
（1）流量扬程性能曲线应为无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量时按压力不大于设计工作压力的140%，且宜不大于设计工作压力的120%。
（2）当出流量为设计流量的150%时，其出口压力不应低于设计工作压力的65%。
（3）泵轴密封方式和材料应满足低流量时运转的要求（高压力）。
（4）当采用电动机驱动时，应选择干式安装（不要潜水泵）。
（5）单台消防水泵的最小额定流量不应小于10L/s，最大额定流量不宜大于320L/s。
（6）消火栓栓口动压不应大于0.5Mpa，当大于0.7MPa时应设减压装置。
（7）消防水泵串联流量不变，扬程增加；多台水泵并联时，应校核流量叠加对消防水泵出口压力的影响。
3.消防水泵吸水管阀门
（1）吸水管应设明杆闸阀、自锁蝶阀、开启刻度暗杆；出水管应采用明杆闸阀、自锁蝶阀；管径大于300时，采用电动阀门。
（2）供水高度超过24m，加装水锤消除止回阀和水锤消除器；供水高度≤24m，采用水锤消除止回阀。
4.消防水泵出水管、吸水管流量和压力装置
（1）出水管压力表的最大量程不应低于设计工作压力的2倍，且不应低于1.60MPa。
（2）吸水管宜设置真空表、压力表或真空压力表，压力表最大量程应根据工程具体情况确定，但不应低于0.70MPa，真空表的最大量程宜为0.10MPa。
（3）压力表直径≥100mm，用直径≥6mm管道与水泵进出口管相接，并应设置关断阀门。
5.消防水泵出水管、吸水管流量和压力装置
（1）一组水泵设一套，设置在水泵房内。
（2）泵组预留接口：单泵≤20L/s且单泵的设计工作压力≤0.55MPa。
（3）试水管：每台水泵出水管设施，DN65。
6.消防水泵的控制
（1）消防水泵应能手动启停。可以现场手动和远程手动。消防水泵不应设置自动停泵的控制功能，停泵应由具有管理权限的工作人员根据火灾扑救情况确定。
（2）直接启泵：应由消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关，或报警阀上的压力开关灯开关信号直接自动启泵。
（3）消防水泵控制柜在平时应使消防水泵处于自动启泵状态。
（4）在专用消防水泵控制室时，其防护等级不应低于IP30，与消防水泵设置在同一空间时，其防护等级不应低于IP55。
（5）启泵时间：以自动或手动方式直接启泵55s内，备用电源切换1min（主备电切换2s），备用泵切换2min。确保从接到启泵信号到水泵正常运转的自动启动时间不应大于2min。

六、消防给水管网

1.消防给水管道的最高点处宜设置自动排气阀。
2.管道最小管顶覆土不应小于0.7m，机动车道下的管道最小覆土不宜小于0.9m，管道最小灌顶覆土应至少在冰冻线以下0.3m。
3.宜与自动喷水泵其他水灭火系统的管网分开设置；当合用消防泵时，应在报警阀前分开设置。
4.减压阀进口处应设置过滤器，减压阀前后应设压力表；垂直安装的减压阀，水流方向宜向下；比例式减压阀宜垂直安装，可调式减压阀宜水平安装；报警阀处的排水立管宜为DN100；减压阀处的压力实验排水管道不应小于DN100。
5.各类管道的管径汇总：高位水箱进水管管径应满足消防水箱8h充满水的要求（对比消防水池的补水时间不宜大于48h，但当消防水池有效容积大于2000m³时，补水时间不应大于96h）是不应小于DN32；自动水灭火系统末端试水装置处的要水立管管径不宜小于DN75；每台消防水泵出水管上应设置试水管为DN65；消防水泵的吸水管穿越消防水池时，应采用柔性套管，采用刚性防水套管时应在水泵吸水管上设置柔性接头，其管径不应大于DN150,；其他管径一律为DN100。

七、高位消防水箱

1.建筑高度＞100m的住宅建筑，高位消防水箱的最小容积为36m³，最小静水压力0.07MPa；建筑高度大于54m且小于等于100m，最小容积18m³，最小静水压力0.07MPa；建筑高度大于27m且小于等于54m，最小容积12m³，最小静水压力0.07MPa；建筑高度大于21m的多层住宅建筑最小有效容积6m³，最小静水压力为0.07MPa。
2.建筑高度大于150m的高层公共建筑，高位消防水箱的最小有效容积为100m³，最小静水压力为0.15MPa；建筑高度大于100m且小于等于150m的高层公共建筑，最小有效容积50m³，最小静水压力为0.15MPa；建筑高度小于等于100m的一类高层公共建筑，最小容积为36m³，最小静水压力为0.1MPa；多层公共建筑和二类高层公共建筑最小有效容积为18m³，最小静水压力为0.07MPa。
3.总面积大于30000㎡的商店建筑，高位消防水箱的最小有效容积为50m³，其最小静水压力根据高度决定；总面积大于10000㎡且小于等于30000㎡的商店建筑，高位消防水箱的最小有效容积为36m³，其最小静水压力根据高度决定。
4.室内设计流量大于25L/s的工业建筑，高位消防水箱的最小有效容积为18m³，最小静水压力不低于0.1MPa（容积小于20000m³时0.07MPa）；室内设计流量小于等于25L/s的工业建筑，消防水箱的最小有效容积为12m³，最小静水压力不低于0.1MPa（容积小于20000m³时0.07MPa）。
5.高层民用建筑、总建筑面积大于10000㎡且层数大于2层的公共建筑、其他重要建筑，必须设置高位消防水箱。
6.高位消防水箱的材质为热浸锌镀锌钢板、钢筋混凝土、不锈钢板。
7.当高位消防水箱在屋顶露天设置时，水箱的人孔以及进出水管的阀门等应采取锁具或阀门箱等保护措施。寒冷地区的高位消防水箱应设置在消防水箱间内，当必须在屋顶露天设置时，应采取防冻隔热等安全措施环境温度或水温不应低于5℃。

八、增稳压设施

1.稳压泵的公称流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量，且应小于系统自动启动流量。稳压泵设计流量宜按消防给水设计流量的1%~3%，且不宜小于1L/s。稳压泵的设计压力应保持系统最不利点处水灭火设施在准工作状态时的静水压力应大于0.15Mpa。
2.设置防止稳压泵频繁启停的技术措施，当采用气压水罐时，其调节容积应根据稳压泵启泵次数不大于15次/h计算确定，但有效容积不宜小于150L。

九、消防水泵接合器

1.下列场所应设置消防水泵接合器：
（1）6层及以上并设置室内消火栓系统的民用建筑。
（2）5层及以上并设置室内消火栓系统的工业建筑和汽车库。
（3）建筑面积大于10000㎡或3层及以上的其他地下、半地下建筑。
（4）设计流量大于10L/s且平时使用的人民防空工程。
（5）地铁和交通隧道。
（6）地下、半地下汽车库。
2.自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、泡沫灭火系统和固定消防炮灭火系统等水灭火系统，均应设置消防水泵接合器。
3.消防水泵接合器的设置要求
（1）便于消防车使用的地点，且距室外消火栓或消防水池的距离不宜小于15m，并不宜大于40m。
（2）墙壁水泵接合器的安装高度距底面宜为0.7m，与墙面上的门、窗、孔、洞的净距离≥2.0m，且不应安装在玻璃幕墙下方；地下消防水泵接合器的安装，应使进水口与井盖底面的距离≤0.4m，且不应小于井盖的半径。
（3）给水流量宜按每个10~15L/s计算。当计算数量超过3个时，可根据供水可靠性适当减少。

十、分区给水

1.系统的工作压力＞2.4MPa时可采用水泵串联（转输水箱、水泵直接串联）或减压水箱方式分区供水。
2.系统的工作压力≤2.4MPa时可采用水泵串联、减压水箱、消防水泵并行、减压阀等方式分区供水。
3.采用消防水泵串联分区供水时，宜采用消防水泵转输水箱的有效容积≥60m³，转输水箱可作为高位消防水箱。
4.串联转输水箱的溢流管宜连接到消防水池。供水泵先启动，转输泵后启动。
5.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。
6.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。先启动转输泵，后启动供水泵。
7.采用减压水箱减压分区供水时应符合下列规定：减压水箱的有效容积不应小于18m³，且宜分为两格；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。

十一、室外消火栓系统

1.建筑室外消火栓的数量应根据室外消火栓设计流量和保护半径经计算确定，保护半径不应大于150m，间距不大于120m，每个室外消火栓的出流量按10~15L/s计算，室外消火栓宜沿建筑周围均匀布置，且不宜集中布置在建筑一侧；建筑消防扑救面一侧的室外消火栓数量不宜少于2个。
2.人防工程、地下工程等建筑应在出入口附近设置室外消火栓，距出入口的距离不宜小于5m，并不宜大于40m；停车场的室外消火栓宜沿停车场周围设置，与最近一排汽车的距离不宜小于7m，距加油站或油库不宜小于15m。
3.平时运行工作压力不应小于0.14MPa，火灾时水力最不利市政消火栓的出流量不应小于15L/s，且供水压力从地面算起不应小于0.1MPa。
4.距路边不宜小于0.5m，并不应大于2.0m，距建筑外墙或外墙边缘不宜小于5.0m。

十二、室内消火栓

1.消防水带DN65，长度≤25m；配置水枪直径16或19mm；消火栓设计流量为2.5L/s时，配置水枪直径11或13mm。
2.消防软管卷盘DN19，长度宜为30m，配置水枪直径5mm。
3.轻便水龙DN25，长度宜为30m，配置水枪直径6mm。
4.室内消火栓的设置要求
（1）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24m且体积小于或等于5000m³的多层仓库、建筑高度小于或等于54m且每单元设置一部疏散楼梯的住宅，了采用1支消防水枪的1股充实水柱到达室内任何部位。
（2）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。
（3）设置室内消火栓的建筑，包括设备层在内的各层均应设置。
5.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应大于30m；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应大于50m。
（1）高层建筑、厂房、库房和室内净空高度＞8m的民用建筑，栓口动压≥0.35M{a，且充实水柱≥13m，栓口动压应≤0.5MPa，当＞0.7MPa时必须设置减压装置。
（2）其他场所栓口动压≥0.25MPa，且充实水柱≥10m，栓口动压应≤0.5MPa，当＞0.7MPa时必须设置减压装置。
6.人员密集的公共建筑、建筑高度大于100m的建筑和建筑面积大于200㎡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。

十三、干式消火栓

1.干式消火栓系统充水时间不应大于5min，并符合下列规定：
（1）在供水干管上宜设置干式报警阀、雨淋阀或者电磁阀、电动阀等快速启闭装置；当采用电动阀时开启时间不应超过30s。
（2）当采用雨淋阀或者电磁阀、电动阀时，在消火栓箱处应设置直接开启快速启闭装置的手动按钮。
（3）在系统的最高处应设置快速排气阀。
消火栓重点知识总结：
1.市政消火栓：保护半径不应超过150m，间距不应大于120m，距路边距离0.5~2m，静压不小于0.14MPa、地面起算0.1MPa，流量不宜小于15L/s，距建筑物边缘≥5m。
2.室外消火栓：保护半径不应超过150m，间距不应大于120m，距路边距离0.5~2m，静压不小于0.14MPa，地面起算0.1MPa，流量为10~15L/s，距建筑物边缘≥5m，距地下工程出入口5~40m，距最近一排汽车的距离≥7m，距加油站或油库≥15m，甲乙丙类15m内不计入使用数量。
3.水池取水口：保护半径不应超过150m，无间距要求，流量10~15L/s，距建筑物15m，距甲乙丙类储罐40m，距液化石油气60m，有措施40m。
4.水泵接合器：安装高度0.7m，距门窗洞口≥2m，不能安装在玻璃幕墙下，流量10~15L/s，距离水池和室外消火栓15~40m。
5.消防水鹤：间距宜为1000m，地面起算0.1MPa，不宜低于30L/s。

十四、系统维护管理

1.水源：河湖、水井等地表地下水源水位流量和需水量每年检查；市政给水管网压力和流量每季度检查；消防水池（箱）、高位消防水箱温度冬季每天检查，水位每月检查，材质每年检查。
2.供水设施：柴油机消防水泵每日检查接通状态、电压，每周检查储油量；消防水泵每周自动启动丙记录巡检情况，每月手动启动试运转，检查供电，监测巡检情况，每季度检查流量和压力。
3.稳压泵：每天检查启停压力、启停次数。
4.气压水罐：每月检测水压、水位、有效容积。
5.减压阀：每月放水试验、检测压力，每年侧式流量和压力。
6.阀门：水源控制阀、报警阀组：每日检查外观；雨淋阀的附属电磁阀每月开启检查；电动阀或电磁阀每月供电、启闭性能检测；系统所有控制阀门每月检查铅封、锁链完好状况；倒流防止器每月检查压差；室外阀门井中的控制阀门，每季度检查开启情况；末端试水阀、报警阀每季度放水试验，启动性能。
7.消火栓：每季度进行外观和漏水检查。
8.过滤器：每年排渣、检查完好性。
9.水泵接合器：每季度检查接口及附件。
10.系统故障分析
（1）室外消火栓系统无水：消防供水管道上闸阀处于关闭状态；室外消火栓系统未连接供水管网；供水管网无水。
（2）室外消火栓系统压力不足：给水管网上常开阀门未完全开启；给水管网有泄漏点；消防给水管道堵塞，防冻措施失效，导致管网内水体结冰堵塞；消防水源供水压力不足。
（3）消防管网振动大，发出异响：消火栓水泵出水管未采用柔性连接；管网支吊架松动；管网未设置自动排气阀；管网流速过快。
（4）室内消火栓本体漏水：阀盖、阀体、旋转部件有破损或密封件失效；阀座与阀瓣部件密封失效；阀杆密封件失效。
（5）室内消火栓栓口出水压力不足：消火栓泵选型不当；系统管网堵塞；减压装置设置不合理或故障；管网有泄漏点。
（6）室内消火栓无水或压力过小：系统管网管道中有漏水点；系统管网有阀门已经关闭；稳压泵不起作用或设置不当。
（7）消防水泵启动后，稳压泵未能停止：稳压泵压力电接电压力表选型或设定错误。
（8）消防水泵自动停止：消防水泵出水管上采用了双触点的电接点压力表，并设置了自动停泵功能；消防水泵供电出现问题。
（9）连锁启泵失效：压力开关或流量开关损坏；到控制柜的线损坏；消防水泵控制柜处于手动控制状态；电源缺失；水泵损坏。
（10）自动+远程手动+现场启动均失效，机械应急可以：水泵控制柜控制回路损坏。