室内消火栓系统设计用水量的方案分析

室内消火栓系统设计用水量的方案分析

摘要：目前室内消火栓是各种建筑中最为常见的灭火设施之一，规范中明确规定了各种性质建筑的最低室内消防用水量。然而，在实际使用当中，一般室内消防用水量比规范规定的要高，为避免设计的系统存在安全隐患，使设计的系统用水量方案切实可靠，在设计时应根据实际使用情况进行计算分析确定。

关键词：消火栓用水量消火栓栓头水枪水泵接合器消防供水泵消防水池

1 概况：

随着我国国民经济的不断迅猛发展，各种性质的建筑越来越多地呈现在人们的视野中。人们对于建筑的防火要求越来越重视、要求越来越高。

我国《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006，以下简称“建规”）与《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95，2005年版，以下简称“高规”）中明确规定了各种性质建筑的最低室内消防用水量。而《城镇给水排水技术规范》（GB 50788-2012）第3.6.10条规定：“消防给水系统的水量，水压应满足使用要求”。那么室内消防用水量是应该只满足建规或高规中规定的最低用水量，还是满足消火

栓实际的出水量呢？条文解释中也没

有明确这一点。笔者理解：应满足室

内消火栓实际使用的出水量。

在对室内消火栓系统设计用水

量方案进行分析之前，我们先来了解

一下室内消火栓系统中消火栓栓头与

水枪的参数。

2 室内消火栓栓头与水枪参数：

建规与高规中均规定每个消火栓

出水量不得小于5L/s。

水枪出流量计算公式为：

sk

xh

xh

d

d

sk

q

d

xh

H

B

q

q

L

A

H

H

h

H+

+

=

+

+

=

2

2

式中 H

xh

——消火栓栓口的最低水压（0.010MPa）；

H

d

——消防水带的水头损失（0.010MPa）；

H

q

——水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压（0.010MPa）；

A

d

——水带的比阻，口径为65mm的衬胶水带比阻为0.00172；

L

d

——水带长度（m），一般为25m；

q

xh

——水枪喷嘴射出流量（L/s）；

B ——水枪水流特性系数，口径为19mm的系数为1.577；

H

sk

——消火栓栓口水头损失，宜取0.02MPa。

根据此公式计算可得表1。

根据表1可知栓口压力为0.17MPa时，口径为19mm的水枪出流量为5.2L/s。随着栓口压力的增加，水枪的出流量也随之增加，当栓口压力达到0.50MPa时，水枪出流量可达到8.9L/s。

高规中规定当栓口压力超过0.50MPa时，应采取减压措施。设计人员一般都采用减压稳压消火栓来达到减压目的。根据资料，我们可以查得图1[5]。根据图1我们可以看出随着栓前压力的改变减压稳压消火栓栓后压力也不是一个定值，而是随着栓前压力的增加，栓后压力也随之增加，水枪出流量也同时增加。例如：当栓前压力为0.50MPa时，栓后压力0.27MPa，水枪出流量为 6.5L/s；当栓前压力为0.90MPa时，栓后压力接近0.30MPa，水枪出流量为7.0L/s。

表1 直径为19mm的水枪压力与流量[4]

水枪流量（L/s） 4.9 5.2 5.4 5.5 5.7 6.0 6.2 6.5栓后压力

（0.010MPa）

28.

29.

29.

5

30.

32.

5

33.

5

47.

50.

0水枪流量（L/s） 6.6 6.7 6.87.07.17.58.58.9

图1 SNW65-Ⅲ-H型减压稳压消火栓压力特性曲线[5]

P1为栓前压力 P2为栓后压力

3 室内消防系统布置方案：

我们以一栋综合楼为例，假设有

一栋层高均为3m、地下2层、地上25

层、建筑高度为75m的综合楼。

我们可以从高规中查得室内消

火栓最小用水量为40L/s，每个消火

栓最小出流量为5L/s。这就意味着火

灾时将同时使用8个室内消火栓。

这里笔者列举三个消火栓布置

方案，三个方案第25层消火栓压力均

按0.17MPa计。为方便计算，暂且忽

略各立、支管道阻力损失。-2层消火

栓栓前静水压力为0.96MPa，由于不

超过 1.00MPa，所以竖向不分区。每

个消火栓箱内均设置25m长DN65消防

水带一条与枪口直径19mm的水枪一

个。消火栓入户管与水泵接合器设均

在-1层，入户所需压力为0.90MPa。

方案一：

栓前压力不超过0.5MPa的采用

普通室内消火栓，即15~25层（15层栓前压力为0.47MPa）。

栓前压力超过0.5MPa的采用减压稳压室内消火栓，即-2~14层（14层栓前压力为0.5MPa）。

室内消火栓消防用水量按40L/s 来设计，室外设三组地下式水泵接合器，消防水池按3小时室内消火栓用水量来计算，即432m3。我们选用某厂家的出水量为40L/s、扬程为0.90MPa 的切线（恒压）消防供水泵。

方案二：

栓前压力不超过0.40MPa的采用普通室内消火栓，即18~25层（18层栓前压力为0.38MPa）。

栓前压力超过0.40MPa的采用减压稳压室内消火栓，即-2~17层（17层栓前压力为0.41MPa），且在第18、19、20层消火栓口处加设孔口直径为26mm的减压孔板，使这三层的栓后压力控制在0.20~0.30MPa之间（水枪出流量控制在5.7~7.0L/s之间）。

室内消火栓消防用水量按56L/s 来设计，室外设四组地下式水泵接合器，消防水池按3小时室内消火栓用水量来计算，即604.8m3。我们选用某厂家的出水量为60L/s、扬程为0.90MPa的切线（恒压）消防供水泵。

方案三：

栓前压力不超过0.5MPa的采用普通室内消火栓，即15~25层；栓前压力超过0.5MPa的采用减压稳压室内消火栓，即-2~14层，且除第25层外栓口均加设减压孔板，根据不同的栓前压力计算减压孔板孔口直径（在这里，笔者不在作详细计算），使栓后压力控制在0.17~0.20MPa之间（水枪出流量控制在5.0~5.5L/s之间）。

室内消火栓消防用水量按44L/s 来设计，室外设三组地下式水泵接合器，消防水池按3小时室内消火栓用水量来计算，即475.2m3。我们选用某厂家的出水量为40L/s、扬程为0.90MPa的切线（恒压）消防供水泵。

4 室内消防系统设计用水量方案分析：