梁文逵
廣東省建筑設計研究院

　　現行《建筑設計防火規范》(GBJl6—87)(以下簡稱《建規》)中關于高位消防水箱、消防水泵的設置規定不明確，消防水泵的啟動控制方式容易引起誤報、誤啟動。為此，本文探討如下：

　　一　關于高值消防水箱的設置高度問題

　　《建規》第8．6．2條文(以下簡稱“該條文”)規定：高層工業建筑和水箱不能滿足最不利點消火栓水壓要求的其他建筑，應在每個室內消火栓處設置直接啟動消防水泵的按鈕，并應有保護設施。因此，消防水泵設置與否取決于高位消防水箱(以下簡稱“水箱”)是否滿足該條款的規定。但《建規》中并沒有明確規定水箱的設置高度。計算水箱所需設置高度或確定是否設置消防水泵時，只能依據該條文第二款的規定：水槍的充實水柱長度應由計算確定，一般不應小于7m，但甲、乙類廠房、超過六層的民用建筑、超過四層的廠房和庫房內，不應小于10m，高層工業建筑、高架庫房內，水槍的充實水拄不應小于13m水柱。現以水槍的充實水柱長度S_k＝7m來計算水箱所需的設置高度。
　　當水槍的充實水往長度S_k=7m時，水槍噴嘴(口徑為19mm）流量q_xh＝3．8L／S，這時最不利點消火栓栓口(SN65)處所需水壓，應由下式計算：

　　　　 H_xh＝h_d+H_q＝A_dL_dq²_xh+q_x²_h／B(mH₂O)

　　Hxh——消火栓栓日處所需水壓(mH₂O)；
　　h_d——消防水帶的水頭損失(mH₂O);
　　H_g——水槍噴嘴造成一定長度的充實水柱所需水壓(mH₂O)；
　　q_xh——直流水槍射流出水量(L/S)；
　　A_d——水帶的比阻，取0．00172；
　　L_d——水帶長度(m)，取25m；
　　B——水流特性系數，取1．577。
　　求得H_xh＝0．00172×25×3．8²十3．8²／1577＝9．78(mH₂O)，加上消火栓栓口水頭損失(據有關資料：h_xh＜2mH₂O)、最不利點消火栓至水箱之間管路的水頭損失(≈0．5mH₂O)，則水箱所需設置高度H＝H_xh十h_sk十h_w=9．78十2十0．5≈12(mH2O)。水箱設置如此之高，在實際工程中難以做到，從而不能滿足最不利點消火栓水壓要求。
　　另外，《建規》中按“滿足最不利點消火栓水槍的充實水柱長度”，計算確定高位消防水箱的設置高度，或確定是否設置消防水泵很不準確。因為消防管道管徑不同，消火栓栓口和水槍口徑不同，水槍充實水校長度的計算值各不相同，而且計算繁瑣，不便于執行。建議按“保證最不利點消火栓處靜水壓力”規定高位消防水箱的設置高度。因“靜水壓力”比“充實水柱長度”更準確，易于執行。同時《建規》中應把對消火栓水槍的充實水校長度和高位水箱的設置高度要求分開明確規定。因為高位消防水箱設置高度除應考慮保證最不利點消火栓水槍的充實水柱長度外，還受到建筑物本身結構特點的限制，不可能 “有求必應”，無限制地增高。即使置之于電梯機房上面，最不利點消火栓處的靜水壓力也只有7m水柱左右。另外，它側重于保證火災前10分鐘的消防用水壓力，一般為沒有受過專業訓練的非消防人員使用，如果出水壓力過大，水槍將難以架穩；而水槍充實水柱長度主要考慮火災發生，消防水泵啟動加壓后，水槍射水達到室內最高著火點的水柱滅火有效長度。側重于火災10分鐘后消防隊員到場使用，快速有效控制、撲滅火災。兩者側重點不同，制定規范時不應互為條件應獨立分開。

　　二　關于消防水泵的設置問題

　　由上討論得知，大多數水箱的設置高度均保證不了最不利點消火栓的水壓要求。在這種情況下，依據該條文第九款的規定，則大多數低層民用建筑不得不設置消防水泵。
　　由于低層民用建筑特別是住宅，一般規模小，內部結構簡單。人員密度低，易于疏散和撲救。根據目前我國的經濟狀況和消防車隊的裝備水平，低層民用建筑發生火災時宜立足于消防車隊撲救。若非設置消防水泵不可，能否用生活水泵兼作消防水泵?
　　我國大中型城鎮中，絕大部分城市供水壓力很低，一般四層以上的用戶均需增設生活水泵進行二次加壓。筆者認為：(1)低層民用建筑消防要求簡單，自救能力弱，消防用水量小，水壓低。最小消火栓用水量為5L／s，消火栓水槍的充實水柱長度不應小于7m，這與100戶住宅(每戶生活用水為3．5當量)的生活用水設計秒流量、壓力相當；(2)生活水泵長期處于工作運轉狀態，兼作消防加壓設備安全可靠性較高；(3)低層民用建筑消火栓系統免設增壓穩壓設施，系統簡單，為生活水泵兼作消防加壓設備提供了前提條件。生活水泵出水管路、控制系統稍做改變就可兼作消防加壓之用。所以，用生活水泵兼作消防水泵，一方面可以充分利用生活水泵，節省投資，減少泵房面積，另一方面可以避免消防水泵長期處于非工作狀態運轉不靈，提高消防系統的安全可靠性，加強低層民用建筑的消防自救能力。
　　另外，《建規》中對于水箱設置高度能滿足上述要求的其他建筑并沒有明文規定是否需設置消防水泵。這給各地消防主管部門執行《建規》時造成一定的迷惑，也是消防設計人員與有關部門一直爭論不休的焦點之一。建議應予以明確規定。
　　生活水泵兼做消防水泵的工作原理(如圖所示)：正常狀態時，生活水泵向高位水箱加壓送水，經室內生活飲用水管道輸送至用戶；發生火災時，消火栓水槍射流出水。水箱底下消防總出水管上水流指示器①動作，或水泵出水總管消防用水端的水流指示器①動作，動作信號傳送到水泵控制箱，水泵控制箱發出信號關閉水泵出水總管生活用水端的電磁閥②，保證了消防管網用水。為了保證室內生活飲用水的水質衛生，水箱消防出水總管和水泵出水總管消防用水端均需設置管道倒流防止器③，防止消防管網內的非飲用水倒流進生活管網或水箱，避免生活飲用水因倒流而被污染。

　　三 關于消防水泵的啟動方式問題

　　消火栓系統是低層民用建筑最基本的滅火設備，發生火災時，消防水泵及時、迅速啟動加壓是其正常運行的重要保障。為此，《建規》制定了該條文第九款的規定，以便迅速遠距離啟動消防水泵。但萬一出現如下情況：(1)無火災時人為啟動消火栓處按鈕：(2)發生火災時。慌亂中先啟動按鈕，再展開水槍、連接接扣、開啟栓口、持槍射水等過程中，由于操作不熟練而延誤時間，或僅啟動按鈕而來不及開槍射水。這兩種情況都會導致整個消防管網在沒有真正投入使用(無水槍出水)前消防水泵已經啟動，造成消防管網壓力劇增，嚴重超壓并極有可能引起管網爆破，從而使整個消火栓系統處于癱瘓狀態。規范只強調火災發生時消防水泵的及時、迅速啟動，卻忽視了整個消火栓系統實際運行的安全可靠性、準確性。為了避免上述情況下消火栓按鈕或誤動作所帶來的誤報，誤啟動。筆者認為，每個室內消火栓處的按鈕不宜直接啟動消防水泵，可以把它作為警報信號傳送給消防水泵房或消防值班室、提醒管理人員應立即查明、核實火情，防止誤報；嚴格地講，只有水流指示器的水力信號才是真正火警信號，才可以直接啟動消防水泵。為此，于上圖所示位置設置水流指示器①，并由其發出的水力信號直接啟動消防水泵。當然，緊急狀況下，在消防水泵房內，或消防值班室亦可直接啟動消防水泵。