室内消火栓系统设计用水量的方案分析

1、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：防给水系统的水量，水压应满足使随着我国国民经济的不断迅用要求”。那么室内消防用水量是猛发展，各种性质的建筑越来越多应该只满足建规或高规中规定的地呈现在人们的视野中。人们对于最低用水量，还是满足消火栓实际建筑的防火要求越来越重

2、视、要求的出水量呢？条文解释中也没有越来越高。明确这一点。笔者理解：应满足室我国建筑设计防火规范（GB内消火栓实际使用的出水量。50016-2006，以下简称 “建规”）及在对室内消火栓系统设计用高层民用建筑设计防火规范水量方案进行分析之前，我们先来（GB 50045-95，2005 年版，以下了解一下室内消火栓系统中消火简称“高规”）中明确规定了各种栓栓头及水枪的参数。性质建筑的最低室内消防用水量。2 室内消火栓栓头及水枪参数：而城镇给水排水技术规范 （GB建规及高规中均规定每个消）第3.6.10条规定：“消火栓出水量不得小于 5L/s。50788-2012水枪出流量计算公式为：H xhhd

3、 H q H skAd Ld qxh2 qxh2H skB式中Hxh消火栓栓口的最低水压（ 0.010MPa）；Hd 消防水带的水头损失（ 0.010MPa）；Hq 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；qxh 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；Hsk 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/

4、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15 。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

5、为 19mm 的水枪压力及流量 4栓后压力15.017.018.520.020.522.524.527.0（ 0.010MPa）水枪流量4.95.25.45.55.76.06.26.5（ L/s）栓后压力28.029.029.530.032.533.547.050.0（ 0.010MPa）水枪流量6.66.76.87.07.17.58.58.9（ L/s）图 1 SNW65-H 型减压稳压消火栓压力特性曲线5P1 为栓前压力P2 为栓后压力3 室内消防系统布置方案：我们可以从高规中查得室内我们以一栋综合楼为例，假设消火栓最小用水量为40L/s，每个有一栋层高均为 3m、地下 2 层、消火栓最小

6、出流量为 5L/s。这就意地上 25 层、建筑高度为 75m 的综味着火灾时将同时使用8 个室内消合楼。火栓。这里笔者列举三个消火栓布扬程为 0.90MPa 的切线（恒压）消置方案，三个方案第25 层消火栓防供水泵。压力均按 0.17MPa计。为方便计算，方案二：暂且忽略各立、支管道阻力损失。栓前压力不超过 0.40MPa的采-2 层消火栓栓前静水压力为用普通室内消火栓，即 1825层（18，由于不超过，层栓前压力为 0.38MPa）。0.96MPa1.00MPa所以竖向不分区。每个消火栓箱内栓前压力超过 0.40MPa的采用均设置 25m 长 DN65 消防水带一条减压稳压室内消火栓，即 -

7、217 层及枪口直径 19mm 的水枪一个。消（17层栓前压力为 0.41MPa），且火栓入户管及水泵接合器设均在 -1在第18、19、20 层消火栓口处加层，入户所需压力为 0.90MPa。设孔口直径为 26mm 的减压孔板，方案一：使这三层的栓后压力控制在栓前压力不超过0.5MPa 的采0.200.30MPa之间（水枪出流量控用普通室内消火栓，即 1525 层（15制在 5.77.0L/s 之间）。层栓前压力为 0.47MPa）。室内消火栓消防用水量按栓前压力超过 0.5MPa 的采用56L/s 来设计，室外设四组地下式减压稳压室内消火栓，即 -214 层水泵接合器，消防水池按 3 小时室

8、（14 层栓前压力为 0.5MPa）。内消火栓用水量来计算，即室内消火栓消防用水量按604.8m3。我们选用某厂家的出水量40L/s 来设计，室外设三组地下式为 60L/s、扬程为 0.90MPa 的切线水泵接合器，消防水池按 3 小时室（恒压）消防供水泵。内消火栓用水量来计算， 即 432m3。方案三：我们选用某厂家的出水量为 40L/s、栓前压力不超过 0.5MPa 的采用普通室内消火栓，即1525 层；栓前压力超过0.5MPa 的采用减压稳压室内消火栓，即 -214 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

9、力控制在0.170.20MPa 之间（水枪出流量控制在 5.05.5L/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：我们把上面三个方案分别进行计算分析（消防水池只计算了室内消火栓用水量，室外消火栓及自动喷淋灭火系统等其他消防用水应另行计算并叠加，这里不再做详细计算）。方案一：此方案系统压力及消防用水量均满足高规中的规定，也不超压，看似没有问题。然而，我们来进行计算分析：在实际

10、使用时，在第15 层消火栓出口压力最大，为0.47MPa，这时枪口出流量为8.5L/s，八个消火栓同时使用总流量将达到68L/s；即使超过 0.5MPa 的消火栓使用了减压稳压消火栓，在 -2 层处，栓前压力为 0.96MPa，由图 1 可知，栓后压力为 0.30MPa，此时水枪出流量为 7.0L/s，八个消火栓同时使用总流量也达到56L/s。由图 2 可以看出，两个流量都已经超出了所选泵的供水能力，且随着泵出水量的增加，所选泵的功率增加很快，不利于消防用电安全；泵的扬程也迅速下降，无法保证消火栓的出水压力，且 3 小时内室内消防实际总用水量也达到了734.4m3，比此方案设计的432m3 的

11、储水 量超出了302.4m3，换句话说即使消防泵能满足 0.90MPa 的压力及68L/s 的流量，但 432m3 的消防水量也只能保证 1.76 小时消防供水。在看水泵接合器，我们知道一个水泵接合器一般按 1015L/s 的补水能力来计，三个水泵接合器相加最大也只能补充 45L/s，无法满足系统的实际用水量要求。由此可见，此方案存在着很大的安全隐患。图 2 XBD9/40G-L 性能曲线XBD9/40G-L 表示：立式切线（恒压）消防泵组额定流量为 40L/s，额定压力为 0.90MPa。方案二：口出流量为6.6L/s；使用减压稳压在实际使用时，仅使用普通消消火栓的最大出口压力为0.30MP

12、a火栓的最大出口压力为0.29MPa（第 -2层，栓前压力0.96MPa），（第21 层），枪口出流量为6.7L/s；枪口出流量为7.0L/s。由于采取了仅在栓口处加减压孔板的最大出减压稳压消火栓及减压孔板等减口压力为0.28MPa（第18 层），枪压措施，使本建筑所有消火栓枪口出流量控制在了 5.07.0L/s 之间，时间 3 小时的消防用水；由图 3 可且泵的额定供水能力也能满足8 只以看出，即使是 8 只水枪同时使用水枪同时使用的最大用水量56L/s；的最小流量为 40L/s 时，泵的扬程四组水泵接合器合计最大补水量及输入功率均不影响泵及室内消为 60L/s，也能满足实际消防用水火栓系统

13、的正常使用。因此，此方量最大值时的用水需求；消防水池案是安全可靠的。储水量能满足流量为 56L/s、使用图 3 XBD9/60G-W 性能曲线XBD9/60G-W 表示：卧式切线（恒压）消防泵组额定流量为60L/s，额定压力为 0.90MPa。方案三：0.170.20MPa之间（水枪出流量控实际使用时，由于整个系统采制在5.05.5L/s 之间），系统的用水取了普通消火栓加减压孔板和减量控制在了4044L/s 之间；三组水压稳压消火栓加减压孔板的减压泵接合器总补水量为45L/s，能满措施，使栓后压力控制在足实际消防用水量最大值时的用水需求；消防水池储水量能满足流量为 44L/s、使用时间 3 小时的消防用水；由图 2 可以看出，当系统用水量在 44L/s 时，扬程的下降及功率的上升都不是很大，对消火栓的系统影响较小，在正常且能安全运行范围内。由此可见，此方案亦是安全可靠的。5 小结：由此可见，方案一存在着很大的安全隐患；方案二和方案三均为可靠的方案，这两个方案的差别在于：方案二，消防水池大、减压稳压消火栓多、消防水泵选型大、使用安全度高；方案三，消防水池小、减压孔板选用多且孔口直径需根据栓前压力进行计算、压力控制较复杂。至于哪个方