2019消防工程師《消防安全技術(shù)實務(wù)》必背知識點四：消防給水及設(shè)施

第三篇 建筑消防設(shè)施

第二章 消防給水及消火栓系統(tǒng)

第一節(jié) 消防給水及設(shè)施

一、消防給水系統(tǒng)

二、消防水泵

消防給水系統(tǒng)中使用的水泵多為離心泵，因為其具有適應(yīng)范圍廣、型號多、供水連續(xù)、可隨意調(diào)節(jié)流量等優(yōu)點。包括消火栓泵、噴淋泵、消防轉(zhuǎn)輸泵等。

(一)設(shè)置要求

在臨時高壓消防給水系統(tǒng)、常高壓消防給水系統(tǒng)中均需設(shè)置消防泵。在串聯(lián)消防給水系統(tǒng)和重力消防給水系統(tǒng)中，除需設(shè)置消防泵外，還需設(shè)置消防轉(zhuǎn)輸泵。消火栓給水系統(tǒng)與自動噴水滅火系統(tǒng)宜分別設(shè)置消防泵。

設(shè)置消防水泵和消防轉(zhuǎn)輸泵時均應(yīng)設(shè)置備用泵。備用泵的工作能力應(yīng)與工作泵的工作能力一致。自動噴水滅火系統(tǒng)可按“用一備一”或“用二備一”的比例設(shè)置備用泵。

下列情況下可不設(shè)備用泵：

1)建筑高度小于54m的住宅和室外消防給水設(shè)計流量≤25L/s的建筑。

2)室內(nèi)消防給水設(shè)計流量≤10L/s的建筑。

(二)消防泵的選用

1.消防水泵的流量、揚程等應(yīng)符合以下要求：

(1)消防水泵的性能應(yīng)滿足消防給水系統(tǒng)所需流量和壓力的要求。

(2)消防水泵所配驅(qū)動器的功率應(yīng)滿足所選水泵流量揚程性能曲線上任何一點運行所需功率的要求。

(3)當采用電動機驅(qū)動的消防水泵時，應(yīng)選擇電動機干式安裝的消防水泵。

(4)流量揚程性能曲線應(yīng)為無駝峰、無拐點的光滑曲線，零流量時的壓力不應(yīng)大于設(shè)計工作壓力的140%，且宜大于設(shè)計工作壓力的120%。

(5)當出流量為設(shè)計流量的150%時，其出口壓力不應(yīng)低于設(shè)計工作壓力的65%。

(6)泵軸的密封方式和材料應(yīng)滿足消防水泵在低流量時運轉(zhuǎn)的要求。

(7)消防給水同一泵組的消防水泵型號宜一致，且工作泵不宜超過3臺。

(8)多臺消防水泵并聯(lián)時，應(yīng)校核流量疊加對消防水泵出口壓力的影響。

2.消防水泵的主要材質(zhì)應(yīng)符合下列規(guī)定：

(1)水泵外殼宜為球墨鑄鐵。

(2)葉輪宜為青銅或不銹鋼。

3.柴油機消防水泵應(yīng)符合下列規(guī)定：

(1)柴油機消防水泵應(yīng)采用壓縮式點火型柴油機。

(2)柴油機的額定功率應(yīng)校核海拔和環(huán)境溫度對柴油機功率的影響。

(3)柴油機消防水泵應(yīng)具備連續(xù)工作性能，試驗運行時間不應(yīng)小于24h。

(4)柴油機消防水泵的蓄電池應(yīng)保證消防水泵隨時自動啟泵的要求。

4.軸流深井泵的安裝符合下列規(guī)定：

(1)軸流深井泵安裝于水井時，其淹沒深度應(yīng)滿足其可靠運行的要求，在水泵出流量為150%設(shè)計流量時，其最低淹沒深度應(yīng)是第一個水泵葉輪底部水位線以上不少于3.2m，且海拔每增加300m，深井泵的最低淹沒深度應(yīng)至少增加0.3m。

(2)軸流深井泵安裝在消防水池等消防水源上時，其第一個水泵葉輪底部應(yīng)低于消防水池的最低有效水位線，且淹沒深度應(yīng)根據(jù)水力條件經(jīng)計算確定，并應(yīng)滿足消防水池等消防水源有效儲水量或有效水位能全部被利用的要求;當水泵設(shè)計流量大于125L/s時，應(yīng)根據(jù)水泵性能確定淹沒深度，并應(yīng)滿足水泵氣蝕余量的要求。

(3)軸流深井泵的出水管與消防給水管網(wǎng)連接應(yīng)符合：一組消防水泵應(yīng)設(shè)不少于兩條的輸水干管與消防給水環(huán)狀管網(wǎng)連接，當其中一條輸水管檢修時，其余輸水管應(yīng)仍能供應(yīng)全部消防給水設(shè)計流量。

(三)消防泵的串聯(lián)和并聯(lián)

消防泵的串聯(lián)在流量不變時可增加揚程。故當單臺消防泵的揚程不能滿足最不利點噴頭的水壓要求時，系統(tǒng)可采用串聯(lián)消防給水系統(tǒng)。消防泵的串聯(lián)宜采用相同型號、相同規(guī)格的消防泵。在控制上，應(yīng)先開啟前面的消防泵，后開啟后面(按水流方向)的消防泵。在有條件的情況下，應(yīng)盡量選用多級泵。

消防泵并聯(lián)的作用主要在于增大流量，但在流量疊加時，系統(tǒng)的流量會有所下降，選泵時應(yīng)考慮這種因素。也就是說，并聯(lián)工作的總流量增加了，但單臺消防泵的流量卻有所下降，故應(yīng)適當加大單臺消防泵的流量。并聯(lián)時也宜選用相同型號和規(guī)格的消防泵，以使消防泵的出水壓力相等、工作狀態(tài)穩(wěn)定。

(四)消防水泵的吸水

(1)消防水泵應(yīng)采取自灌式吸水。

(2)消防水泵從市政管網(wǎng)直接抽水時，應(yīng)在消防水泵出水管上設(shè)置有空氣隔斷的倒流防止器。

(3)當吸水口處無吸水井時，吸水口處應(yīng)設(shè)置旋流防止器。

(五)消防水泵管路的布置要求

1.消防水泵吸水管的布置要求

(1)一組消防水泵，吸水管不應(yīng)少于兩條，當其中一條損壞或檢修時，其余吸水管應(yīng)仍能通過全部消防給水設(shè)計流量。

(2)消防水泵吸水管布置應(yīng)避免形成氣囊。

(3)消防水泵吸水口的淹沒深度應(yīng)滿足消防水泵在最低水位運行安全的要求，吸水管喇叭口在消防水池最低有效水位下的淹沒深度應(yīng)根據(jù)吸水管喇叭口的水流速度和水力條件確定，但不應(yīng)小于600mm，當采用旋流防止器時，淹沒深度不應(yīng)小于200mm。

(4)消防水泵的吸水管上應(yīng)設(shè)置明桿閘閥或帶自鎖裝置的蝶閥，但當設(shè)置暗桿閥門時應(yīng)設(shè)有開啟刻度和標志;當管徑超過DN300時，宜設(shè)置電動閥門。(出水管上還應(yīng)有止回閥)

(5)消防水泵吸水管的直徑小于DN250時，其流速宜為1.0～1.2m/s;直徑大于DN250時，宜為1.2～1.6m/s。(出水管的直徑小于DN250時，其流速宜為1.5～2.0m/s;直徑大于DN250時，宜為2.0～2.5m/s。)

(六)消防水泵的啟動裝置及動力裝置

1.消防水泵的啟動裝置

(1)消防水泵應(yīng)能手動啟停和自動啟動，且應(yīng)確保從接到啟泵信號到水泵正常運轉(zhuǎn)的自動啟動時間不應(yīng)大于2min。消防水泵不應(yīng)設(shè)置自動停泵的控制功能，停泵應(yīng)由具有管理權(quán)限的工作人員根據(jù)火災(zāi)撲救情況確定。

(2)消防水泵應(yīng)由消防水泵出水干管上設(shè)置的壓力開關(guān)、高位消防水箱出水管上的流量開關(guān)，或報警閥壓力開關(guān)等開關(guān)信號直接自動啟動。消防水泵房內(nèi)的壓力開關(guān)宜引入消防水泵控制柜內(nèi)。

(3)消火栓按鈕不宜作為直接啟動消防泵的開關(guān)，但可作為發(fā)出報警信號的開關(guān)或啟動干式消火栓系統(tǒng)的快速啟閉裝置等。

2.消防水泵控制柜的設(shè)置要求

消防水泵控制柜應(yīng)設(shè)置在消防水泵房或?qū)Ｓ孟浪每刂剖覂?nèi)，并應(yīng)符合下列要求：

(1)消防水泵控制柜在平時應(yīng)使消防水泵處于自動啟泵狀態(tài)。

(3)消防水泵控制柜設(shè)置在專用消防水泵控制室時，其防護等級不應(yīng)低于IP30(防塵);與消防水泵設(shè)置在同一空間時，其防護等級不應(yīng)低于IP55(防塵防射水)。

(5)消防水泵控制柜應(yīng)設(shè)置機械應(yīng)急啟泵功能，并應(yīng)保證在控制柜內(nèi)的控制線路發(fā)生故障時由具有管理權(quán)限的人員在緊急時啟動消防水泵。機械應(yīng)急啟動時，應(yīng)確保消防水泵在報警后5.0min內(nèi)正常工作。

3.消防水泵的動力裝置

(1)消防轉(zhuǎn)輸泵的供電應(yīng)符合消防泵的供電要求。消防泵、消防穩(wěn)壓泵及消防轉(zhuǎn)輸泵應(yīng)有不間斷的動力供應(yīng)，也可采用內(nèi)燃機作為動力裝置。

(2)消防水泵的雙電源自動切換時間不應(yīng)大于2s，一路電源與內(nèi)燃機動力的切換時間不應(yīng)大于15s。

三、消防供水管道

(一)室外消防給水管道

1.室外消防給水管道的布置要求

(1)室外消防給水采用兩路消防供水時，應(yīng)布置成環(huán)狀，但當采用一路消防供水時，可布置成枝狀。

(2)向環(huán)狀管網(wǎng)輸水的進水管不應(yīng)少于兩條，當其中一條發(fā)生故障時，其余的進水管應(yīng)能滿足消防用水總量的供給要求。

(3)消防給水管道應(yīng)采用閥門分成若干獨立段，每段內(nèi)室外消火栓的數(shù)量不宜超過5個。

2.管材、閥門和敷設(shè)

(2)閥門

消防給水系統(tǒng)管道的較高點處宜設(shè)置自動排氣閥。

消防水泵出水管上的止回閥宜采用水錘消除止回閥，當消防水泵供水高度超過24m時，應(yīng)采用水錘消除器。當消防水泵出水管上設(shè)有囊式氣壓水罐時，可不設(shè)水錘消除設(shè)施。

(二)室內(nèi)消防給水管道

(1)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)應(yīng)布置成環(huán)狀，當室外消火栓設(shè)計流量不大于20L/s，且室內(nèi)消火栓不超過10個時，除規(guī)范另有規(guī)定外，可布置成枝狀。

(2)當由室外生產(chǎn)生活消防合用系統(tǒng)直接供水時，合用系統(tǒng)除應(yīng)滿足室外消防給水設(shè)計流量以及生產(chǎn)和生活最大小時設(shè)計流量的要求外，還應(yīng)滿足室內(nèi)消防給水系統(tǒng)的設(shè)計流量和壓力要求。

(3)室內(nèi)消防管道管徑應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計流量、流速和壓力要求經(jīng)計算確定;室內(nèi)消火栓豎管管徑應(yīng)根據(jù)豎管最低流量經(jīng)計算確定，但不應(yīng)小于DN100。

(4)室內(nèi)消火栓環(huán)狀給水管道檢修時應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)室內(nèi)消火栓豎管應(yīng)保證檢修管道時關(guān)閉停用的豎管不超過1根，當豎管超過4根時，可關(guān)閉不相鄰的2根。

2)每根豎管與供水橫干管相接處應(yīng)設(shè)置閥門。

(5)室內(nèi)消火栓給水管網(wǎng)宜與自動噴水等其他水滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)分開設(shè)置：當合用消防泵時，供水管路沿水流方向應(yīng)在報警閥前分開設(shè)置。

(6)消防給水管道的設(shè)計流速不宜大于2.5m/s，自動水火火系統(tǒng)管道設(shè)計流速應(yīng)符合現(xiàn)行標準的有關(guān)規(guī)定，但任何消防管道的給水流速不應(yīng)大于7m/s。

四、消防水泵接合器

(一)設(shè)置要求

(1)下列場所應(yīng)設(shè)置水泵接合器

高層(民用、工業(yè))建筑；

設(shè)有消防給水的住宅；

超過五層的其他多層民用建筑；

超過四層的多層工業(yè)建筑；

超過兩層的地下或半地下建筑(室)；

建筑面積大于10000m2的地下或半地下建筑(室)；

室內(nèi)消火栓設(shè)計流量大于10L/s平戰(zhàn)結(jié)合的人防工程；

自動噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)和固定消防炮滅火系統(tǒng)等水滅火系統(tǒng)；

城市交通隧道。

(2)消防水泵接合器的給水流量宜按每個10～15L/s計算。每種水滅火系統(tǒng)的消防水泵接合器設(shè)置的數(shù)量應(yīng)按系統(tǒng)設(shè)計流量經(jīng)計算確定，但當計算數(shù)量超過3個時，可根據(jù)供水可靠性適當減少。

(3)臨時高壓消防給水系統(tǒng)向多棟建筑供水時，消防水泵接合器應(yīng)在每座建筑就近設(shè)置。

(4)消防水泵接合器的供水范圍，應(yīng)根據(jù)當?shù)叵儡嚨墓┧髁亢蛪毫Υ_定。

(5)消防給水為豎向分區(qū)供水時，在消防車供水壓力范圍內(nèi)的分區(qū)，應(yīng)分別設(shè)置水泵接合器;當建筑高度超過消防車供水高度時，消防給水應(yīng)在設(shè)備層等方便操作的地點設(shè)置手抬泵或移動泵接力供水的吸水和加壓接口。

(二)組成

水泵接合器是由閥門、安全閥、止回閥、栓口放水閥以及連接彎管等組成的。水泵接合器組件的排列次序應(yīng)合理，按水泵接合器給水的方向，依次是止回閥、安全閥和閥門。

五、增(穩(wěn))壓設(shè)備

(一)穩(wěn)壓泵

1.穩(wěn)壓泵的工作原理

2.穩(wěn)壓泵流量的確定

消防給水系統(tǒng)消防穩(wěn)壓泵的設(shè)計流量不應(yīng)小于消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)的正常泄漏量和系統(tǒng)自動啟動流量。當沒有管網(wǎng)泄漏量數(shù)據(jù)時，穩(wěn)壓泵的設(shè)計流量宜按消防給水設(shè)計流量的1%～3%計，且不宜小于1L/S。消防給水系統(tǒng)所采用報警閥壓力開關(guān)等自動啟動流量應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品確定。

3.穩(wěn)壓泵設(shè)計壓力的確定

(1)穩(wěn)壓泵的設(shè)計壓力應(yīng)滿足系統(tǒng)自動啟動和管網(wǎng)充滿水的要求。

(2)穩(wěn)壓泵的設(shè)計壓力應(yīng)保持系統(tǒng)自動啟泵壓力設(shè)置點處的壓力在準工作狀態(tài)時大于系統(tǒng)設(shè)置自動啟泵壓力，且增加值宜為0.07～0.10MPa。

(3)穩(wěn)壓泵的設(shè)計壓力應(yīng)保持系統(tǒng)最不利點處水滅火設(shè)施在準工作狀態(tài)時的靜水壓力應(yīng)大于0.15MPa。

4.穩(wěn)壓泵的供電要求

消防穩(wěn)壓泵的供電要求同消防泵的供電要求，應(yīng)設(shè)置備用泵。

(二)氣壓罐

1.氣壓罐的工作原理

穩(wěn)壓泵常與小型氣壓罐配合使用，當采用氣壓水罐時，其調(diào)節(jié)容積應(yīng)根據(jù)穩(wěn)壓泵啟泵次數(shù)不大于15次/h計算確定，但有效容積不宜小于150L。

2.氣壓罐的工作壓力

氣壓罐的最小設(shè)計工作壓力應(yīng)滿足系統(tǒng)最不利點滅火設(shè)備所需的水壓要求。

(9)室內(nèi)采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)時，高位消防水箱的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)高層民用建筑、總建筑面積大于10000m2且層數(shù)超過2層的公共建筑和其他重要建筑，必須設(shè)置高位消防水箱。

2)其他建筑應(yīng)設(shè)置高位消防水箱，但當設(shè)置高位消防水箱確有困難，且采用安全可靠的消防給水形式時，可不設(shè)高位消防水箱，但應(yīng)設(shè)置穩(wěn)壓泵。

采用臨時高壓消防給水系統(tǒng)的自動噴水滅火系統(tǒng)，當按規(guī)定可不設(shè)置高位消防水箱時，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)氣壓供水設(shè)備。氣壓供水設(shè)備的有效水容積，應(yīng)按系統(tǒng)最不利處 4 只噴頭在最低工作壓力下的 5 min 用水量確定。干式系統(tǒng)、預作用系統(tǒng)設(shè)置的氣壓供水設(shè)備，應(yīng)同時滿足配水管道的充水要求。

六、消防水池和消防水箱

(一)消防水池

符合下述條件之一時，應(yīng)設(shè)消防水池：

(1)在市政給水管道、進水管道或天然水源不能滿足消防用水量時;

(2)市政給水管道為枝狀或只有一條進水管的情況下，且室外消火栓設(shè)計流量大于20L/S或建筑高度大于50m時;

1.設(shè)置要求

(1)當市政給水管網(wǎng)能保證室外消防給水設(shè)計流量時，消防水池的有效容量應(yīng)滿足在火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)建(構(gòu))筑物室內(nèi)消防用水量的要求。

(2)當市政給水管網(wǎng)不能保證室外消防給水設(shè)計流量時，消防水池的有效容量應(yīng)滿足在火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)建(構(gòu))筑物室內(nèi)消防用水量和室外消防用水不足部分之和的要求。

(3)消防水池進水管應(yīng)根據(jù)其有效容積和補水時間確定，補水時間不宜大于48h，但當消防水池有效總?cè)莘e大于2000m3時，不應(yīng)大于96h，消防水池進水管管徑應(yīng)經(jīng)計算確定，且不應(yīng)小于DN100。

(4)消防水池的總蓄水有效容積大于500m3時，宜設(shè)兩格能獨立使用的消防水池;當大于1000m3時，應(yīng)設(shè)置能獨立使用的兩座消防水池。每格(或座)消防水池應(yīng)設(shè)置獨立的出水管，并應(yīng)設(shè)置滿足最低有效水位的連通管，且其管徑應(yīng)能滿足消防給水設(shè)計流量的要求。

(5)對于消防水池，當消防用水與其他用水合用時，應(yīng)有保證消防用水不作他用的技術(shù)措施。

(6)消防水池應(yīng)設(shè)置就地水位顯示裝置，并應(yīng)在消防控制中心或值班室等地點設(shè)置顯示消防水池水位的裝置，同時應(yīng)有較高和最低水位報警水位。

(7)消防水池的出水管應(yīng)保證消防水池的有效容積能被全部利用，應(yīng)設(shè)置溢流水管和排水設(shè)施，并應(yīng)采用間接排水。

(8)儲存有室外消防用水的供消防車取水的消防水池，應(yīng)設(shè)供消防車取水的取水口或取水井，吸水高度不應(yīng)大于6m;取水口或取水井與被保護建筑物(水泵房除外)的外墻距離不宜小于15m，與甲、乙、丙類液體儲罐的距離不宜小于40m，與液化石油氣儲罐的距離不宜小于60m，當采取防止輻射熱的保護措施時可減小為40m。

2.容積計算

水池的容積分為有效容積(儲水容積)和無效容積(附加容積)，其總?cè)莘e為有效容積與無效容積之和。

(1)消防水池的有效容積。

Va=(Qp-Qb)t

式中：Va——消防水池的有效容積(m3);

Qp——消火栓、自動噴水滅火系統(tǒng)的設(shè)計流量(m3/h);

Qb——在火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)可連續(xù)補充的流量(m3/h);

t——火災(zāi)延續(xù)時間(h)。

火災(zāi)延續(xù)時間，指滅火設(shè)施達到設(shè)計流量的供水時間。不同場所消火栓系統(tǒng)和固定冷卻水系統(tǒng)的火災(zāi)延續(xù)時間不應(yīng)小于下表規(guī)定。

當建筑群共用消防水池時，消防水池的容積應(yīng)按消防用水量最大的一幢建筑物的用水量計算確定。

(2)消防水池的補水。當消防水池采用兩路消防供水且在火災(zāi)情況下連續(xù)補水能滿足消防要求時，消防水池的有效容積應(yīng)根據(jù)計算確定，但不應(yīng)小于100m3，當僅有消火栓系統(tǒng)時不應(yīng)小于50m3。

(二)消防水箱

采用臨時高壓給水系統(tǒng)的建筑物應(yīng)設(shè)置高位消防水箱。設(shè)置消防水箱的目的，一是提供系統(tǒng)啟動初期的消防用水量和水壓，在消防泵出現(xiàn)故障的緊急情況下應(yīng)急供水，確保噴頭開放后立即噴水，以及時控制初期火災(zāi)，并為外援滅火爭取時間;二是利用高位差為系統(tǒng)提供準工作狀態(tài)下所需的水壓，以達到管道內(nèi)充水并保持一定壓力的目的。設(shè)置常高壓給水系統(tǒng)并能保證最不利點消火栓和自動噴水滅火系統(tǒng)等的水量和水壓的建筑物，或設(shè)置干式消防豎管的建筑物，可不設(shè)置消防水箱。

(1)臨時高壓消防給水系統(tǒng)的高位消防水箱的有效容積應(yīng)滿足初期火災(zāi)消防用水量的要求。

(2)高位消防水箱的設(shè)置位置應(yīng)高于其所服務(wù)的水滅火設(shè)施，且最低有效水位應(yīng)滿足水滅火設(shè)施最不利點處的靜水壓力。

(3)進水管的管徑應(yīng)滿足消防水箱8h充滿水的要求，但管徑不應(yīng)小于DN32，進水管宜設(shè)置液位閥或浮球閥。

(4)溢流管的直徑不應(yīng)小于進水管直徑的2倍，且不應(yīng)小于DN100，溢流管的喇叭口直徑不應(yīng)小于溢流管直徑的1.5～2.5倍。

(5)高位消防水箱出水管管徑應(yīng)滿足消防給水設(shè)計流量的出水要求，且不應(yīng)小于DN100。

(6)高位消防水箱出水管應(yīng)位于高位消防水箱最低水位以下，并應(yīng)設(shè)置防止消防用水進入高位消防水箱的止回閥。