高压消防

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【摘要】高层建筑的消防设计审核是消防执法方面中的重要环节。本文以规范为指导，根据我国国情和具体工程设计情况，对高层建筑临时高压消防水系统中有关消防水泵房的出水管的布置、高位消防水箱的容积以及增压设施的设置几方面的规定进行了探讨。
【关键词】高层建筑；临时高压消防　　《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045—95，以下简称“高规”）中有关消防水泵房的出水管的布置、高位消防水箱的容积以及增压设施的设置的规定有值得商讨之处，现提出来与同行们一起探讨。
一.关于消防水泵房出水管的布置
“高规”第7.5.4条中规定：“消防水泵房应设不少于两条的出水管与环状管网连接”。对于设置在高层民用建筑内的消防泵房，通常在建筑物底部设置两台消防水泵，一用一备。每台消防水泵的出水管均单独设置闸阀及止回阀，然后合并，用一段仅1～3米的管路与环状管网连接，此管段出现故障的概率可以忽略不计，因此没有必要必须设不少于两条的出水管与环状管网连接；而对于设置在高层民用建筑外的消防泵房，由于距离室内的环状管网很远，要求有不少于两条出水管与环状管网连接是有必要的。因此，出水管的布置应该根据具体情况区别对待，不能一概而论。
二.关于高位消防水箱的容积
“高规”中第7.4.7.1条中规定：高位消防水箱的消防储水量，一类公共建筑不应小于18m3；二类公共建筑和一类居住建筑不应小于12m3；二类居住建筑不应小于6m3”。对于临时高压水消防系统，根据《建筑设计防火规范》规定,必须设置高位消防水箱，其贮水量应大于10min的消防用水量。该规范同时规定，从接到消防信号到消防泵启动投入工作的时间不应大于5min。按此理解，在消防泵启动前的5min，可由高位消防水箱靠重力提供的水进行灭火。
关于设置高位消防水箱之目的，在两个规范及其条文说明中均未交代。高位消防水箱储存10min消防水量，它的使用对象是消防队员还是居民？如果是消防队员来用，那么什么时候开始使用呢？我国《城镇消防站布局与技术装备配备标准》规定，城镇消防站的布局，原则上应以消防队从接警起5min到达责任区最远点。既然如此，该水量就是火灾发生后5min才使用，而消防队员到达火灾现场时，决不可能等消防水箱内水用完后才去启动主消防泵，据有关资料，消防泵启动仅几秒钟内流量和扬程就可达到设计值，而完成将水龙带对准着火点整个过程需要大约1min时间，由此可见，10min消防水量如果由消防队员来用，必定是消防水泵或动力系统发生故障情况。可见，10min消防水量应由居民来用。但是没有经过训练的人员一般是操作不了消火栓的，因此，为了便于室内居民及时扑救初期火灾，应在消火栓口处设置小口径自救式消火栓（又称水喉），确保有一股小水枪的水柱到达室内任何着火点。10min消防水量应按小口径自救式消火栓的流量来计算。然而实际上，使用小口径自救式消火栓的居民一般也会按电钮启动主消防泵的。
事实上，只有在停电时或消防泵启动前高位消防水箱中的水才会用于火灾初期灭火。如果在火灾初起时消防泵能及时启动投入消防，高位消防水箱容积应尽量减小。
电灾中如果出现停电，所有用电系统都不能工作，更谈不上消防系统的正常运行。解决问题的根本途径不是设置高位水箱，而应当是采取措施保证消防供电的可靠性。可以在配有发电机系统的基础上，对特别重要的消防负荷（如消防控制用电脑等）再加上不停电电源装置（UPS），因其特殊的结线方式，不论系统电源出现何种情况，都能保证火灾报警和通讯系统得到可靠的供电[1]。
建议在全面修订“高规”时减少水箱储水量的要求，而应对如何确保消防供电的可靠性及接到消防信号到消防泵启动投入消防的时间提出要求。
三.关于设置增压设施的设置
“高规”中第7.4.7.2条中规定：“高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa，当建筑高度超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa，当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。”
在实际工程设计中，受建筑结构造型的限制，消防水箱的设置高度很少满足规范的要求，因此基本上都设置了增压设施。在现行的设计中，增压方式大致可分为两类：一类为火灾发生时增压系统，如管道泵增压和全流量离心泵增压；一类为经常性增压系统，如小流量高扬程增压、气压罐增压以及稳压泵增压等。
但笔者认为加设消防系统的增压设施没有太大的意义。
火灾发生时增压系统平时只具有屋顶水箱所提供的水头，火灾发生时，在消火栓系统中，启用最不利点的消火栓，不能得到必要的水量，直流水枪的充实水柱也达不到13米，必须用消火栓处按钮启动增压泵后才能达到要求；同样，自动喷水灭火系统也必须在水流指示器启动增压泵后才能使最不利点喷嘴达到规范要求的喷洒强度。这种增压供水达到规范要求是有一个“滞后时间”的。“高规”第7.4.8.2条规定，高位消防水箱增压装置气压罐的调节水容积宜为450L。按“高规”条文说明，450L的调节水容量为2支水枪（每支5L/s）、5个喷头（每个喷1L/s）30s的用水量。表面上看，设置气压罐和稳压泵增压措施似乎可以解决“滞后时间”问题,对控制和扑救初期火灾有作用，实际上并非如此。因为当供电及设备可靠的情况下，在消防时增压装置气压罐中的水也是贮而不用的。
根据实际经验，在正常供电情况下，消防泵启动时间在3秒以下的占90%，启动时间在3～8秒以内的占6%，启动时间超过8秒的占4%。实际使用室内消防器材的过程包括以下步骤：打破玻璃启动消火栓按钮→从消火栓内挂钩上取出水龙带→将20m或25m长的水龙带铺开→打开消火栓阀门→将水枪对准着火点。完成这些准备工作，至少需要一分钟，此时消防泵已经启动正常了。如果不设增压系统，火灾发生后直接启动消防工作泵灭火，确实存在“滞后时间”，然而这个时间是极短的，短到可以被灭火人员的必需的操作准备时间所抵消。
即使是常高压消防给水系统中，消防队员敷设水龙带本身也需要这些时间的，这种“滞后时间”也是存在的。由于消防管道系统是充满水的，而水基本上可以认为是不可压缩的，可以认为不存在水压传递时间滞后。只要采取可靠的措施保证供电及设备的正常运行，消防系统不必设置增压设施。
另外，在自动喷水灭火系统中，从火灾发生到喷嘴喷水灭火，本身就需要一段时间，如果火灾阴燃时间长，达到喷嘴喷水的时间也将增长。在自动喷水灭火系统中，规范还要求设有烟感、温感等辅助自动报警设备，从火灾发生到喷嘴喷水这段时间，烟感、温感等自动报警设备早已发出信号至消防控制中心，将消防水泵启动并使系统达到设计水压。
综上所述，加设消防系统的增压设施没有太大意义。
四.意见和建议
在全面修订建筑设计防火规范时，对高层建筑临时高压消防水系统中有关消防水泵房的出水管布置、高位消防水箱的容积以及增压设施的设置几方面的规定，提出以下修改建议：
1、对于设置在高层民用建筑内的消防泵房，没有必要要求必须设不少于两条的出水管与环状管网连接；
2、如果在火灾初起时消防泵能及时启动投入消防，高位消防水箱容积可适当减小；
3、为解决高层建筑水箱压力不足而设置增压设施意义不大，而在确保消防用电的可靠性前提下，取消增压设施同样能满足消防供水要求，这样既简化了设计，又节省了运转经费。