2019消防工程师《消防安全技术实务》必背知识点四：消防给水及设施

第三篇 建筑消防设施

第二章 消防给水及消火栓系统

第一节 消防给水及设施

一、消防给水系统

二、消防水泵

消防给水系统中使用的水泵多为离心泵，因为其具有适应范围广、型号多、供水连续、可随意调节流量等优点。包括消火栓泵、喷淋泵、消防转输泵等。

(一)设置要求

在临时高压消防给水系统、常高压消防给水系统中均需设置消防泵。在串联消防给水系统和重力消防给水系统中，除需设置消防泵外，还需设置消防转输泵。消火栓给水系统与自动喷水灭火系统宜分别设置消防泵。

设置消防水泵和消防转输泵时均应设置备用泵。备用泵的工作能力应与工作泵的工作能力一致。自动喷水灭火系统可按“用一备一”或“用二备一”的比例设置备用泵。

下列情况下可不设备用泵：

1)建筑高度小于54m的住宅和室外消防给水设计流量≤25L/s的建筑。

2)室内消防给水设计流量≤10L/s的建筑。

(二)消防泵的选用

1.消防水泵的流量、扬程等应符合以下要求：

(1)消防水泵的性能应满足消防给水系统所需流量和压力的要求。

(2)消防水泵所配驱动器的功率应满足所选水泵流量扬程性能曲线上任何一点运行所需功率的要求。

(3)当采用电动机驱动的消防水泵时，应选择电动机干式安装的消防水泵。

(4)流量扬程性能曲线应为无驼峰、无拐点的光滑曲线，零流量时的压力不应大于设计工作压力的140%，且宜大于设计工作压力的120%。

(5)当出流量为设计流量的150%时，其出口压力不应低于设计工作压力的65%。

(6)泵轴的密封方式和材料应满足消防水泵在低流量时运转的要求。

(7)消防给水同一泵组的消防水泵型号宜一致，且工作泵不宜超过3台。

(8)多台消防水泵并联时，应校核流量叠加对消防水泵出口压力的影响。

2.消防水泵的主要材质应符合下列规定：

(1)水泵外壳宜为球墨铸铁。

(2)叶轮宜为青铜或不锈钢。

3.柴油机消防水泵应符合下列规定：

(1)柴油机消防水泵应采用压缩式点火型柴油机。

(2)柴油机的额定功率应校核海拔和环境温度对柴油机功率的影响。

(3)柴油机消防水泵应具备连续工作性能，试验运行时间不应小于24h。

(4)柴油机消防水泵的蓄电池应保证消防水泵随时自动启泵的要求。

4.轴流深井泵的安装符合下列规定：

(1)轴流深井泵安装于水井时，其淹没深度应满足其可靠运行的要求，在水泵出流量为150%设计流量时，其最低淹没深度应是第一个水泵叶轮底部水位线以上不少于3.2m，且海拔每增加300m，深井泵的最低淹没深度应至少增加0.3m。

(2)轴流深井泵安装在消防水池等消防水源上时，其第一个水泵叶轮底部应低于消防水池的最低有效水位线，且淹没深度应根据水力条件经计算确定，并应满足消防水池等消防水源有效储水量或有效水位能全部被利用的要求;当水泵设计流量大于125L/s时，应根据水泵性能确定淹没深度，并应满足水泵气蚀余量的要求。

(3)轴流深井泵的出水管与消防给水管网连接应符合：一组消防水泵应设不少于两条的输水干管与消防给水环状管网连接，当其中一条输水管检修时，其余输水管应仍能供应全部消防给水设计流量。

(三)消防泵的串联和并联

消防泵的串联在流量不变时可增加扬程。故当单台消防泵的扬程不能满足最不利点喷头的水压要求时，系统可采用串联消防给水系统。消防泵的串联宜采用相同型号、相同规格的消防泵。在控制上，应先开启前面的消防泵，后开启后面(按水流方向)的消防泵。在有条件的情况下，应尽量选用多级泵。

消防泵并联的作用主要在于增大流量，但在流量叠加时，系统的流量会有所下降，选泵时应考虑这种因素。也就是说，并联工作的总流量增加了，但单台消防泵的流量却有所下降，故应适当加大单台消防泵的流量。并联时也宜选用相同型号和规格的消防泵，以使消防泵的出水压力相等、工作状态稳定。

(四)消防水泵的吸水

(1)消防水泵应采取自灌式吸水。

(2)消防水泵从市政管网直接抽水时，应在消防水泵出水管上设置有空气隔断的倒流防止器。

(3)当吸水口处无吸水井时，吸水口处应设置旋流防止器。

(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)一组消防水泵，吸水管不应少于两条，当其中一条损坏或检修时，其余吸水管应仍能通过全部消防给水设计流量。

(2)消防水泵吸水管布置应避免形成气囊。

(3)消防水泵吸水口的淹没深度应满足消防水泵在最低水位运行安全的要求，吸水管喇叭口在消防水池最低有效水位下的淹没深度应根据吸水管喇叭口的水流速度和水力条件确定，但不应小于600mm，当采用旋流防止器时，淹没深度不应小于200mm。

(4)消防水泵的吸水管上应设置明杆闸阀或带自锁装置的蝶阀，但当设置暗杆阀门时应设有开启刻度和标志;当管径超过DN300时，宜设置电动阀门。(出水管上还应有止回阀)

(5)消防水泵吸水管的直径小于DN250时，其流速宜为1.0～1.2m/s;直径大于DN250时，宜为1.2～1.6m/s。(出水管的直径小于DN250时，其流速宜为1.5～2.0m/s;直径大于DN250时，宜为2.0～2.5m/s。)

(六)消防水泵的启动装置及动力装置

1.消防水泵的启动装置

(1)消防水泵应能手动启停和自动启动，且应确保从接到启泵信号到水泵正常运转的自动启动时间不应大于2min。消防水泵不应设置自动停泵的控制功能，停泵应由具有管理权限的工作人员根据火灾扑救情况确定。

(2)消防水泵应由消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关，或报警阀压力开关等开关信号直接自动启动。消防水泵房内的压力开关宜引入消防水泵控制柜内。

(3)消火栓按钮不宜作为直接启动消防泵的开关，但可作为发出报警信号的开关或启动干式消火栓系统的快速启闭装置等。

2.消防水泵控制柜的设置要求

消防水泵控制柜应设置在消防水泵房或专用消防水泵控制室内，并应符合下列要求：

(1)消防水泵控制柜在平时应使消防水泵处于自动启泵状态。

(3)消防水泵控制柜设置在专用消防水泵控制室时，其防护等级不应低于IP30(防尘);与消防水泵设置在同一空间时，其防护等级不应低于IP55(防尘防射水)。

(5)消防水泵控制柜应设置机械应急启泵功能，并应保证在控制柜内的控制线路发生故障时由具有管理权限的人员在紧急时启动消防水泵。机械应急启动时，应确保消防水泵在报警后5.0min内正常工作。

3.消防水泵的动力装置

(1)消防转输泵的供电应符合消防泵的供电要求。消防泵、消防稳压泵及消防转输泵应有不间断的动力供应，也可采用内燃机作为动力装置。

(2)消防水泵的双电源自动切换时间不应大于2s，一路电源与内燃机动力的切换时间不应大于15s。

三、消防供水管道

(一)室外消防给水管道

1.室外消防给水管道的布置要求

(1)室外消防给水采用两路消防供水时，应布置成环状，但当采用一路消防供水时，可布置成枝状。

(2)向环状管网输水的进水管不应少于两条，当其中一条发生故障时，其余的进水管应能满足消防用水总量的供给要求。

(3)消防给水管道应采用阀门分成若干独立段，每段内室外消火栓的数量不宜超过5个。

2.管材、阀门和敷设

(2)阀门

消防给水系统管道的较高点处宜设置自动排气阀。

消防水泵出水管上的止回阀宜采用水锤消除止回阀，当消防水泵供水高度超过24m时，应采用水锤消除器。当消防水泵出水管上设有囊式气压水罐时，可不设水锤消除设施。

(二)室内消防给水管道

(1)室内消火栓系统管网应布置成环状，当室外消火栓设计流量不大于20L/s，且室内消火栓不超过10个时，除规范另有规定外，可布置成枝状。

(2)当由室外生产生活消防合用系统直接供水时，合用系统除应满足室外消防给水设计流量以及生产和生活最大小时设计流量的要求外，还应满足室内消防给水系统的设计流量和压力要求。

(3)室内消防管道管径应根据系统设计流量、流速和压力要求经计算确定;室内消火栓竖管管径应根据竖管最低流量经计算确定，但不应小于DN100。

(4)室内消火栓环状给水管道检修时应符合下列规定：

1)室内消火栓竖管应保证检修管道时关闭停用的竖管不超过1根，当竖管超过4根时，可关闭不相邻的2根。

2)每根竖管与供水横干管相接处应设置阀门。

(5)室内消火栓给水管网宜与自动喷水等其他水灭火系统的管网分开设置：当合用消防泵时，供水管路沿水流方向应在报警阀前分开设置。

(6)消防给水管道的设计流速不宜大于2.5m/s，自动水火火系统管道设计流速应符合现行标准的有关规定，但任何消防管道的给水流速不应大于7m/s。

四、消防水泵接合器

(一)设置要求

(1)下列场所应设置水泵接合器

高层(民用、工业)建筑；

设有消防给水的住宅；

超过五层的其他多层民用建筑；

超过四层的多层工业建筑；

超过两层的地下或半地下建筑(室)；

建筑面积大于10000m2的地下或半地下建筑(室)；

室内消火栓设计流量大于10L/s平战结合的人防工程；

自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、泡沫灭火系统和固定消防炮灭火系统等水灭火系统；

城市交通隧道。

(2)消防水泵接合器的给水流量宜按每个10～15L/s计算。每种水灭火系统的消防水泵接合器设置的数量应按系统设计流量经计算确定，但当计算数量超过3个时，可根据供水可靠性适当减少。

(3)临时高压消防给水系统向多栋建筑供水时，消防水泵接合器应在每座建筑就近设置。

(4)消防水泵接合器的供水范围，应根据当地消防车的供水流量和压力确定。

(5)消防给水为竖向分区供水时，在消防车供水压力范围内的分区，应分别设置水泵接合器;当建筑高度超过消防车供水高度时，消防给水应在设备层等方便操作的地点设置手抬泵或移动泵接力供水的吸水和加压接口。

(二)组成

水泵接合器是由阀门、安全阀、止回阀、栓口放水阀以及连接弯管等组成的。水泵接合器组件的排列次序应合理，按水泵接合器给水的方向，依次是止回阀、安全阀和阀门。

五、增(稳)压设备

(一)稳压泵

1.稳压泵的工作原理

2.稳压泵流量的确定

消防给水系统消防稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量和系统自动启动流量。当没有管网泄漏量数据时，稳压泵的设计流量宜按消防给水设计流量的1%～3%计，且不宜小于1L/S。消防给水系统所采用报警阀压力开关等自动启动流量应根据产品确定。

3.稳压泵设计压力的确定

(1)稳压泵的设计压力应满足系统自动启动和管网充满水的要求。

(2)稳压泵的设计压力应保持系统自动启泵压力设置点处的压力在准工作状态时大于系统设置自动启泵压力，且增加值宜为0.07～0.10MPa。

(3)稳压泵的设计压力应保持系统最不利点处水灭火设施在准工作状态时的静水压力应大于0.15MPa。

4.稳压泵的供电要求

消防稳压泵的供电要求同消防泵的供电要求，应设置备用泵。

(二)气压罐

1.气压罐的工作原理

稳压泵常与小型气压罐配合使用，当采用气压水罐时，其调节容积应根据稳压泵启泵次数不大于15次/h计算确定，但有效容积不宜小于150L。

2.气压罐的工作压力

气压罐的最小设计工作压力应满足系统最不利点灭火设备所需的水压要求。

(9)室内采用临时高压消防给水系统时，高位消防水箱的设置应符合下列规定：

1)高层民用建筑、总建筑面积大于10000m2且层数超过2层的公共建筑和其他重要建筑，必须设置高位消防水箱。

2)其他建筑应设置高位消防水箱，但当设置高位消防水箱确有困难，且采用安全可靠的消防给水形式时，可不设高位消防水箱，但应设置稳压泵。

采用临时高压消防给水系统的自动喷水灭火系统，当按规定可不设置高位消防水箱时，系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处 4 只喷头在最低工作压力下的 5 min 用水量确定。干式系统、预作用系统设置的气压供水设备，应同时满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

符合下述条件之一时，应设消防水池：

(1)在市政给水管道、进水管道或天然水源不能满足消防用水量时;

(2)市政给水管道为枝状或只有一条进水管的情况下，且室外消火栓设计流量大于20L/S或建筑高度大于50m时;

1.设置要求

(1)当市政给水管网能保证室外消防给水设计流量时，消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内建(构)筑物室内消防用水量的要求。

(2)当市政给水管网不能保证室外消防给水设计流量时，消防水池的有效容量应满足在火灾延续时间内建(构)筑物室内消防用水量和室外消防用水不足部分之和的要求。

(3)消防水池进水管应根据其有效容积和补水时间确定，补水时间不宜大于48h，但当消防水池有效总容积大于2000m3时，不应大于96h，消防水池进水管管径应经计算确定，且不应小于DN100。

(4)消防水池的总蓄水有效容积大于500m3时，宜设两格能独立使用的消防水池;当大于1000m3时，应设置能独立使用的两座消防水池。每格(或座)消防水池应设置独立的出水管，并应设置满足最低有效水位的连通管，且其管径应能满足消防给水设计流量的要求。

(5)对于消防水池，当消防用水与其他用水合用时，应有保证消防用水不作他用的技术措施。

(6)消防水池应设置就地水位显示装置，并应在消防控制中心或值班室等地点设置显示消防水池水位的装置，同时应有较高和最低水位报警水位。

(7)消防水池的出水管应保证消防水池的有效容积能被全部利用，应设置溢流水管和排水设施，并应采用间接排水。

(8)储存有室外消防用水的供消防车取水的消防水池，应设供消防车取水的取水口或取水井，吸水高度不应大于6m;取水口或取水井与被保护建筑物(水泵房除外)的外墙距离不宜小于15m，与甲、乙、丙类液体储罐的距离不宜小于40m，与液化石油气储罐的距离不宜小于60m，当采取防止辐射热的保护措施时可减小为40m。

2.容积计算

水池的容积分为有效容积(储水容积)和无效容积(附加容积)，其总容积为有效容积与无效容积之和。

(1)消防水池的有效容积。

Va=(Qp-Qb)t

式中：Va——消防水池的有效容积(m3);

Qp——消火栓、自动喷水灭火系统的设计流量(m3/h);

Qb——在火灾延续时间内可连续补充的流量(m3/h);

t——火灾延续时间(h)。

火灾延续时间，指灭火设施达到设计流量的供水时间。不同场所消火栓系统和固定冷却水系统的火灾延续时间不应小于下表规定。

当建筑群共用消防水池时，消防水池的容积应按消防用水量最大的一幢建筑物的用水量计算确定。

(2)消防水池的补水。当消防水池采用两路消防供水且在火灾情况下连续补水能满足消防要求时，消防水池的有效容积应根据计算确定，但不应小于100m3，当仅有消火栓系统时不应小于50m3。

(二)消防水箱

采用临时高压给水系统的建筑物应设置高位消防水箱。设置消防水箱的目的，一是提供系统启动初期的消防用水量和水压，在消防泵出现故障的紧急情况下应急供水，确保喷头开放后立即喷水，以及时控制初期火灾，并为外援灭火争取时间;二是利用高位差为系统提供准工作状态下所需的水压，以达到管道内充水并保持一定压力的目的。设置常高压给水系统并能保证最不利点消火栓和自动喷水灭火系统等的水量和水压的建筑物，或设置干式消防竖管的建筑物，可不设置消防水箱。

(1)临时高压消防给水系统的高位消防水箱的有效容积应满足初期火灾消防用水量的要求。

(2)高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施，且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力。

(3)进水管的管径应满足消防水箱8h充满水的要求，但管径不应小于DN32，进水管宜设置液位阀或浮球阀。

(4)溢流管的直径不应小于进水管直径的2倍，且不应小于DN100，溢流管的喇叭口直径不应小于溢流管直径的1.5～2.5倍。

(5)高位消防水箱出水管管径应满足消防给水设计流量的出水要求，且不应小于DN100。

(6)高位消防水箱出水管应位于高位消防水箱最低水位以下，并应设置防止消防用水进入高位消防水箱的止回阀。