柳州市建筑设计科学研究院 广西柳州 545001
摘要：随着国民生活水平不断提高，建筑工程项目日益增多，建筑消防系统越发重要。文章结合笔者在设计及施工过程中的具体实践，指出现阶段建筑消防给水系统在设计上存在的一些问题，并提出解决方案，以期确保系统正常有效，能切实保障人民的生命财产安全。
关键词：建筑消防给水系统；设计；减压稳压消火栓；供水压力
引言
室内消火栓给水系统（以下简称“消火栓系统”）和自动喷水灭火系统（以下简称“喷淋系统”）是目前最常规且最有效的灭火设施，消火栓系统早已作为建筑灭火体系中的标配，喷淋系统也正迅速地普及应用，在不远的将来会成为建筑灭火体系中的主力。据统计，在建筑消防系统灭火失败的案例中，供水中断占35.4%，供水不足占9.9%，合计达45.3%。可见供水可靠性是制约建筑消防给水系统的重要因素，因此，提高供水可靠性十分重要。笔者结合工作实践，就建筑消防给水设计中存在的一些需要注意的问题进行探究。
1.建筑消防给水系统可靠性分析
消防给水系统能否可靠运行，主要以系统是否在任意时刻均能提供足够的水量水压作为评判依据。《消防给水及消火栓系统技术规范》及《自动喷水灭火系统设计规范》等国家规范已对各种建筑的消火栓系统和喷淋系统供水流量和供水水压作出要求，设计师在工程设计中，以流体力学为理论基础，执行国家规范中的条文。可理论与实际毕竟有所出入，完全从理论出发，闭门造车，往往造成理论上可行的系统在实际使用中问题频出，表现糟糕，无法满足国家规范对消防水量和水压的最低要求，此时，该系统的可靠性无疑就要大打折扣了，极端情况下甚至形同虚设，这必须引起从业者的重视。
2.建筑消防给水系统中存在的问题
2.1 消火栓系统给水管网设计存在的问题
我国对于建筑的消防设计有着明确且严格的要求，大多数情况下，消火栓系统给水管网要设置成环状，并且要保证有不少于两路供水，当其中一路消防供水发生故障时，另一路消防供水应能满足输送全部消防用水量的要求。在系统设计时，很多设计人员虽按照规范设置了两路供水，但是却忽略了供水水压的要求。目前，由于设计工作往往时间紧任务重，且各种设计计算软件已经比较成熟可靠，很多设计人员在设计过程中往往过于信赖计算软件的计算结果，不假思索地认同其一次计算的结论，而没有对系统管网进行水力校核。所谓水力校核，就是指当一个消火栓给水系统设计完毕后，应当假设其中任意一段管道发生故障而需要截断检修，然后重新计算剩余“残缺”的给水管网的水力条件，验算其是否仍能满足系统最不利消火栓的水压要求。笔者在实际工作中，就曾经数次发现存在此类问题的设计方案，例如一个由上部数栋二类高层公共建筑和下部一个大地下车库组成的项目，室内消防用水量为30L/s，对于其消火栓系统，该设计人员仅在地下室内设置了一圈大环，且干管仅为DN125，通过计算软件得出消防水泵至最不利点的水头损失仅为10m，便依此确定了水泵扬程，这是错误的，因为这个10m的水头损失是在管网完整的前提下计算得到的，若该地下室环网上的某个关键管段出现故障无法正常供水，系统管网会由环状变为枝状，双向供水变为单向供水，管道的过水断面直接减少一半，且水路会变长，水泵至最不利点的水头损失势必将远远大于此前算出的10m，在水泵扬程没有富余的情况下，水压极有可能不足。另外，管网的水力计算结果只是理论值，实际上会受到水温、水质和施工质量这些因素的干扰，水头损失往往是会比理论计算值大的，按较小的水头损失设计出的消火栓系统，实际使用中一定会出现水压不足的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另一方面，当消防设计流量较大，例如40L/s，实际却只开启一支或两支水枪时，由于实际流量和设计流量偏差巨大，势必造成管网的水头损失远小于设计值，原本经计算并不超压而没有采取必要减压措施的楼层消火栓，就会出现超压现象进而无法操作。
2.2 喷淋系统管网设计存在的问题
《自动喷水灭火系统设计规范》对连接不同数量喷头的配水管管径做出的要求实际上是最低要求，很多设计人员却据此直接套用此控制管径，在规模较大的项目中，该设计标准是偏低而无法满足实际需求的。采用偏小的配水管径，会造成管网水头损失过大，进而造成上游喷头工作压力偏高。在实际使用中，这样的系统必然出现喷水强度严重不均匀、末端喷头工作压力不足或配水干管水压过高、水泵扬程过高、系统流量偏大、消防水池水量迅速耗尽等诸多不利情况。另外，在一些特殊的场所，需用到大流量喷头或者边墙型喷头，此时更不能直接套用规范表格中提供参考的管径，这也是很多设计人员容易忽略的地方。
2.3 消防设备选用存在的问题
减压稳压消火栓的滥用也是设计中非常常见的问题，由于此前某些参考书籍中提到在栓口动压超过0.5MPa时可以采用减压稳压消火栓，让很多设计人员产生了只要超压，直接采用减压稳压消火栓即可解决问题的误解。实际上，通过查阅最新国标图集《室内消火栓安装》中的产品参数，可得知减压稳压消火栓必须在栓前动压不小于0.7MPa时方可达到将栓口动压降至0.35MPa的效果，如果栓前动压不足0.7MPa，那么栓口动压是会小于0.35MPa的，这是由减压稳压消火栓的内部构造和工作原理决定的，其内部实际上是一根带弹簧的可变长度的节流管以及一块孔径固定的减压孔板。我们知道，在设计流量5L/s下，当孔径固定后，减压孔板减掉的水头就固定了，后期虽可以通过调节弹簧来调整节流管长度以达到人工设置栓口动压的效果，但是，由于产品构造限制，这个调整是有范围限制（0.35MPa～0.45MPa）和前提条件（栓前动压0.7MPa～1.6MPa）的，如果不满足前提，自然也就无法得到相应的结果。所以，当栓前动压介于0.5MPa～0.7MPa之间时，不能采用减压稳压消火栓。
2.4 管道附件设计存在的问题
对于喷淋系统，由于其喷头孔径小，容易堵塞，所以规范要求必须采用防腐的管材，很多设计人员认为热镀锌钢管正好可以满足规范要求，就不再设置管道过滤器，而实际上，热镀锌钢管的镀锌层仅仅能起到防锈效果，并且还是在不考虑施工开丝时剥落了镀锌层的前提下。根据管材特性，热镀锌钢管达不到防腐要求，并且在施工后也做不到完全防锈的效果，水中的微生物和铁锈经过日积月累逐渐增多，很容易会造成喷头堵塞，极大影响其喷水灭火的效果。
3.解决以上问题的方案
3.1 设计人员需加强责任心，提高职业素养，对消防管网进行必要的水力校核，同时将管网做成“大环并小环”，以避免环状管网在事故时变成枝状管网，并适当放大管径，以达到在不同的流量下，管网水头损失都相差不大的效果。
3.2 放大喷淋配水管管径，减小系统管网的水头损失和喷水不均匀度。
3.3 在栓前动压介于0.5MPa～0.7MPa的特定楼层，应采用普通型消火栓搭配减压孔板，并逐一计算孔板孔径，确保栓口动压满足规范要求。
3.4 报警阀前必须设置管道过滤器。
结语
完善建筑消防设计对提升建筑安全性具有重要现实意义。文章旨在通过对建筑消防设计问题与解决方案的探究，剖析建筑消防设计问题，树立消防安全与风险防范意识，采用行之有效的方法完善建筑消防系统，从而提高建筑物的使用安全。
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[3]黄浩．建筑消防给排水设计的常见问题思考[J]．广东科技，2018，22（06）：149-150．
论文作者:苏欣
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/5
标签：消火栓论文; 系统论文; 管网论文; 建筑论文; 水头论文; 水压论文; 喷头论文; 《建筑细部》2019年第10期论文;