对《建筑设计防火规范》（GBJl6—87）若干条文的探讨

梁文逵
广东省建筑设计研究院

　　现行《建筑设计防火规范》(GBJl6—87)(以下简称《建规》)中关于高位消防水箱、消防水泵的设置规定不明确，消防水泵的启动控制方式容易引起误报、误启动。为此，本文探讨如下：

　　一　关于高值消防水箱的设置高度问题

　　《建规》第8．6．2条文(以下简称“该条文”)规定：高层工业建筑和水箱不能满足最不利点消火栓水压要求的其他建筑，应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮，并应有保护设施。因此，消防水泵设置与否取决于高位消防水箱(以下简称“水箱”)是否满足该条款的规定。但《建规》中并没有明确规定水箱的设置高度。计算水箱所需设置高度或确定是否设置消防水泵时，只能依据该条文第二款的规定：水枪的充实水柱长度应由计算确定，一般不应小于7m，但甲、乙类厂房、超过六层的民用建筑、超过四层的厂房和库房内，不应小于10m，高层工业建筑、高架库房内，水枪的充实水拄不应小于13m水柱。现以水枪的充实水柱长度S_k＝7m来计算水箱所需的设置高度。
　　当水枪的充实水往长度S_k=7m时，水枪喷嘴(口径为19mm）流量q_xh＝3．8L／S，这时最不利点消火栓栓口(SN65)处所需水压，应由下式计算：

　　　　 H_xh＝h_d+H_q＝A_dL_dq²_xh+q_x²_h／B(mH₂O)

　　Hxh——消火栓栓日处所需水压(mH₂O)；
　　h_d——消防水带的水头损失(mH₂O);
　　H_g——水枪喷嘴造成一定长度的充实水柱所需水压(mH₂O)；
　　q_xh——直流水枪射流出水量(L/S)；
　　A_d——水带的比阻，取0．00172；
　　L_d——水带长度(m)，取25m；
　　B——水流特性系数，取1．577。
　　求得H_xh＝0．00172×25×3．8²十3．8²／1577＝9．78(mH₂O)，加上消火栓栓口水头损失(据有关资料：h_xh＜2mH₂O)、最不利点消火栓至水箱之间管路的水头损失(≈0．5mH₂O)，则水箱所需设置高度H＝H_xh十h_sk十h_w=9．78十2十0．5≈12(mH2O)。水箱设置如此之高，在实际工程中难以做到，从而不能满足最不利点消火栓水压要求。
　　另外，《建规》中按“满足最不利点消火栓水枪的充实水柱长度”，计算确定高位消防水箱的设置高度，或确定是否设置消防水泵很不准确。因为消防管道管径不同，消火栓栓口和水枪口径不同，水枪充实水校长度的计算值各不相同，而且计算繁琐，不便于执行。建议按“保证最不利点消火栓处静水压力”规定高位消防水箱的设置高度。因“静水压力”比“充实水柱长度”更准确，易于执行。同时《建规》中应把对消火栓水枪的充实水校长度和高位水箱的设置高度要求分开明确规定。因为高位消防水箱设置高度除应考虑保证最不利点消火栓水枪的充实水柱长度外，还受到建筑物本身结构特点的限制，不可能 “有求必应”，无限制地增高。即使置之于电梯机房上面，最不利点消火栓处的静水压力也只有7m水柱左右。另外，它侧重于保证火灾前10分钟的消防用水压力，一般为没有受过专业训练的非消防人员使用，如果出水压力过大，水枪将难以架稳；而水枪充实水柱长度主要考虑火灾发生，消防水泵启动加压后，水枪射水达到室内最高着火点的水柱灭火有效长度。侧重于火灾10分钟后消防队员到场使用，快速有效控制、扑灭火灾。两者侧重点不同，制定规范时不应互为条件应独立分开。

　　二　关于消防水泵的设置问题

　　由上讨论得知，大多数水箱的设置高度均保证不了最不利点消火栓的水压要求。在这种情况下，依据该条文第九款的规定，则大多数低层民用建筑不得不设置消防水泵。
　　由于低层民用建筑特别是住宅，一般规模小，内部结构简单。人员密度低，易于疏散和扑救。根据目前我国的经济状况和消防车队的装备水平，低层民用建筑发生火灾时宜立足于消防车队扑救。若非设置消防水泵不可，能否用生活水泵兼作消防水泵?
　　我国大中型城镇中，绝大部分城市供水压力很低，一般四层以上的用户均需增设生活水泵进行二次加压。笔者认为：(1)低层民用建筑消防要求简单，自救能力弱，消防用水量小，水压低。最小消火栓用水量为5L／s，消火栓水枪的充实水柱长度不应小于7m，这与100户住宅(每户生活用水为3．5当量)的生活用水设计秒流量、压力相当；(2)生活水泵长期处于工作运转状态，兼作消防加压设备安全可靠性较高；(3)低层民用建筑消火栓系统免设增压稳压设施，系统简单，为生活水泵兼作消防加压设备提供了前提条件。生活水泵出水管路、控制系统稍做改变就可兼作消防加压之用。所以，用生活水泵兼作消防水泵，一方面可以充分利用生活水泵，节省投资，减少泵房面积，另一方面可以避免消防水泵长期处于非工作状态运转不灵，提高消防系统的安全可靠性，加强低层民用建筑的消防自救能力。
　　另外，《建规》中对于水箱设置高度能满足上述要求的其他建筑并没有明文规定是否需设置消防水泵。这给各地消防主管部门执行《建规》时造成一定的迷惑，也是消防设计人员与有关部门一直争论不休的焦点之一。建议应予以明确规定。
　　生活水泵兼做消防水泵的工作原理(如图所示)：正常状态时，生活水泵向高位水箱加压送水，经室内生活饮用水管道输送至用户；发生火灾时，消火栓水枪射流出水。水箱底下消防总出水管上水流指示器①动作，或水泵出水总管消防用水端的水流指示器①动作，动作信号传送到水泵控制箱，水泵控制箱发出信号关闭水泵出水总管生活用水端的电磁阀②，保证了消防管网用水。为了保证室内生活饮用水的水质卫生，水箱消防出水总管和水泵出水总管消防用水端均需设置管道倒流防止器③，防止消防管网内的非饮用水倒流进生活管网或水箱，避免生活饮用水因倒流而被污染。

　　三 关于消防水泵的启动方式问题

　　消火栓系统是低层民用建筑最基本的灭火设备，发生火灾时，消防水泵及时、迅速启动加压是其正常运行的重要保障。为此，《建规》制定了该条文第九款的规定，以便迅速远距离启动消防水泵。但万一出现如下情况：(1)无火灾时人为启动消火栓处按钮：(2)发生火灾时。慌乱中先启动按钮，再展开水枪、连接接扣、开启栓口、持枪射水等过程中，由于操作不熟练而延误时间，或仅启动按钮而来不及开枪射水。这两种情况都会导致整个消防管网在没有真正投入使用(无水枪出水)前消防水泵已经启动，造成消防管网压力剧增，严重超压并极有可能引起管网爆破，从而使整个消火栓系统处于瘫痪状态。规范只强调火灾发生时消防水泵的及时、迅速启动，却忽视了整个消火栓系统实际运行的安全可靠性、准确性。为了避免上述情况下消火栓按钮或误动作所带来的误报，误启动。笔者认为，每个室内消火栓处的按钮不宜直接启动消防水泵，可以把它作为警报信号传送给消防水泵房或消防值班室、提醒管理人员应立即查明、核实火情，防止误报；严格地讲，只有水流指示器的水力信号才是真正火警信号，才可以直接启动消防水泵。为此，于上图所示位置设置水流指示器①，并由其发出的水力信号直接启动消防水泵。当然，紧急状况下，在消防水泵房内，或消防值班室亦可直接启动消防水泵。