国内普通住宅消防自动喷淋系统给水方式研究

陈 振 霞

(晋城市建筑设计院设计二所，山西 晋城 048000)



国内普通住宅消防自动喷淋系统给水方式研究

陈 振 霞

(晋城市建筑设计院设计二所，山西 晋城 048000)

结合国内普通住宅的自动喷淋系统设计，从市政管网与蓄水池两方面，计算了两种供水方式的用水量，研究了不同供水方式对喷淋系统的适应性，为低层、多层和高层住宅的喷淋系统设计提供了借鉴。

普通住宅，自动喷淋系统，供水方式，市政管网，蓄水池

为抑制普通住宅内火灾的蔓延，国内通常在建筑内设置消火栓系统。但是，建筑内消火栓往往与起火点存在一定距离，不能在起火初期进行有效扑灭，使火势逐步扩大。另外，普通居民受到的消防培训较少，火灾发生时也未必能有效使用消火栓。因此，单独设置消火栓的普通住宅起火后往往不能被及时灭止，产生巨大的人员伤亡和财产损失。随着我国老龄化程度逐步加重，平日老人在家中时间最长，但是老人对火灾的防控和逃生能力相对较弱，如果家中还有未成年人，那火灾一旦加剧，后果不堪设想。随着经济和社会的进步，国内住宅建筑中开始出现消防自动喷淋系统，该系统的出现极大的提升了火灾初期扑灭的可能性。

自动喷淋系统能够自动感应火灾发生并及时喷水灭火，同时自动报警。喷淋系统安装调试后不再需要人工操作，系统的启动和停止全由火灾现场情况而定，具有很高的灭火效率，可以成为住宅建筑主要的消防扑救设施。

根据消防自动喷淋系统供水水源的不同，自动喷淋系统的供水方式可以分为：市政给水管网供水和蓄水池供水。

1 以市政管网作为水源的供水方式

1.1 由市政管网直接供水

根据GB 50015—2003建筑给水排水设计规范(2009年版)(以下简称“建水规”)对国内普通住宅给水设计的要求，住宅内洗脸盆、浴盆、家用洗衣机等卫生器具的出水最低工作压力大多在 0.05 MPa 及以上。在住宅建筑喷淋系统中，喷头安装高度一般距离洗脸盆水嘴2.0 m(喷淋系统喷头安装高度距地板3.0 m，洗脸盆水嘴安装高度距地板1.0 m)，根据此高度差，可知消防喷头和洗脸盆水嘴之间的静水压力为0.02 MPa。按设计要求，消防喷头的最低工作压力为0.03 MPa，则为喷淋系统供水的入水管在洗脸盆水嘴的压力应为0.02 MPa+0.03 MPa =0.05 MPa，与“建水规”的最低工作压力要求相同。通过以上计算可知，如果能满足普通住宅内生活给水系统的最小压力要求，则亦可满足自动喷淋系统的要求。

GB 50282—98城市给水工程规划规范规定，“城市配水管网的供水水压宜满足用户接管点处服务水头28 m的要求。”根据以上规定，普通住宅六楼的生活给水系统最低水压要求为28 m服务水头。因此，在层高低于六层的低层或者多层普通住宅中，如果市政管网所供给的水量、水压能够满足住宅生活给水系统的最低工作需求，就可以利用市政给水管网向住宅喷淋系统与生活给水系统直接供水。在这种喷淋系统中可以不加装水流指示器、报警阀组、加压泵等辅助设备，可应用于规模小、危险性低、人员疏散迅速、外部救援方便的住宅建筑。系统内应加装火灾探测设备，当火灾发生时及时探测火灾并报警。

1.2 市政管网通过叠压供水设备直接供水

实际操作中，在水源水压不足的情况下，常以市政管网为水源，将市政管网原有的压力和叠压设备形成压力叠加，形成密闭、连续的接力增压供水方式。常用的叠压供水设备，如箱式叠压供水设备，同时具备储水功能。该设备可以贮存一定的水量，提高供水系统的安全可靠性。为确保水箱内水质清洁，供水设备内还需设置自动定时循环控制装置，定时自动循环更新水箱内存水。在叠压供水设备中，主要利用变频给水技术自动控制流量，并通过流量控制调节泵组的启闭。

与市政给水管网直接供水相同，叠压供水系统不设湿式报警阀、水流指示器等，可设置在规模小、危险性低、人员疏散迅速、外部救援快捷的住宅建筑中。系统内应安装火灾探测设备，火灾发生时，火灾探测系统向控制水泵发出启动指令，向喷淋系统供水，同时发出报警。因为在低层和多层建筑中，喷淋系统所需水压和生活给水系统要求相等，故叠压供水系统供水水压只需满足最不利处卫生器具的最低工作压力需求。

1.3 供水水量计算

以普通多层住宅建筑为例，建筑6层，每层层高 3 m，一梯三户，每户3人，按“建水规”规定，普通住宅最高日生活用水定额取200 L/(人·d)。对生活给水系统和喷淋系统各自所需水量进行计算：1)住宅喷淋系统所需水量：设普通住宅建筑面积为140 m2，其中客厅的面积按户内面积30%计，喷水持续时间30 min，喷水强度 3 L/(min·m2)。喷水作用面积为 140×30%=42 m2，则喷淋系统水量Qzp= 3×30×42/1 000=3.78 m3。2)生活给水系统所需水量：住宅生活给水系统用水量Qd=200×3×3×6/1 000=10.8 m3。水箱贮水量按住宅生活给水系统用水量Qd的25%计算，则水箱贮水量为10.8 m3×25%=2.7 m3。在供水水源直接向生活给水和消防喷淋系统直接供水的情况下，由于1/2Qzp=1.89 m3<1/4Qd=2.7 m3，可得水箱内的水可以在规定的时间内有效更新。在市政管网供水系统中，建筑储水箱内应设置电子水位控制措施，保证喷淋系统水量不被动用，提升消防用水的可靠性。常用的箱式叠压供水系统中一般需设置小型水泵，使该系统的出水水量、水压满足生活给水和消防用水的要求，在市政给水管网条件允许的情况下可采用双水源供水。

2 以蓄水池为水源的供水方式

由室内消防水池直接供水。

1)设置自动喷淋系统消防水池分析 。普通住宅中，利用消防水池向室内消防喷淋系统供水是传统设置方式。国内相当一部分住宅中通常设置消防水池同时向自动喷淋系统和消火栓系统供水。但是，使用这种设置方法也存在管理的问题：消防水池内的水可能将有很长一段时间不被使用，有些住宅的物业部门因节省成本不对消防水池内存水进行定时更换，使消防水池内水质逐渐恶化，细菌、藻类滋生，水的浊度提高，而水泵吸水口处未设净水、滤水设备，使消防系统部分设备堵塞。在消防自动喷淋系统中设置的喷嘴出水口小，对水质中杂质的含量控制要求高，因此水池内水质一旦恶化将直接影响喷淋系统对火灾的快速反应。设置供自动喷淋系统单独使用的蓄水池，也存在以上问题。

因此，为避免火灾发生时，自动喷淋系统使用的稳定性，不建议该系统与消火栓系统共用消防水池或单独设立蓄水池。

2)与生活给水系统合用蓄水池(水箱)分析。在实际设计中，我国的建筑给水设计规范都规定了消防用水可以与生产、生活用水合用，因此可以设置合用储水池向生活给水系统和自动喷淋系统供水，另外消火栓系统单设蓄水池和屋顶水箱。

如要将喷淋系统和生活给水系统的蓄水池合建，必须同时满足2个条件：a.必须保证蓄水池内用于喷淋装置的存水量，即消防喷淋系统用水量1/2Qzp≤单设生活蓄水池时的生活给水量1/4Qd；b.合用水池内的水可以在48 h内完成一次更新的情况下。

由于低于27 m以下的低层或者多层建筑可以使用市政管网供水或叠压供水的方式向喷淋系统给水，此处不再赘述。现选取建筑高度在27 m～54 m的二类高层民用建筑(10层)和高度大于54 m的一类高层民用建筑(20层)的生活给水量和喷淋用水量进行计算，考察2个系统合用蓄水池的可行性。建筑仍按一梯三户计，每层层高3 m，每户3人，最高日生活用水定额为200 L/(人·d)。

a.二类高层民用建筑用水量。根据GB 50084—2005自动喷水灭火系统设计规范的规定，10层普通住宅的建筑火灾危险等级为住宅危险Ⅱ级，喷水强度i=4 L/(min·m2)，持续喷水时间30 min，作用面积为42 m2(住宅面积仍设为140 m2)，则喷淋系统水量：Qzp=4×30×42/1 000=5.04 m3。

二类高层民用建筑用水量：Qd=200×3×3×10/1 000=18 m3。

得：1/2Qzp=2.52 m3<1/4Qd=4.5 m3。

b.20层高的住宅建筑用水量计算。根据GB 50084—2005自动喷水灭火系统设计规范的规定，一类高层民用建筑火灾危险等级为住宅危险Ⅲ级，喷水持续时间60 min，喷水强度i=5 L/(min·m2)，作用面积按25%计为 42 m2，则喷淋系统水量：Qzp=5×60×42/1 000=12.6 m3。

一类高层民用建筑用水量：Qd=200×3×3×20/1 000=36.0 m3。

得：1/2Qzp=6.3 m3<1/4Qd=9.0 m3。

由上述计算结果可以看出，无论是一类还是二类高层民用住宅，单个住宅的生活用水需求总是与建筑高度正相关。但是，若民用住宅的火灾危险等级相同，建筑高度的增加并未使得消防喷淋系统用水量增加。由上面计算可知，喷淋系统与生活给水系统合用蓄水池在1/2Qzp<1/4Qd时，贮水池内的水可在48 h内得到有效的更新。因此，该种给水方式可以在多层、高层住宅中实现向消防喷淋系统供水。

3 结语

在本文中，提供了2种可适用于国内普通住宅消防喷淋系统的给水方式，这两种给水工艺分别以市政给水管网和生活给水系统合用蓄水池向消防喷淋系统供水。经过计算验证，以市政管网或叠压供水设备作为水源的给水方式，适用于低层和多层住宅建筑。以生活给水、喷淋系统合用蓄水池(水箱)的给水方式，适用于多层或高层住宅建筑。本文的研究内容将给国内的住宅建筑给排水设计提供借鉴。

[1] GB 50096—1999，住宅设计规范(2003 年版)[S].

[2] 谢红星.高层民用建筑消防给水设施的设置[J].消防技术与产品信息，2011(12):58-60.

[3] 中国建筑设计研究院.建筑给水排水设计手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2003.

Study on water supply methods of automatic spray firefighting system of domestic ordinary residence

Chen Zhenxia

(JinchengBuildingDesignInstitute2ndDesignApartment,Jincheng048000,China)

Starting from automatic spray firefighting system design of common domestic ordinary residence, the paper calculates water consumption volume of two kinds of water supply method from two aspects of municipal pipeline network and reservoir, and studies the adaptability of different water supply methods for spray firefighting system, which has provided some guidance for spray firefighting system design of low-rise residence, multi-story residence and high-rise residence.

ordinary residence, automatic spray firefighting system, water supply method, municipal pipeline network, reservoir

1009-6825(2016)10-0107-02

2016-01-22

陈振霞(1981- )，女，工程师

TU998.1

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