对消防给水及消火栓系统技术规范的理解和探讨
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消防给水及消火栓系统技术规范有争议条文的讨论对《消防给水及消火栓系统技术规范》若干有争议条文的理解摘要《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974(以下简称《消规》)已于2014年1月29日发布,2014年10月1日实施。
《消规》实施以来反应强烈,有些省市着手组织人力编制《消规》的当地实施细则、实施指南等补充文件,以便统一做法,便于《消规》在当地的更好执行。
我们有鉴于此,也对《消规》条文作了一番梳理,现将有关问题整理成文,以供有关方面参考。
关键词与国际接轨结合国情高位消防水箱的设置标高高位消防水箱的容积消火栓栓口压力倒流防止器的选用流量开关机械应急启泵功能报警水位消防备用泵消火栓按钮有拐点的水泵稳高压系统有稳压泵的临时高压系统0对《消规》首先应予以充分肯定《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974,这本国家标准填补了我国消火栓系统没有专用标准的空缺,也第一次有了关于水灭火系统的给水系统全国范围的统一规定。
《消规》关于消防给水及消火栓系统,在《建筑设计防火规范》GB 50016(以下简称《建规》)和《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045(以下简称《高规》)的基础上作了完善和补充,增加了大量新的内容,对现有规范中存在的问题也作了合理调整,在系统性、完整性、全面性、安全性和可靠性等方面有明显的提高。
《消规》是第一本不由公安部消防研究所和消防局主编的消防规范,而是由设计院主编的消防规范。
按说,由设计院主编的消防规范在可操作性方面应该具有特点,编制组也作了努力,但遗憾的是还是留下了一点不足,本文重点讨论这类问题。
在本文题目确定以后,在草拟提纲以后,在文章撰写完成以后,在不同阶段,我们都曾经有过犹豫。
犹豫之一是,都这个年纪了,省点心不好吗;犹豫之二是,你将面对的是国内给排水界和消防界的顶级权威;犹豫之三是还涉及《消规》16位审查专家,这也非同小可。
但后来又听说西安、南京、福州、厦门、上海等地纷纷起草关于《消规》在当地实施的补充技术统一措施,这就感觉到问题的严重性。
解析GB50974消防给水及消火栓系统技术规范中注意的问题GB50974消防给水及消火栓系统技术规范是中国消防领域的重要标准,旨在规范给水及消火栓系统的设计、安装、验收和维护。
本文将对GB50974中一些需要特别注意的问题进行解析,以帮助读者更好地理解和应用该技术规范。
一、设计要素的合理选取在设计给水及消火栓系统时,需要合理选取相关要素,以确保系统在发生火灾时能够及时、有效地进行灭火。
其中,供水管道的直径和长度、水泵的类型和功率、水箱和消火栓的位置等都需要进行科学的计算和评估。
设计人员应根据实际情况,参考相关规范要求,结合建筑物的用途、面积、高度等因素,进行合理的参数选择。
二、系统的可靠性设计消防给水及消火栓系统是建筑物内部的重要灭火设施,其可靠性对于确保人员和财产的安全至关重要。
在设计过程中,需要采取一系列措施来增加系统的可靠性。
例如,设置备用水泵或备用电源以应对突发情况,保证系统不出现单点故障;同时,还需要合理设置监测与报警装置,及时发现和处理系统中的故障。
三、阀门和管道的选择与布置GB50974中对于阀门和管道的选择和布置有一定要求。
在选择阀门时,需考虑其耐高温、耐腐蚀等性能,以确保其正常运行;在管道布置时,需遵循“短、直、少弯”的原则,尽量减少管道的阻力和泄漏风险。
此外,还需要注意阀门和管道的标识,以便在紧急情况下能够迅速定位和操作。
四、系统的检测与验收在完成给水及消火栓系统的设计和安装后,还需要进行系统的检测与验收。
这一过程主要包括系统的水压测试、水流量测试、喷头的调校和阀门的操作检查等,以验证系统的性能是否达到规范要求。
检测和验收应由专业人员进行,并及时记录相关数据和结果,以备查档。
五、系统的维护与保养消防给水及消火栓系统的维护与保养对于系统的正常运行和可靠性至关重要。
维护工作主要包括定期检查管道是否漏水、阀门是否正常、水泵是否运行良好等,保养工作则包括定期清洗水箱、测试水泵的启停性能等。
《消防给水及消火栓系统技术规范》全面解析1.0.1 条2.1.6条2.1.7 条3.1.2第3条3.2.2 条应小于表3.2.2的规定。
3.4.8 条空分站,可燃液体、液化烃的火车和汽车装卸栈台,变电站等室外消火栓设计流量不应小于表3.4.8的规定。
当室外变压器采用水喷雾灭火系统全保护时,其室外消火栓给水设计流量可按表 3.4.8规定值的50%计算,但不应小于15L/s。
合下列规定:1 泡沫灭火系统设计流量应按系统扑救着火油船一起火灾的泡沫混合液量及泡沫液混合比经计算确定,泡沫混合液供给强度、保护范围和连续供给时间不应小于表3.4.9-1 的规定,并应符合现行国家标准《泡沫灭火系统设计规范》GB50151 的有关规定;2 油船冷却水系统设计流量应按消防时着火油舱冷却水保护范围内的油舱甲板小于表3.4.9-2的规定;4 隔离水幕系统的设计流量应符合下列规定:1)喷水强度宜为1.0L/s.m~2.OL/s.m;2)保护范围宜为装卸设备的两端各延伸5m,水幕喷射高度宜高于被保护对象1.50m;3)火灾延续时间不应小于1.0h,并应满足现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084 的有关规定;5 油品码头的室外消火栓设计流量不应小于表3.4.9-3的规定。
3.4.12 条3.5.2 条3.6.1 条3.6.2 条4.1.3 条4.3.3 条4.3.4 条4.3.10 条5.1.4 条5.1.6 条150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 3.2m,且海拔高度每增加轴流深井泵安装在消防水池等消防水源上时,防水池的最低有消防水池等消防水源有效储水量或有效5.1.10 条5.2.1 条屋顶消防水箱的容积,适当了做了加大,要特别注意,前面说到初期的消防水量,而此条这条数据的得出仍然是按10分钟的消防水量来计算得出的,6+6.4=5.2.6 条稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄露量和系统自动启动流量;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。
1引言GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》(以下简称《消规》)出台以后,反响较大,总体评价毁誉参半。
持肯定意见的认为:这是国内第一本消防给水规范,也是第一本消火栓系统的专用标准,规范的制定填补了国内空白。
也是第一本由设计单位主编的消防给水国家规范,编制技术实力雄厚,规范总体框架结构合理,有较多的篇幅和较充实的内容,对众多技术问题有相应调整,细节问题交代到位。
持不同意见的认为存在以下不足:(1)借鉴发达国家标准和消防科研成果,但未能区分不同国家国情不同,盲目搬用;(2)从安全性、可靠性着眼,但标准提高失控失度,导致某些条文存在偏高偏大现象;(3)有的条文表述不够明晰,容易产生歧义;(4)与相关标准的相关条文有较多冲突,尤其强条与强条的碰撞,使设计人员处于无所适从的境地;(5)产品信息滞后,有些产品《消规》的倾向性过于明显,给人以公正性偏移的印象[1]。
笔者认为,在肯定《消规》的同时,应正视其存在的问题,结合现有的消防技术和消防产品,与设计、审查、施工等领域相关人员充分沟通协商,在满足消防安全性的前提下,尽量使系统经济合理。
本文就常见的几个问题结合本人工程实践,提出参考解决方案。
2压力开关、流量开关的设置关于消防给水系统压力开关的设置,GB 50084—2017《自动喷水灭火系统设计规范》(以下简称《喷规》)和《消规》中均有规定,本文仅探讨设高位消防水箱的湿式消火栓系统(以下简称“消火栓系统”)及湿式自动喷水灭火给水系统(以下简称“喷淋系统”)压力开关的设置,其他系统类似,限于篇幅,不文不再赘述。
《消规》第11.0.4条规定:消防水泵应由消防水泵出水干管上设置的压力开关(以下简称“干管压力开关”)、高位消防水箱出水管上的流量开关(以下简称“高位流量开关”),或报警阀压力开关等开关信号应能直接自动启动消防水泵[2]。
《喷规》第11.0.1条规定:湿式系统、干式系统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和报警阀组压力开关直接自动启动消防水泵。
《消防给水及消火栓系统技术规范》(gb50974-2014)解读:自动消防炮灭火系统的保护场所通常比较重要,并且由于消防炮的工作压力较高,相比其他水灭火系统的设计供水压力通常也更高,因此对于自动消防炮灭火系统要求应设置独立的消防水泵和供水管网。
解读:在有条件的情况下,喷射型自动射流灭火系统和喷洒型自动射流灭火系统的消防水泵和供水管网应尽可能单独设置。
如果受到客观条件限制,自动跟踪定位射流灭火系统需要与自动喷水灭火系统合并设置消防供水时,两个系统可以合用消防水泵和部分供水管道,但其供水管道应在自动喷水灭火系统的报警阀前分开。
解读:自动跟踪定位射流灭火系统的消防水泵按一用一备或两用一备的要求设置备用泵,较为合理且便于管理。
当某一台消防水泵出现故障时,为了保证系统正常供水,且供水能力不低于设计值,故对备用泵供水能力提出要求。
解读:可靠的动力保障,是保证可靠供水的重要措施。
因此提出了按二级负荷供电的建筑,宜采用柴油机泵作为备用泵的规定。
引读:《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)10.1.1下列建筑物的消防用电应按一级负荷供电:1建筑高度大于50m的乙、丙类厂房和丙类仓库;2一类高层民用建筑。
10.1.2下列建筑物、储罐(区)和堆场的消防用电应按二级负荷供电:1室外消防用水量大于30L/s的厂房(仓库);2室外消防用水量大于35L/s的可燃材料堆场、可燃气体储罐(区)和甲、乙类液体储罐(区);3粮食仓库及粮食筒仓;4二类高层民用建筑;5座位数超过1500个的电影院、剧场,座位数超过3000个的体育馆,任一层建筑面积大于3000m²的商店和展览建筑,省(市)级及以上的广播电视、电信和财贸金融建筑,室外消防用水量大于25L/s的其他公共建筑。
智能电气:一级负荷和二级负荷的主要区别解读:要求消防水泵、稳压泵应采用自灌式吸水方式,是为了使水泵启动供水更为迅速、可靠。
解读:为防止杂质堵塞消防水泵,要求在消防水泵吸水管上设过滤器。
对规范GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》部分条文的理解集设计、施工、验收于一体的规范GB50974-2014终于面世了,规范与上一版有了一个较大的改变,其中第11章控制与操作部分内容变化尤为明显。
规范除提出消防水泵控制装置的防护等级、防潮防水淹、联动控制的功能等要求外,还明确了关于长期备而不用的消防水泵应具有的自动巡检功能的具体规定,是首部提出消防水泵应具有自动巡检功能的GB50000系列之国家标准。
下面就该规范部分条款内容的理解与各位专家一起探讨。
11.0.11消防水泵控制柜在平时应使消防水泵处于自动启泵状态(强条);该条款对消防水泵控制柜的日常状态进行了强制性规定,使设备管理部门对消防水泵控制柜的日常状态有了法律的依据。
11.0.21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(强条)。
根据此条款要求,有必要增加停泵按钮的保护功能。
亦即现场就地控制装置启动消防泵可以很方便完成,如需停泵需增加密码保护功能(建议在水泵控制回路增加与控制设备面板连接的停泵闭锁功能,在水泵控制柜面板的对话界面上输入管理密码方可停止,设备调试期间可屏蔽此功能)。
注:本规范11.0.18明确要求控制柜应具有中文对话界面。
11.0.4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应能直接自动启动消防水泵。
消防水泵的压力开关宜引入消防水泵控制柜。
此条款与原规范变化较大,就是说流量开关与条款中提到的两个压力开关中的任意一个构成“逻辑与”即可自动启动消防水泵(见下图例),但规范中没有提出主干管上的压力开关的设定值,及二者作用多长时间可以启动消防泵!11.0.71消防控制柜或控制盘应设置专用线路连接的手动直接启泵按钮(强条);根据此条款要求,消防水泵控制部分须预留直拉线启泵的节点(每台水泵均应单独设置),消控室至现场控制柜每台水泵均须敷设独立的硬拉线而非模块启泵!3消防控制柜或控制盘应能显示消防水池、高位消防水箱等水源的高水位、低水位报警信号,以及正常水位。
对《消防给水及消火栓系统技术规范》的理解和探讨一、消防水源市政给水、消防水池、天然水源。
宜采用市政给水。
雨水清水池、中水清水池、水景和游泳池可作为备用消防水源。
(4.1.6强条)必须作为消防水源时,应有保证在任何情况下均能满足消防给水系统所需的水量和水质的技术措施。
1、市政给水(1)城镇市政消防给水设计流量,应按同一时间的火灾起数和一起火灾灭火设计流量经计算确定;a、人数等级划分和同一时间的火灾起数与“建规”相同,但人数截止在N>70.0万人。
b、一起火灾灭火设计流量较“建规”同一人数等级流量普遍增加5L/s。
(2)工业园区、商务区、居住区等市政消防给水设计流量宜根据其规模、火灾起数、各类建筑室内外同时作用水灭火系统设计流量之和经计算分析确定。
(3)市政给水管网用作两路消防供水的要求(4.2.2)与“建、高规”室外消防给水环状管网的要求的对应条件基本相同,一路消防供水与枝状管网的要求基本相同。
2、消防水池(高位消防水池)(1)(4.3.1)应设置消防水池的条件:不能满足室内外消防给水设计流量的要求与“建高规”的基本规定相同,采用一路消防供水或只有一条入户引入管或建筑高度大于50m。
(2)消防水池有效容积计算a、有效容积计算方法与“建、高规”的计算方法相同b、(4.3.4强条)消防水池两路供水且在火灾情况下连续补水能满足消防要求时,消防水池有效容积应根据计算确定,但不应小于100m³,当仅设有消火栓系统时不应小于50m³。
(a)消防水池最小容积规定不应包括消防水泵直接从市政或室外环网直接吸水之工况。
(b)有效容积可考虑减去火灾延续时间时间连续补水量,与“高规”不相同。
“建规”8.6.2-1规定可以减去火灾延续时间内补充的水量。
(c)消防水池进水管不应小于DN100.(3)(4.3.5)火灾时消防水池连续补水的要求:a、应采用两路消防给水;《四川省民用建筑消防水池设计的补充技术措施》公厅消发〔2011〕319号3.3.2条“……。
当从环状管网同一管段上设补水管时,两条补水管之间应设阀门。
”b、补水量按最不利进水管供水量计算;c、当计算条件不具备时,给水管计算的平均流速不宜大于1.5m/s。
;“补充技术措施”表3.3.1各种管材补水量(m³/h)是按1m/s计算。
(4)消防水池有效容积大于500m³时,宜设成能独立使用的两格;当大于1000m³时,应设成能独立使用的两座。
(5)储存室外消防用水的消防水池或供消防车取水的消防水池应符合下列规定:“补充技术措施”表4.3四川省海拔高度与消防水池最低水位关系表。
4.4.3当建筑条件确有困难,储存室内消防用水量供建筑固定消防泵取水的分建消防水池没有设置取水口(井)时,供消防车取水的室外消防水池除储存室外消防用水量外,尚应增加储存50%的室内消防用水量。
消防水池应设置通气管,其通气管、呼吸管和溢水管应采取防止虫鼠等进入水池的技术措施。
3、天然水源(1)江、河、湖、海、水库等天然水源的设计枯水流量保证率宜为90%到97%,“建规”保证率不应小于97%。
(2)井水等地下水源可作为消防水源。
(3)4.4节对天然水源作为消防水源提出了具体要求,4.4.4、4.4.5和4.4.7条是强制性条文。
二、消防给水和设计流量1、计算室外消防用水量的同一时间内的火灾起数(1)工厂、仓库、堆场、储罐区和民用建筑同一时间内的火灾起数与“建规”8.2.2条规定相同。
(2)居住区同一时间火灾起数“规范”未作规定,“建规”8.2.1条对城市、居住区的同一时间内的火灾起数和一次灭火用水量作出了规定。
大型居住区的人口数已达到或超过“建规”2次火灾的工程已不是个案,其室外消防用水量计算值得研究。
(3)仓库和民用建筑同一时间的火灾起数按1起确定。
川建发[2010] 41号《四川省特大规模民用建筑(群)消防给水设计导则》规定:居住人数超过2.5万人的居住区或建筑面积总和大于50万㎡的民用建筑及民用建筑群的消防给水系统应按同一时间发生2次及2次以上火灾进行设计。
(4)3.3.2条注4当单座建筑的总面积大于5万㎡时,建筑物室外消火栓设计流量按表3.2.2规定的最大值增加一倍。
从计算结果看,此规定与2起火灾计算无异。
(5)6.1.11条规定了工矿企业、居住小区共用临时高压消防给水系统的最大保护范围;公共建筑一套临时高压消防给水泵系统服务范围宜为同一产权或物业管理单位。
综上所述,特大规模民用建筑(群)室外消防给水用量值得研究并作出有关规定。
2、市政消防给水设计流量已在消防水源——市政给水中述及,此不重复。
3、建筑物室外消火栓设计流量(1)与“建规”比较,规范将民用建筑分类为住宅和公共建筑增加了地下建筑(含地铁)和人防工程,以耐火等级和建筑体积来确定设计流量。
(2)“高规”按建筑类别、建筑高度确定设计流量,规范对高层民用建筑不分建筑类别,以建筑体积来确定设计流量。
4、室内消火栓设计流量(1)工业建筑(厂房、仓库)与“建规”比较:a、最小设计流量由5L/s改为10L/s;b、增加了火灾危险性要求;c、厂房的计算最小体积(v)由10000改为5000m³。
(2)民用建筑(单层及多层)与“建规”比较:a、科研、试验楼没有建筑高度要求由体积确定设计流量;b、将商店与图书馆、档案馆列为一类,以建筑体积确定设计流量;c、住宅由层数要求改为建筑高度。
d、多层建筑有多种使用功能时,分别按表3.5.2计算取最大值。
(3)民用建筑(高层)与“高规”比较:建筑名称只列出住宅、公共建筑(一、二类),以建筑高度确定设计流量、数据相同。
(4)规范增加了地下建筑、人防工程,以建筑体积确定设计流量。
5、消防用水量(1)(3.1.2-1)一起火灾灭火所需消防用水的设计流量应由建筑室内外同时作用的水灭火系统流量组成。
应按(每个保护区)需要同时作用的各种水灭火系统最大设计流量之和确定。
(2)(3.6.1)一起火灾消防总用水量计算方法:a、室外消防用水与室内消防用水需要同时开启使用,消防用水量为二者之和;b、当一个系统防护多个建筑时,应以各建筑分别计算,以其中的最大者为消防系统的用水量;c、当室内有多个防护对象或防护区时,需分别计算取其中的最大者为建筑的室内消防用水量。
(3)按上述方法计算出的消防总用水量作为决定消防水池容积、室内外消防给水管网管径(含引入管)的计算参数,但各消防给水系统消防水泵的设计流量应以系统的最大设计用水量决定。
6、建筑体积计算(1)确定建筑物室内外消火栓设计流量的建筑体积原则上为建筑室外设计地面以上的体积。
理由如下:建筑类别划分:高层建筑与单、多层建筑,一类与二类高层建筑的划分按建筑高度确定,建筑高度是建筑物室外设计地面以上的高度。
“高规”在区分建筑类别同时,以建筑高度确定消火栓室内外用水量,界限50m。
现行规范对高层民用建筑均以建筑高度确定设计用水量大小。
(2)规范确定单、多层建筑室内外消火栓设计流量时,列出地下建筑。
分别按地上、地下不同功能计算建筑体积。
(3)建议有关部门制订建筑体积计算细则。
(建筑高度计算有细则)三、供水设施1、消防水泵(1)消防水泵性能要求a、单台消防水泵额定流量不应小于10L/s,不宜大于320L/s,工作泵不宜超过3台。
b、Q-H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%,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%。
双吸离心泵的Q-H特性曲线常有驼峰形式,消防给水的特点是准工作状态水介质处于静止状态会产生气体析出集聚,泵开阀启动并常在小流量下工作,流量调节在系统远端,从而造成水泵发生喘振或泵管共同工作点在驼峰位置作逆时针旋转,周而复始,供水流量难以增加到设计流量。
消防恒压泵(又称部分流泵或切线泵)因其Q-H特性曲线平坦、结构简单、通用化程度高、维修方便等优点,在消防给水中得到大量应用。
切线泵结构与常用消防离心泵不同(见图1、图2),其水力特性有较大差异。
切线泵Q-H曲线存在拐点具有断流的特性(见图3)、不具备并联工作条件,水泵效率低、流量范围难以满足消防用水要求。
国标图《消防专用水泵选用及安装》04S204中提出:当消防给水系统有可能出现超设计消防用水量运行之工况时,宜将其额定流量乘以67%折减系数选用消防水泵。
1 泵体2 吸入室3 叶轮4 压水室5 锥型扩散管图1 切线泵及叶轮结构1泵体 2吸入口 3叶轮 4叶轮前盖板 5叶轮后盖板 6叶片7叶槽 8压水室 9扩散管 10吸水管图2 单级单吸式离心泵及叶轮结构图3 切线泵的特性曲线c、(5.16-3强条)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水泵。
据此,潜水泵、管中泵不能作为消防泵使用。
d、(5.1.6-1强条)消防水泵性能应满足消防给水系统所需流量和压力要求;(5.1.3)消防泵生产厂商应提供完整的水泵流量扬程性能曲线,并应标示流量、扬程、气蚀余量、功率和效率等参数。
(2)消防水泵设置要求a、(5.1.13-4强条)吸水管喇叭口在消防水池最低有效水位下的淹没深度不应小于600mm,当采用旋流防止器不应小于200mm。
b、单台消防水泵的流量不大于20L/s、设计工作压力不大于0.5Mpa时,泵组应预留测量用流量计和压力计接口,其他泵组宜设置泵组流量和压力测试装置。
参见《自动喷水灭火系统施工及验收规范》GB50261-2005,532-4条。
2、高位消防水箱(1)临时高压消防给水系统高位消防水箱的有效容积应符合5.2.1条--1~6款,一类高层建筑有效容积增加较多。
(2)高位消防水箱设置高度应确保最低有效水位满足5.2.2条1~4款静水压的要求,当不能满足要求时,应设稳压泵。
(3)(5.2.6-2强条)出水管喇叭口的淹没深度应在有效水位以上600mm,当采用防止旋流器时保护高度(淹没深度)不应小于150mm。
3、稳压泵(1)(5.3.2-1强条)稳压泵的设计流量不应小于消防给水管网的正常泄漏量和系统自动启动流量。
(5.3.2-2)当没有管网泄漏量数据时,稳压泵设计流量宜按消防给水设计流量的1%~3%,且不宜小于1L/s。
(2)(5.3.3-1强条)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。
a. (5.3.3-2)稳压泵设置点处的设计压力准工作状态时应大于系统自动启泵压力,增加值宜为0.07~0.10Mpa;b. (5.3.3-3)稳压泵的设计压力应保持系统最不利点处灭火设施的静水压力应大于0.15Mpa。
(3)稳压泵系统气压罐的调节容积应根据稳压泵启泵次数不大于15次/h计算确定,有效储水容积不宜小于150L。