《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974-2014,以下简称“水消规”)自2014年10月1日实施以来在建筑消防设计中发挥着重要作用。为配合新规范的实施建设部于2015年8月1日又颁布了“《消防给水及消火栓系统技术规范》图示”(15S909,以下简称“水消规图示”)。这两本规范及图示的颁布改变了以往没有专门针对水消防设计规范的情况,对消防设计人员来说拥有了更加有针对性与系统性的设计参考,同时也给设计者带来新的问题与思考。例如:①“水消规”中对消防水池的补水及补水管的设计只明确了补水量的计算及补水时间的问题,对补水管的设计并没有作过多详细的规定,而在“水消规图示”中也未对消防水池补水管设计做明确的解析。②设计者对建筑物室外消火栓与人防及地下工程出入口室外消火栓的理解与设计难以把握,容易出现混乱。笔者结合设计经验,针对新的规范下室外消防水池及室外消火栓设计中存在的问题探讨消防水池及地下工程室外消火栓的设计。

“水消规”4.3.3条明确规定了消防水池补水时间及补水管管径的设计要求,但对于消防水池进水管防污染措施并未明确规定;而“水消规图示”中对消防水池的补水防污措施也未明确说明。目前,消防水池的设计主要参照《矩形钢筋混凝土蓄水池》(05S804),而该图集中进水管均采用淹没出流。许多设计师在设计过程中鉴于设置条件或工程造价的考虑,尽量减小消防水池的体积,压缩各水位及补水管的标高;或者考虑到消防水池补水管为压力流,因而对消防水池补水管未采取防污措施,直接采用浮球阀控制淹没出流的方法设计消防水池进水管。笔者认为这样设计极不合理。

在《建筑给水排水设计规范》(GB 50015—2003,2009版)3.2.4C条中作为强条明确规定了“从生活饮用水管网向消防、中水和雨水回用等其他用水的贮水池(箱)补水时,其进水管口最低点高出溢流边缘的空气间隙不应小于150mm。”其条文解释中也明确说明了这一条。

消防水池作为一种消防储水构筑物,其储水时间较长且不流动,水质容易变质,尤其对于室外埋地式消防水池,如果管理不善消防水池内的水极易受到污染。这种情况下如果市政管网产生负压,而浮球阀不能形成有效隔断,则消防水池内的水将会进入市政管网,严重影响市政管网的供水安全。因此,笔者认为消防水池的补水管设计必须严格按照《建筑给水排水设计规范》3.2.4C条的规定执行。

“水消规”4.3.9条第二款明确规定“消防水池应设置就地水位显示装置,并应在消防控制室或值班室等地点设置显示消防水池水位的装置,同时应有最高和最低报警水位”。关于消防水池各水位的关系及设置,文献[1]中作了详细的解释与说明。溢流水位与高报警水位的设置:“最高报警水位应该在最高水位和溢流水位之间,一般高于最高水位50~100mm,而溢流水位高于最高报警水位50 mm左右”^[1]。笔者认为:消防水池的高报警水位与溢流水位可以合二为一,即:水位达到溢流水位时同时报警。原因有3:

(1)消防水池液位阀控制的正常水位以上的水位均为“问题水位”,即:液位阀未正常关闭造成的消防水池水位的上涨(一旦出现这种情况必须立即检修),因此溢流水位与高报警水位只需超过正常水位设置即可,一般设置为超过正常水位50~100mm,这两个水位无分开设置的必要。

(2)若按溢流水位与高报警水位分开设置,正常水位到高报警水位之间需要50~100 mm水位差,高报警水位到溢流水位之间又需设置50~100mm的水位差,这就造成了消防水池空间不必要的浪费,增加了工程造价,尤其对于埋地式消防水池显得更不经济。

(3)“水消规图示”第27页明确指出“在溢流水位、最低有效水位时应报警”,这也间接说明溢流水位与高报警水位应该为同一水位。

综上所述并结合文献[1]可得出消防水池从下到上水位(见图1)设置依次为:

低有效水位(最低报警水位)h₁;

低报警水位(防渗漏水位)h₂=h₃-50mm;

高有效水位(正常水位或浮球阀控制水位)h₃;

溢流水位(高报警水位)h₄=h₃+50~100mm。

以地下工程为例,随着城市土地资源的日益短缺,地下空间越来越受到重视,地下工程的规模也越做越大,大型地下工程地面出入口较多,且各出入口间隔一般都比较远(大于150m)。“水消规”增加了对人防及地下工程室外出入口消火栓设置的要求,无疑加大了设计者对室外消防设计的考虑。

“水消规”7.3.4条明确规定“人防工程、地下工程等建筑应在出入口附近设置室外消火栓,且距出入口的距离不宜小于5m,并不宜大于40m”。但对于这条规范的执行各设计单位之间存在着不同的见解及做法。目前,对于地下工程出入口室外消火栓做法大致分为以下4种:①室内外分设消防泵系统。即:在室内地下一层单独设一套消防泵组及管网系统负责各出入口室外消火栓消防供水,室外消防泵组流量按照室外消防用水量确定。②室内外合用消防泵系统。即:加大室内消火栓泵流量、扬程及地下一层消火栓环网管径,出入口室外消火栓直接从室内环网上接出。③增加市政管网开口数量以满足各出入口室外消火栓的设置要求。④选择两个主要出入口或相隔较远的两个出入口,直接从室内消防给水引入管上接出两个室外消火栓作为出入口室外消火栓。这4种方案是目前地下工程出入口室外消火栓的主流做法。但通过研究比较,笔者认为这4种方案各有弊端。

方案一:室内外分设消防泵的消防系统能够满足室外各出入口设置消火栓的要求,同时出入口消火栓的水量水压也能够达到室外消防的要求,但该方案无疑大大增加了消火栓系统的投资。对于类似地铁车站等纯地下建筑而言,室外消火栓的主要作用是在特殊情况下为室内消防系统加压供水,而在此意义下各出入口均按照室外消火栓的流量及压力要求设置出入口室外消火栓的必要性值得商榷。

方案二:室内外合用消防泵系统。该方案能够满足室外各出入口设置消火栓的要求,同时出入口消火栓的水量水压也能够达到室外消防的要求。“水消规”6.1.6条也规定:“当室外采用高压或临时高压消防给水系统时,宜与室内消防给水系统合用”。但笔者认为规范的这一条主要针对高度不大于50m的地上建筑,对于纯地下建筑直接取用室外消火栓灭火的意义并不大。而室内外合用系统一旦消防时消防泵因故障停车,室内室外消火栓都将失去作用。

方案三:增加市政管网开口满足出入口室外消火栓设置,能够满足规范要求。但对于单路供水的情况这种做法显然行不通,同时增加市政开口也将大大增加投资。

方案四:选择两个主要出入口做室外消火栓的方案,显然不能满足规范对于出入口设置室外消火栓的要求。

通过对规范的深入解读笔者认为:出入口室外消火栓与建筑室外消火栓有着本质的区别,两者在设置的目的及用途上有着根本的不同,应区别对待。2.2建筑室外消火栓与出入口室外消火栓规范解读

“水消规”7.3.2条条文解释明确表明:“室外消火栓是供消防车使用的,其用水量应是每辆消防车的用水量。故每个室外消火栓的出水量按照10L/s~15L/s计算”。即:建筑物室外消火栓的作用是给消防车供水,目的是:①当室内消防泵组无法正常启动时,通过室外消火栓供水,消防车加压供给室内消火栓管网;②建筑物室外火灾发生时由消防车通过室外消火栓取水加压灭火。

关于出入口室外消火栓的设置,“水消规”7.3.4条条文解释表明:“人防工程、地下工程等建筑为便于消防队火灾扑救,规定应在出入口附近设置室外消火栓。这个室外消火栓相当于建筑物消防电梯前室的消火栓,消防队员来时作为首先进攻、火灾侦查和自我保护用的”。即:出入口室外消火栓的设置是为消防员火灾进攻直接取用的,而无需再经消防车加压,其进攻的方向主要是地下工程出入口以及相连的走道。因此,出入口室外消火栓实际作用与室内消火栓并无不同。

综上所述:室外消火栓与出入口室外消火栓在其设置目的、保护对象、使用途径方面都有着本质的区别。因此笔者认为室外消火栓的设置与出入口室外消火栓的设置应当区分开来,不能混为一谈。

根据对“水消规”中对于建筑物室外消火栓及地下工程出入口室外消火栓相关条文的解读,笔者认为:①出入口室外消火栓的设计应视作建筑内部消防的一部分,因此出入口室外消火栓的设计可直接从地下工程室内消火栓环网上拉出一根消火栓管接至出入口室外消火栓,而无需增加室内消防泵组的流量,出入口室外消火栓流量不计入室外消防用水量。②地下工程室外消火栓需单独设计,不能直接从室内环网上接出,而必须从市政管网上接出,以满足消防泵因故障无法启动时消防车能通过室外消火栓取水加压至室内管网。③设计中当室外消火栓设置在地下工程室外出入口附近(满足规范中的距离要求),且市政管网的压力满足设计要求时,建筑物室外消火栓可兼做出入口室外消火栓,但须设置备用消火栓。

值得注意的是:当地下工程出入口室外消火栓从室内环网上直接接出时,需远离水泵接合器设置,或者对用作出入口室外的消火栓与建筑室外消火栓区别标记,以防止火灾时消防员难以区分建筑室外消火栓与出入口室外消火栓。

综合以上的论述,笔者认为:

(1)考虑到市政供水的安全性,消防水池补水管的设计应采取防止倒流污染的措施,具体设计需严格执行《建筑给水排水设计规范》相关条文。

(2)消防水池高于液位控制阀以上的均为“问题水位”,即:由于液位控制阀未正常关闭而导致的水位上涨。因此,溢流水位与高报警水位可合设,只要高于正常水位以上50~100mm即可。

(3)人防及地下工程出口室外消火栓应区别于建筑物室外消火栓,人防及地下工程出入口室外消火栓的流量不应计入室外消防用水量。