根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974—2014，以下简称“水消规”）4.3.7条“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：1、消防水池应设置取水井（口）……”，结合各地消防部门审查意见，室外消防水池均应设置取水口（井）。高海拔严寒地区建筑急剧增多，由于环境的特殊性，这些区域存在消防车吸水高度低、冻土深度大的特点，与常规项目有较大区别。本文总结几种适用于高寒地区消防水池取水口的做法，供探讨。

“水消规”4.3.7条第1款规定：“取水口（井）吸水高度不应大于6m”，但结合《建筑设计防火规范》GB 50016—2014(2018年版），以下简称“建规”^[1]8.6.2条文说明可知，由于受消防车水泵吸水管水头损失、海拔高度（影响当地大气压）、水泵汽蚀余量等影响，为保证消防车取水的可靠性，吸水高度6m仅仅针对于大气压不低于10m H₂O的地区，其余地区的允许吸水高度随海拔升高而降低，海拔高度与最大允许吸水高度的关系，见表1。

消防车取水时，应保证最低有效水位与消防车取水泵吸水管中心线的高差不超过当地最大允许吸水高度，据消防水池取水井（口）设置不同，可分2种情况：(1)取水口直接设置于消防水池上方，即消防车直接从消防水池中吸水；(2)单独设置消防取水井（口），通过连通管与消防水池连接。情况(1)中最低有效水位即为水池最低有效水位，情况(2)中最低有效水位应为取水井（口）中最低有效水位，其水位低于消防水池最低有效水位，两者高差用于克服连通管水头损失等，高差与连通管管径及消防车取水流量有关，在下文进行讨论。

消防车水泵吸水管中心线距离地面的高度，多数情况下取1m，通过当地最大允许吸水高度可计算出最低有效水位距地面的高差，若海拔高度介于表1两档之间时，可采用内插法计算^[2]，但笔者认为，实际工程中，出于安全考虑，尽量按低值计算。若消防水池、消防取水井（口）不做任何保温，则最高有效水位应在冰冻线以下，表2列举出部分典型极端地区吸水高度与冻土深度，表格最后一列表示无保温措施时，水池可供利用的极限水深。

表2中，可将极端地区大致分为3类：(1)编号1～3的地区，这些区域可利用的极限水深为正值，在无任何保温措施的情况下，消防车也能顺利取水，但水深较小，所需消防水池面积偏大，在实际工程中，不是十分合理；(2)编号4～9的地区，这些区域可利用的极限水深几乎为零或负值，在无保温措施时，常规消防水池及取水井做法，无法实现消防车吸水；(3)编号10～11的地区，由于海拔过高，消防车吸水高度可以忽略，故仅可采用地上式消防水池，使消防车自灌吸水。

实际工程中，常见的做法为将消防水池埋设于地下或设置在地下室内，最高水位在冰冻线以下，取水口采用DN600钢管，与消防水池采用钢管连接，如图1a所示，此做法简单易行，安全性及可靠性高，但对于极端地区应用较为限制，适用于海拔相对较低、冻土深度相对较小的地区。为克服图1a做法的局限性，将最高有效水位提高至冰冻线之上，充分利用消防车吸水能力，提高消防水池有效水深，但需对消防水池保温，高出冰冻线的管道应做电伴热等保温措施，管道井采用保温井盖，见图1b。

图1b中，需做电伴热等保温措施，增加维护管理难度，且存在若电伴热损坏未及时发现，取水口被冻结的风险。图2a较好克服这一缺点，在连通管上增设阀门，平时关闭，火灾时由消防人员打开，火灾扑灭后，关闭阀门，打开阀门后端管道泄水阀，泄空管道内余水，保持阀后管道平时为放空状态，连通管管顶应至少在冰冻线以下0.30m。但火灾时需要由消防人员手动打开阀门，若冻土深度较大，连通管埋设较深，会增加人工打开阀门难度，影响火灾扑救。为克服这一缺点，图2b采用电动闸阀，阀门井井盖下300mm井壁处设置电动闸阀开启按钮。电动阀采用自动、手动及应急3种开启方式。自动开启：当火灾发生后，消防水泵启动同时，发出联动信号打开电动阀；手动开启：若电动阀自动开启失败，消防人员可现场按阀门开启按钮，打开阀门；应急开启：当自动及手动开启方式均失效时，可由消防人员下至阀门井内手动打开阀门以便取水。图2c采用取水井代替取水口，取水井有效容积应不小于消防车最大一台（组）水泵3 min出水量，一般不小于3m³。火灾扑灭后，应排空井内余水。

对于冻土深度大、单独设置且无采暖设施的地下式消防水池，最高水位应在冰冻线以下，当直接设置取水井无法满足消防车吸水要求，可采用如图3做法。在消防水泵房内设置专供取水井的消防水泵，设置要求与室内消防水泵相同，且应满足室外消防流量，在取水井井盖下300mm井壁处设置启动（关闭）水泵按钮，火灾时由消防人员按下按钮手动开启消防水泵，消防车不取水时，可由消防人员手动关闭消防水泵，避免浪费消防用水。火灾扑灭后，应排净取水井内集水，取水井无需做保温措施。此做法可将取水井做浅，降低造价。

针对海拔高，消防车水泵吸水高度较小的地区（如表2中编号9～10），采用自灌吸水时，可将消防水池设置于地上采暖房间，在房间内出水管上设置电动阀，室外采用地下式消火栓代替取水口，消火栓顶部处设置电动阀及快速排气阀，水平管道最低处设置泄水阀门（平时关闭，火灾后用于泄空管段内水），井盖下方300mm井壁处设置开启阀门按钮，如图4。平时阀门关闭，阀后管段为干式，火灾时打开阀门，采用自动、手动及应急3种方式，与图2b类似，不同之处在于在打开管段电动阀的同时，打开排气阀前端电动阀，加速排气，以便管道快速充水。检查井内设置潜污泵或排水管排出井内积水及管段泄空水。但此方式具有一定弊端，如王学峰^[4]指出，采用室外消火栓代替取水口时，设计的适用性较差，更重要的是在实际使用中这种吸水口不可能与吸水管严密配合无缝隙，也不可能避免被锈蚀，而由于吸水产生产生负压，吸水过程中必然有空气持续进入吸水管，导致消防车水泵效率低下甚至损坏。所以在采用此做法时，应满足：(1)应取得当地消防部门认可；(2)消防救援人员需自备密封管件。

上述做法中，图1b、图2均应有保证池水水温的措施，若消防水池单独设置时，可考虑采用电加热对池水保温，配置双电源，并采取漏电保护，水池内设置温度传感器，当池水温度低于4℃，开启电加热，高于6℃时，关闭电加热，低于1℃时，发出报警信号，池水水温及报警信号应实时传至消防控制室或24h值班的值班室，所需电加热棒功率应计算确定，如图5。

对于上述1～2做法来说，发生火灾后，消防救援人员到达现场，通过车载消防水泵经消防取水井（口）吸水，消防水池通过连通管向取水井（口）补水。假定水池液面为1-1断面，取水井（口）内液面为2-2断面，通过能量方程分析，由于断面1-1及断面2-2的速度水头较小，当消防车取水过程中，消防水池与吸水井（口）内高差可近似为全部用来克服连通管的水头损失，连通管水头损失应按短管计算^[5]，如式（1):

式中h———消防水池与取水井（口）液位高差，mH₂O;

h_w———连通管水头损失，mH₂O;

h_f———连通管沿程水头损失，mH₂O;

h_j———连通管局部水头损失，mH₂O;

g———重力加速度，m/s²;

i———连通管水力坡降，mH₂O/m，可按式(2）计算．

式中q———设计流量，m³/s;

d_j———管道计算内径，m;

C_h———海曾-威廉系数，钢管取100;

ζ———局部水头损失系数；

v———管内水流速度，m/s，按计算。

以图2c做法为例，ζ_进=0.5，ζ_出=1，电动闸阀全开时ζ阀=0^[6],h=10.67q^1.852 C_h^-1.852d_j^-4.87l+0.125d^-4 Q²，计算结果见表3。

高海拔严寒地区，为充分利用消防车吸水能力，应尽量减小连通管水头损失，减小消防车取水时水池水位与取水井（口）水位高差。流量、连通管长度、管径与水头损失值见表3，表3中大部分将水头损失控制在0.05 m以内，由表可知连通管管径应尽量不小于DN300。

案例A：酒店项目，位于四川省甘孜藏族自治州甘孜县拖坝乡，海拔3 100m，冻土深度0.95m。单独设置室外取水口，消防水池设置于主体下地下室，有集中采暖。消防车道低于主体±0.00m，相对关系如图6。经过综合考虑，最终选择图1b做法，由于消防水池最高水位高于地面，故对图1b做法进行改进，将取水口伸出地面600 mm，冰冻线以上部分做电伴热或保温材料保温，且采用保温井盖^[8]，如图7。

案例B：住宅项目，位于乌鲁木齐米东区，海拔约770m，冻土深度1.40m。单独在地下1层设置室外消防水池，消防水泵房位于地下2层，室外消防给水通过水泵加压供给，地下室设集中采暖。室外消防车道低于主体±0.00 m，相对关系如图8及图9。当地消防主管部门要求，每个消防取水口按流量10～15L/s计算，且消防取水口的总流量应满足室外消防用水量，故本项目设置2个取水口，取水口(2)处冰冻线标高773.57 m，低于水池最高水位774.40m，为方便后期管理及维护，避免冰冻线以上管段做电伴热等保温措施，结合当地实际做法，同时取得当地消防部门认可后，综合考虑采用图2a做法，见图9。

本文中其余做法，目前尚未见工程实例，笔者建议若确需采用上述非常规取水井（口）做法，应先积极与当地消防主管部门沟通，取得同意后方可设置。

(1）高海拔严寒地区，消防取水井（口）设置应综合考虑海拔高度、冻土深度及后期维护管理等因素，合理选择。有条件时尽量采用较为常规做法，如图1，若采用其他做法，应先取得消防主管部门同意。

(2）消防取水井（口）内最低水位低于消防水池最低水位，差值与连通管管径及消防车取水流量有关，合理选择连通管管径（尽量不小于DN300），降低高差，可充分发挥消防车吸水能力。

(3）消防水池及取水口应注意保温，合理选择保温措施。