摘要：從技術、經濟上較系統、全面地分析了某高層辦公大樓的室內消火栓、自動噴淋給水系統的組成、功能、特點，并就減壓閥的選型、報警閥前環狀管網的設置、水錘的消除、過濾器的設置、噴淋穩壓泵出水管的連接方式、系統沖洗、閉式噴頭的保護等設計及施工方面的問題提出了一些想法和建議。
　　關鍵詞：消火栓系統，自動噴淋系統
　　
　　某高層辦公大樓為地下2層、地上21層，建筑面積22000m2，建筑高度92.4米，為一類建筑，耐火等級為一級。大樓內設有消防水系統（消火栓系統、自動噴淋滅火系統）、報警系統（火災自動報警、消防廣播、消防聯動）以及疏散指示、應急照明、防排煙、CO2氣體滅火等諸多系統。在這里筆者根據自己的工作實踐，主要從技術、經濟上大樓內的消防給水系統（消火栓系統、自動噴淋系統）進行一些分析和探討。
　　
　　一．室內消防給水系統分析
　　大樓消火栓給水系統用水量按40L/S，火災延續時間按3H考慮；噴淋給水系統用水量按30L/S，火災延續時間按1H考慮。由于兩種給水系統作用時間不同，對壓力、水質的要求也不同，因此大樓兩種系統采取分開獨立設置的方式。這種設置的優點是可防止消火栓用水影響自動噴淋系統用水或因消火栓漏水而引起的誤報警，具有安全可靠的特點。
　　1． 消火栓給水系統
　　圖1為消火栓給水系統圖。可以看出，系統為臨時高壓給水系統，火災時由消防值班室或消火栓內按鈕啟動消火栓泵，使管網內壓力和流量達到滅火時的要求。
　　
　　
　　1-吸水坑2-閘閥3-消火栓泵4-泄水閥5-壓力表6-止回閥7-水泵接合器8-安全閥
　　9-消火栓10-比例式減壓閥11-自動排氣閥12-減壓孔板13-試驗消火栓14-屋面水箱
　　圖1室內消防給水系統圖
　　
　　a． 消火栓給水
　　該辦公大樓附近正好有一個人工湖，在室外建造了一個吸水坑，室內消火栓用水由消火栓泵從吸水坑吸水加壓供給。考慮到消火栓用水對水質的要求不甚嚴格，吸水坑儲水（30m3）由就近的湖水經沉淀、過濾等處理后引來。湖水常年處于動態流動中且水位基本恒定，可被視作一個巨大的消防水池，能完全滿足火災延續時間3H內的消火栓用水需求。這樣不但省去了人工建造一個有足夠容積的巨大的消防水池，而且也避免了日后使用時每次更換消防儲水而造成的自來水資源的巨大浪費，在節省投資和降低使用、維護成本方面具有積極意義，體現了經濟、適用的原則。另外，屋面設有消防水箱，其有效容積為24m3，可以滿足火災初期的滅火需要。
　　b． 豎向分區
　　系統采取分區給水方式：-2F至7F為低區，8F至21F為高區，高低區共用消火栓泵。消火栓泵設于地下二層，兩用一備，采用使運行更為可靠的自灌式吸水方式。為保證最不利點消火栓栓口的滅火壓力，消火栓泵選型為100DL-5，揚程H＝109米，流量Q＝20L/S。低區為消火栓泵經減壓閥減壓后供水，高區由消火栓泵直接供水，這樣就省去了中間水箱。這種設置方式具有以下優點：（1）節省了上層使用面積；（2）防止了噪聲和二次污染；（3）運行簡便可靠，維護管理方便。
　　另外，室內系統為保證管網某段維修和發生故障時，仍能保證火場用水，采用了環狀管網，其引入管為兩根，提高了供水的安全可靠性。為保證消火栓栓口的出水壓力不大于0.5MPa，8F至12F消火栓入口處設置了減壓孔板。
　　c． 消火栓的平面布置
　　系統采用自救式消火栓箱，箱內配有供專業消防人員使用的全套滅火設施、普通工作人員使用的自救卷盤和破玻按鈕及水泵運行指示燈附屬設備。消火栓設在走道、樓梯附近等明顯易于取用的地點，其間距能保證同層任何部位有兩支水槍的充實水柱同時到達。
　　d． 水泵接合器
　　考慮到室內消火栓滅火用水量的需求，系統共設置了四組水泵接合器，當室內消火栓泵發生故障或遇大火室內自救消防用水不足時，消防車可從室外消火栓取水，通過水泵接合器將水送到室內消防給水管網，供滅火使用。
　　2． 自動噴淋給水系統
　　圖2為自動噴淋給水系統圖，按中危險級要求設計。
　　a． 系統組成
　　系統為濕式閉式系統，由儲水箱、噴淋加壓泵、穩壓泵及氣壓罐、濕式報警閥、水流指示器、管網、閉式噴頭、泄水裝置等組成，初期火災10min用水由屋面水箱供給。玻璃鋼儲水箱置于地下一層，噴淋泵、濕式報警閥均置于地下二層。玻璃鋼儲水箱的有效容積為120m3，能滿足火災延續時間1H內的室內噴淋用水量。因噴淋系統對水質的要求較高，儲水由室外市政供水環網引來。噴淋泵一用一備，選型為100DL-6，揚程H＝110米，流量Q＝30L/S，啟動時能保證最不利點噴頭處的滅火壓力和流量。
　　1-儲水箱2-閘閥3-噴淋泵4-泄水閥5-壓力表6-止回閥7-比例式減壓閥8-濕式報警閥9-水泵接合器10-安全閥11-信號閥12-水流指示器13-截止閥14-自動排氣閥15-氣壓罐16-電接點壓力表17-穩壓泵18-屋面水箱
　　圖2室內自動噴淋給水系統圖
　　
　　b． 系統特點
　　系統未設中間水箱，為不分區給水方式，在噴淋泵出口設置了三套濕式報警閥，分別控制-2F～5F、6F～13F、14F～21F，每套報警閥所控制的噴頭數不超過800個。氣壓罐設置在屋面穩壓泵出水管處，可避免停泵時因水錘沖擊而造成的穩壓泵頻繁啟動的弊端。這種不分區給水方式的優點是：（1）能夠保證初期火災消防用水；（2）氣壓罐設在高位，工作壓力小，其有效容積利用率高；（3）低層部分-2F～5F在報警閥前采用減壓閥減壓，保證了系統供水壓力的均勻性。
　　c． 系統運行
　　火災發生時，噴頭噴水動作，噴淋管內產生水流，水流指示器將信號傳送至消防值班室，并指示火災發生的位置，同時，濕式報警閥的水力警鈴發出聲響，壓力開關動作，啟動噴淋泵。穩壓泵和氣壓罐能維持系統平時所需的供水壓力，對系統起監護作用并使系統具有自動控制的功能。穩壓泵啟閉由電接點壓力表控制，當系統壓力低于設定的低值0.16MPa時，穩壓泵啟動；當達到設定的高值0.22MPa時，穩壓泵停止。
　　
　　二．對幾個問題的探討和建議
　　1．關于減壓閥的選型
　　由圖1、2可知，本高層辦公樓室內消火栓給水系統設置了比例式減壓閥，但在實際應用時，應注意對減壓閥的選擇，因為有許多減壓閥只能減動壓而不能減靜壓。常用的減壓閥按結構形式有薄膜式、彈簧式和活塞式三種；按作用形式可分為比例式、定壓式。定壓式減壓閥中有一種既減動壓、又減靜壓，且無論閥前壓力如何變化，閥后壓力都可穩定在所需壓力的減壓穩壓閥。筆者建議，消火栓給水系統當采用減壓閥進行給水分區時，為滿足規范中關于消火栓栓口靜、動壓的要求，宜采用既能減動壓、又能減靜壓的可調式薄膜減壓閥。
　　2．關于報警閥前環狀管網的設置
　　由圖2可知，本工程自動噴淋系統兩臺噴淋泵(一用一備)只設置一條出水管，這種供水方式可靠性較差。因為自動噴淋系統是立足于自救的系統，將在無人操控的條件下自動啟動噴水滅火，其撲救初期火災的功效甚至優于消火栓系統。由于該系統的滅火成功率與供水的可靠性密切相關，因此筆者認為宜采用如圖3所示的供水可靠性更高的環狀供水：
　　
　　圖3報警閥前環狀管網設置示意圖圖4屋面水箱出水管設置示意圖
　　
　　同理，在屋面水箱通向管網的出口處也宜分別設置三條出水管，如圖4。
　　3． 消除水錘的技術措施
　　為保證消防系統的供水安全性，消防值班員需定期進行開機調試或檢測。由于濕式自動噴淋系統的報警閥具有使水單向流動的止回功能，一旦關閉噴淋泵，將在報警閥后的管道上產生一定程度的水錘現象，造成管道的晃動，使支架松動，影響系統的正常使用。消除這一弊端的有效措施是：
　　（1）按施工規范的要求設置防晃支架；
　　（2）在報警閥后的管段上每隔一定距離設置可撓曲的橡膠街頭，以減少水錘的沖擊振動。
　　4． 關于過濾器的設置
　　本工程原設計中未設置任何過濾器，筆者認為不妥。因為消防儲水池和屋面水箱中難免有碎雜物存在，這些雜物一旦進入消防給水系統，對消火栓系統而言，有可能堵塞減壓閥而導致減壓閥的動作失靈，使減壓閥后的管道水流不暢或超壓；對自動噴淋系統而言，碎雜物的進入除有可能堵塞閉式噴頭外，還有可能堵塞濕式報警閥內通向水力警鈴的和壓力開關的管孔，造成系統需動作滅火時水力警鈴無法發出鈴聲報警，壓力開關無法啟動發出電信號，從而無法啟動噴淋泵。另外，碎雜物還有可能卡住濕式報警閥的座圈，使報警閥無法關閉，系統內的水不斷經報警閥流向水力警鈴和壓力開關，造成系統不動作滅火也報警的誤報現象。因此，筆者認為在消防給水系統的下述部位設置過濾器是十分必要的：
　　（1）消火栓泵、噴淋泵吸水管的入口處；
　　（2）在屋面水箱通向室內消防系統的出水管處。
　　5．關于噴淋系統中穩壓泵出水管的連接方式
　　由圖2可見，本高層辦公樓設計自動噴水滅火系統的出水管連接在報警閥前，這是一種正確的做法。有些設計將此出水管連接在報警閥后，如圖5，這樣做的結果是：當火災發生噴頭噴水時，報警閥無法報警，壓力開關不動作，消防水泵也無法啟動。這個問題應引起設計人員的重視。
　　
　　(a)正確（b）不正確
　　圖5穩壓泵出水管的連接方式
　　
　　6．關于系統沖洗
　　消火栓系統、自動噴淋系統均應在安裝完畢試壓合格后進行沖洗，特別是對于自動噴淋系統，對沖洗的要求更為嚴格，若沖洗不徹底，碎雜物很可能在管網局部造成堵塞（如前所述的減壓閥、報警閥處）和破壞止回閥的密封性能，使系統部分或完全喪失滅火功能。在監理工作實踐中，發現施工單位往往不重視系統管網的沖洗的工作，這是極其錯誤也是非常有害的一種認識，將給系統的安全運行帶來重大隱患，所以，必須重視系統清洗工作。
　　沖洗的具體要求是：
　　（1）沖洗前，應檢查管道的支架、吊架，必要時采取加固措施；還應對系統的儀表采取保護措施，止回閥、報警閥、水流指示器等應拆除，沖洗工作結束后應及時復位。
　　（2）沖洗應分段進行，先室外，后室內；先地下，后地上；室內部分的沖洗應按配水干管、配水管、配水支管的順序進行。
　　（3）沖洗的水流速度不宜小于3m/s，并應連續進行，當出口處水的顏色、透明度與入口處基本一致時，沖洗方可結束。
　　7．施工中閉式噴頭的保護
　　自動噴淋系統的噴頭是系統的重要組成部分，滅火的可靠性很大程度上依賴于噴頭的安裝質量。噴頭應在系統試壓、沖洗合格后安裝，安裝時應使用專用扳手，安裝后應對其采取保護措施，以防止水泥砂漿、涂料、油漆等附著在閉式噴頭的感溫元件上，造成閉式噴頭不能感溫作用，延緩動作滅火時間等不良后果。閉式噴頭安裝后的保護方法為：采用厚度為0.2mm的塑料布將噴頭包裹緊，待系統通水調試前，再將塑料布從噴頭取下。
　　
　　
　　參考文獻：
　　1. 高層民用建筑設計防火規范，GB50045-95，2005年版。
　　2. 自動噴水滅火系統設計規范，GB50084-2001。
　　3. 自動噴水滅火系統施工及驗收規范，GB50261-2005。