给排水——室外消火栓系统设计

    一、室外消防给水管网的设计  室外消防给水管道可采用高压、临时高压和低压管道。城镇、居住区、企业事业单位的室外消防给水，一般均采用低压给水系统，而且，常常与生产、生产给水管道合并使用。但是，高压或临时高压给水管道为确保供水安全，应与生产、生活给水管道分开，设置独立的消防给水管道。 
（一）按水压要求分类 
1、高压给水管网。是指管网内经常保持足够的压力，火场上不需使用消防车或其他移动式水泵加压，而直接由消火栓接出水带、水枪灭火。当建筑高度小于等于24m时，室外高压给水管道的压力应保证生产、生活、消防用水量达到最大，且水枪布置在保护范围内任何建筑物的最高处时，水枪的充实水柱不应小于10m。当建筑物高度大于24m时，应立足于室内消防设备扑救火灾。 
2、临时高压给水管网。在临时高压给水管道内，平时水压不高，通过高压消防水泵加压，使管网内的压力达到高压给水管道的压力要求。当城镇、居住区或企事业单位有高层建筑时，可以采用室外和室内均为高压或临时高压的消防给水系统，也可以采用室内为高压或临时高压，而室外为低压的消防给水系统。气压给水装置只能算临时高压消防给水系统。一般石油化工厂或甲乙丙类液体、可燃气体储罐区多采用这种管网。 
3、低压给水管网。是指管网内平时水压较低，火场上水枪的压力是通过消防车或其它移动消防泵加压形成的。消防车从低压给水管网消火栓内取水，一是直接用吸水管从消火栓上吸水；二是用水带接上消火栓往消防车水罐内放水。为满足消防车吸水的需要，低压给水管网最不利点处消火栓的压力不应小于0.1mp2。一般城镇和居住区多采用这种管网。
（二）按管网平面布置分类 
1、环状消防给水管网。城镇市政给水管网、建筑物室外消防给水管网应布置成环状管网，管线形成若干闭合环，水流四通八达，安全可靠，其供水能力比枝状管网在1.5―2.0倍。但室外消防用水量不大于15L/3时，可布置成枝状管网。输水平管向环状管网输水的进水管不应小于2条，输水管之间要保持一定距离，并应设置连接管。室外消防给水管网的管径不应小于200mm，有条件的其管网不应小于150mm。 
2、枝状消防给水管网。在建设初期，或者分期建设和较大工程或是室外消防用水量不大的情况下，室外消防供水管网可以布置成枝状管道。即是管网有设成树枝状，分枝后干线彼此无联系，水流在管网内向单一方向流动，当管网检修或损坏时，其前方就会断水。所以，应限制枝状管网的使用范围。 
二、室外消火栓布置的消防要求 
1、设置的基本要求。室外消火栓设置安装应明显容易发现，方便出水操作，地下消火栓还应当在地面附近设有明显固定的标志。地上式消火栓选用于气候温暖地面安装，地下室选用气候寒冷地面。 
2、市政或居住区室外消火设置。室外消火栓应沿道路铺设，道路宽度超过60m时，宜两侧均设置，并宜靠近十字路口。布置间隔不应大于120m，距离道路边缘不应超过2m，距离建筑外墙不宜小于5m，距离高层建筑外墙不宜大于40m，距离一般建筑外墙不宜大于150m。 
3、建筑物室外消火栓数量。室外消火栓数量应按其保护半径，流量和室外消防用量综合计算确定，每只流量按10――15L/5升。对于高层建筑，40m范围内的市政消火栓可计入建筑物室外消火栓数量之内；对多层建筑，市政消火栓保护半径150mm内，如消防用水量不大于15L/s，被建筑物可不设室外消火栓。 
4、工业企业单位内室外消火栓的设置要求。对于工艺装置区，或储罐区，应沿装置周围设置消火栓，间距不宜大于60m，如装置宽度大于120m，宜在工艺装置区内的道路边增改消火栓，消火栓栓口直径宜为150mm。对于甲、乙、丙类液体或液化气体储罐区，消火栓应改在防火堤外，且距储罐壁15m范围内的消火栓，不应计算在储罐区可使用的数量内。 
三、室外消火栓保护半径与最大布置间距的设计  
1、室外消火栓的保护半径。室外低压消火栓给水的保护半径一般按消防车串联9条水带考虑，火场上水枪手留有10m的机动水带，如果水带沿地面铺设系数按0.9计算，那么消防车供水距离为（9×20－10）×0.9＝153m。所以，室外低压消火栓保护半径为150m。室外高压消火栓给水的保护半径按串联6条水带考虑，同样计算，其保护半径为（6×20－10）×0.9＝99m。所以，室外高压消火栓保护半径为100m。 
2、室外消火栓的最大布置间距。室外消火栓间距布置的原则，是保证城镇区域任何部位都在两个消火栓的保护半径之间。根据城镇道路建设情况，市政消火栓最大布置间距X=√R2－（L/z）2，R是消火栓最大保护半径，L是街道中心线之间的距离，按城市规划要求约为160m。经计算得：室外低压消火栓间距X=127m，室外高压消火栓间距X=600m。考虑火场供水需要，室外低压消火栓最大布置间距不应大于120m，高压消火栓最大布置间距不应大于60m。 
四、室外消火栓的流量与压力设计 
1、室外消火栓的流量。室外低压消火栓给水的流量取决于火场上所出水枪的数量。每个低压消火栓一般只供一辆消防车出水，常出2支口径为19mm的直流水枪，火场要求水枪充实水柱为10―15m，则每支水枪的流量为5―6.5L/S，2支水枪的流量为10―13L/S，考虑接口及水带的漏水，所以每个低压消火栓的流量按10―15L/S计。每个室外高压消火栓给水一般按出口径为19mm的直流水枪考虑，水枪充实水柱为10―15m，则要求每个高压消火栓的流量不小于5L/S。 
2、室外消火栓的压力。室外消火栓的流量与压力密切相关，若出口压力高，则其流量就大。室外低压消火栓的出口压力，按照一条水带给消防车水罐上水考虑，要保证2支水枪的流量，那么，最不利点处消火栓出口压力经计算不应小于0.1Mpa。室外高压消火栓给水的出口压力，在最大用水量时，应满足喷嘴口径为19mm的水枪布置在建筑物最高处，每支水枪的计算流量不小于5L/S，充实水柱不小于10m，采用直径65mm、长120m的水带供水时的要求。其最不利点处消火栓的出口压力应是水柱喷嘴处所需水压、水带水头损失、水枪出口与消火栓出口之间的高程压差三者之和。

     五、室外消火栓选用要点

    1、室外地上式消火栓应有一个直径为150mm或100mm和两个直径为65mm的栓口。室外地下式消火栓应有直径为100mm和65mm的栓口各一个。

    2、室外消火栓的保护半径不应超过150m，间距不应超过120m。

    3、室外消火栓应该设置在便于消防车使用的地点。

    4、室外消火栓应沿高层建筑周围均匀布置，并且不宜集中在建筑物一侧。

    5、消火栓的启闭方向应统一，均应按顺时针关逆时针开；其丝杆应采用不锈钢；密封皮碗应选三元乙丙橡胶或丁晴橡胶；腔体内防腐层应该满足饮用水卫生指标等，应与阀门要求一致。

    6、停车场的室外消火栓宜沿停车场周边设置，且距离最近一排汽车不宜小于7m，距加油站或库不宜小于15m。

    7、 室外消火栓距路边不应超过2m，距房屋外墙不宜小于5m。

     六、 室外消火栓的施工安装要点

1、施工工艺流程

    操作要求、管道及阀门安装

消火栓及消防水泵接合器与室外管道连接的短管，一般分承插铸铁管和钢管、钢塑复合管三种材质的管材，连接方式分别为承插连接、卡箍式连接。

a）铸铁短管安装

1）清理承口和插口，承口朝来水方向，调整短管使管中心与消防水泵接合器的定位中心线一致。承插口之间的环形间隙应均匀一致，并不应小于3mm。

2）与法兰阀门连接的铸铁管甲管或乙管，在调整短管时应考虑其铸铁法兰上的螺栓孔与法兰阀门上螺栓孔应对应一致，确保阀门安装后阀

体垂直向上。

3）采用石棉水泥接口，详见《给水排水及采暖管道安装基本工艺标准》1.5.2.5.j）中相关规定。

4）调平、调直后的管道应固定，管道转弯处应支撑牢固，在靠近管道两端处用浮土覆盖，两侧夯实。临时敞口处应及时封堵。

b）钢管短管安装

1）检查法兰及钢管的外观质量。一般采用平焊法兰，法兰的尺寸、厚度、材质应复合设计或标准要求，法兰表面应光滑，无砂眼、裂纹、斑点等缺陷。钢管的材质应符合设计要求和标准要求。

2）插入法兰盘的管子端部距法兰盘内端面应为管壁厚度的1.3～1.5倍，法兰与管道的焊接，应用法兰靠尺、角尺分两个方向进行检查后点焊，点焊后，还需用靠尺或角尺再次检查法兰盘的垂直度，用水锤敲打找正后再进行焊接。

3）法兰短管安装时，应将两法兰盘对平找正，先在法兰盘螺孔中顶穿几个螺栓，将法兰垫子插入两法兰之间，再穿剩下的螺栓，将衬垫找正后，即可用扳手拧紧螺栓。拧紧的顺序应按对角进行，分3～4次拧紧，不应一次拧到底。

c）钢塑复合管的短管安装

采用卡箍式连接，详见《给水排水及采暖管道安装基本工艺标准》1.5.2.5.d）中相关规定。

.2 、消防水泵接合器及消火栓安装

a）消火栓根据其安装部位可分为：室外地上式消火拴（见图2、3），室外地下室消火栓（见图4、5）。

b）消防水泵接合器根据其安装部位可分为：室外地上消防水泵接合器、室外地下室消防水泵接合器，墙壁式消防水泵接合器。其安装详图分别参照《消防水泵接合器》99S203。

c）消防水泵接合器及消火栓安装，还应注意以下问题:

1）消火栓应设有自动放水装置，当内置出水阀关闭时自动放空消火栓内存的积水，以防消火栓冻裂。

2）消防水泵接合器及消火栓弯管底座、消防水泵接合器及消火栓三通下和阀门底座设的支墩应托紧弯管、三通底部和阀门底部。

3）如采暖室外设计计算温度低于零下15℃的地区，应作保温井或采取其它保温措施。

4）当泄水口位于井室之外时，应在泄水口做卵石渗水层，卵石粒径

为20～30mm，铺设半径≮500mm，铺设深度自泄水口以上200mm至槽底。

5）法兰及钢制三通应按设计要求做加强防腐。

   七、 质量控制

1、 主控项目

   1.1 消防管道系统应进行水压试验，试验压力为工作压力的1.5倍，但不得小于0.6MPa。

检验方法：试验压力下，10min内压力降不大于0.05MPa，然后降至工作压力进行检查，压力保持不变，不渗不漏。

   1.2 消防管道在竣工前，应对管道进行冲洗。

检验方法：观察冲洗出水的浊度。

   1.3 消防水泵接合器和消火栓的位置标志应明显，拴口的位置应方便操作。消防水泵接合器和室外消火栓当采用墙壁式时，如设计无要求，进、出水栓口的中心安装高度距地面应为1.1m，其上方应设有防坠落物打击的措施。

检验方法：观察和尺量检查。

2 、一般项目

   2.1 室外消火栓和消防水泵接合器的安装位置、形式、尺寸应符合

设计要求，栓口安装高度允许偏差为±20mm。

检验方法：尺量检查。

  2.2 地下式消防水泵接合器顶部进水口或地下式消火栓的顶部出水口与消防井盖底面的距离不得大于400mm，井内应有足够的操作空间，并设爬梯。寒冷地区井内应做防冻保护。

检验方法：观察和尺量检查。

    2.3 消防水泵接合器的安全阀及止回阀安装位置和方向应正确，阀门启闭应灵活。

检验方法：现场观察和手扳检查。

3、 其他质量控制要求

    3.1 严格控制墙壁式消防水泵接合器进出水栓口距地面的距离和地下式消防水泵接合器顶进水口和地下室消火栓顶出水口与消防井盖间的距离。

   3.3 管道穿井壁处应处理，保证严密、不渗漏。

   3.4 设备基础应夯实，以避免地面下沉时造成的接头漏水。

   3.5 设备支墩应牢固，避免送水后，设备松动、不稳。

八、产品防护

1 、消火栓及消防水泵接合器安装好后，在未盖井盖前，应临时封闭，防止落物砸坏设备和附件。

2 、冬季施工时，管道、设备水压试验、冲洗后应及时将水排放干净，防止冻裂。

九、环境因素和危险源控制措施

1、 环境因素控制措施

    1.1 采取有效的措施控制施工中产生扬尘。

    1.2 不得在施工现场焚烧油漆等易产生有毒、有害烟尘和恶臭气体的废弃料。剩料和废料不得随意丢弃，应分可回收与不可回收分别收集，集中处理。

    1.3 管道试压后的废水，要选择好排放点，不得随意排放。

2、危险源控制措施

    2.1 井室周围应设置防护栏，在明显位置设置标识，夜间设警示灯。

    2.2 吊装设备时，要专人统一指挥，分工明确，管沟及井室下不得有人。

    2.3 不得向井下抛扔工具和材料，应用绳索系好传递。

    2.4 管道对口时，要互相照应，以防伤人。

    2.5 捻口时，注意力应集中，防止手锤打在手上。

    2.6 处理管道泄漏等缺陷时，应在泄压或放水后进行，严禁带压修理。当试验压力超过0.4MPa时，不得在紧固法兰螺栓。