关于消防水池设计的分析

一、引言：消防水池是消防系统中的重要组成部分，用于储存消防用水，确保在火灾等紧急情况下有足够的消防用水供应。下面就消防水池的设计，谈一下个人看法，如有不足之处，请指正为谢。

二、涉及问题：

问题1：什么时候要设置消防水池？

解答：《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014(以下简称:“消水规”）第4.3.1条已经规定：符合下列规定之一时，应设置消防水池：

1、当生产、生活用水量达到最大时，市政给水管网或入户引入管不能满足室内、室外消防给水设计流量；

2、当采用一路消防供水或只有一条入户引入管，且室外消火栓设计流量大于20L/s或建筑高度大于50m；

3、市政消防给水设计流量小于建筑室内外消防给水设计流量。

【实施指南解释】第4.3.1条是判断消防为临时高压消防系统时，市政供水能否满足消防供水的必要条件，同时也是设置消防水池的必要条件。此条里面的三小条中任意一条不满足，就需要设置消防水池。（此条不含高压消防系统及天然水源的利用。）

1）最大时设计流量是城市配水管网进行水力平差计算的依据，同时城市配水管网必须按下列三种工况进行校核:《室外水规范》第7.1.10条:

(1)发生消防时的流量和水压;

(2)最大转输时的流量和水压;

(3)最不利管段发生故障时的事故用水量和设计水压:    

若此时市政管网不能满足室内外消防用水量，市政管网已尽力了，此时必须设置消防水池，以满足消防需求。

2) 当采用一路消防供水或只有一条引入管，且室外消火栓设计流量大于20L/s时,按v=1.5m/s计算，进水管管径不得小于DN125;

建筑高度大于50m分两类，一类为建筑高度大于50m的公建，一般为一类高层建筑火灾危险等级高，危害大，影响范围广，消防设施多，用水量大，仅室内消火栓用水量已达到40L/s，还有自喷、智能水炮、水幕、雨淋等等消防设施，一路消防供水是很难满足室内消防要求的，室外消防就更难满足要求，故此必须设置消防水池。

另一类对于建筑高度大于54m的住宅建筑，室内消火栓用水量只有20L/s，没有自喷、智能炮、水幕、雨淋等等消防设施，一路消防供水一般可以满足室内消防要求，但要同时满室外消防最大为 15L/s（所有住宅不论高层多层室外消火栓设计流量均为15L/S），一般难以满足要求，故也必须设置消防水池。难点是介于50~54m宅，应结合当地消防主管部门的管理要求，明确其归属.（此条个人理解：50.1-53.9m的住宅，室外消火栓设计流量15L/S，室内消火栓设计流量10L/S，不能同时满足室内和室外，也应设消防水池）

【个人总结】

1、设消防水池的条件：（以下任意一条不满足就要设）

1)流量不满足就要设消防水池（规范第一条和第三条）。

2)不可靠：一路供水且室外消火栓流量 >20L/S或高度>50m的建筑，就要设消防水池。（规范第二条）。    

          

（延升理解1-可靠：1)允许1路供水：室外消火栓流量≤20L/S+住宅建筑高度≤54m；2)两路供水+室外消火栓流量>20L/S+住宅建筑高度>54m。）

（延升理解2-民用建筑室外消防给水是一路还是两路的判定条件：室外消火栓用水量是否>20L/S。）

当室内采用临时高压且不允许从市政管网直接吸水时，任然要设置消防水池。

问题2：消防水池储存哪些消防用水？

解答：消防水池的储存容量应满足建筑物火灾延续时间内消防用水的需求。这个需求包括室内和室外消防用水量，以及消防队员在火灾现场的补水量。    

其中室内消防用水有：室内消火栓系统、室内自动灭火系统以及室内防护冷却系统等。

问题3：消防水池有效容积如何计算？

解答：消水规第4.3.2条规定：消防水池有效容积的计算应符合下列规定：

1、当市政给水管网能保证室外消防给水设计流量时，消防水池的有效容积应满足在火灾延续时间内室内消防用水量的要求；

2、当市政给水管网不能保证室外消防给水设计流量时，消防水池的有效容积应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。

即：消防水池有效容积（V_有效）=V_总-V_补

针对以上两条，展开分析：

1）假设情况1：一路供水+室外消火栓流量≤20L/S（或住宅建筑高度≤54m）；当市政给水管网能满足室外消防给水设计流量，则消防水池可不储存室外消防用水量；当市政给水管网不能满足室外消防给水设计流量，则消防水池应储存室外消防用水量不足的部分。

2）假设情况2：一路供水+室外消火栓流量>20L/S（或建筑高度>54m的住宅））；当市政给水管网能满足室外消防给水设计流量，消防水池应储存室外全部消防用水量。

3）假设情况3：两路供水+室外消火栓流量≤20L/S（或住宅建筑高度≤54m）；当市政给水管网能满足室外消防给水设计流量，则消防水池可不储存室外消防用水量；当市政给水管网不能满足室外消防给水设计流量，则消防水池应储存室外消防用水量不足的部分。

4）假设情况4：两路供水+室外消火栓流量>20L/S（或建筑高度>54m的住宅）；当市政给水管网能满足室外消防给水设计流量，则消防水池可不储存室外消防用水量；当市政给水管网不能满足室外消防给水设计流量，则消防水池应储存室外消防用水量不足的部分。    

问题4：消防水池补水如何确定？

解答：1、消水规第4.3.3条规定：消防水池进水管应根据其有效容积和补水时间确定，补水时间不宜大于48h，但当消防水池有效总容积大于2000m³时，不应大于96h。消防水池进水管管径应经计算确定，且不应小于DN100。     

【实施指南解释】当从室外不同市政给水干管上分别引入一根消防水池补水管作为火灾时的连续补水量，应按其中较小管径的补水管进行计算，宜采用水力浮球阀控制，不应采用直接作用式浮球阀（因此阀在常规下是缩管径进水的。）

2、消水规第4.3.5条规定：火灾时消防水池连续补水应符合下列规定：    

1）消防水池应采用两路消防给水；（此条理解：指的是连续补水并且减掉连续补水消防水池容积时的情况，需要消防水池两路补水；如果计算的消防水池没有减去连续补水的容积，则不需要两路补水。）

2）火灾延续时间内的连续补水流量应按消防水池最不利进水管供水量计算，并可按下式计算：

式中：q_f——火灾时消防水池的补水流量(m³/h)；

A——消防水池进水管断面面积(m²)；

v——管道内水的平均流速(m/s)。

3）消防水池进水管管径和流量应根据市政给水管网或其他给水管网的压力、入户引入管管径、消防水池进水管管径，以及火灾时其他用水量等经水力计算确定，当计算条件不具备时，给水管的平均流速不宜大于1.5m/s。

【实施指南解释】连续补水就是指在火灾延续时间内不断的补水，满足消水规第4.2.1条规定：当市政给水管网连续供水时，消防给水系统可采用市政给水管网直接供水。

火灾延续时间按消水规第3.6.2条确定。补水量按最不利进水管计算（即：较小管径的补水管进行计算）。    

          

          

三、总结：

在设计消防水池时，还需要考虑其位置、形状和结构。并满足《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018版）和《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014的其他要求，消防水池设置位置应能够接受来自市政给水管网的消防水源。同时，消防水池的形状和结构应满足消防用水的需求，包括取水口、溢流口和排空设施等的设计。

另外，消防水池的日常维护和管理也是确保其有效性的关键因素。根据《建筑消防设施维护管理规范》（GB 25201-2010），应定期检查消防水池的水位、水质和设施完好情况，并定期进行清洗和消毒。

综上所述，消防水池储存消防用水是确保建筑物安全的重要措施之一。然而，在实际设计和使用过程中，还需要根据具体情况进行具体分析。因此，设计单位和相关部门在进行消防水池设计时，应充分考虑相关规范和标准的要求，以确保其安全及有效。

          

参考资料：    

1、《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018版）

2、《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014

3、《建筑消防设施维护管理规范》GB 25201-2010

4、《消防设施通用规范》GB 55036-2022

5、《建筑防火通用规范》GB 55037-2022

6、《消防给水及消火栓系统技术规范GB50974-2014实施指南》

7、《消防给水及消火栓系统技术规范》图示-国标图集15S909

来源：给排水设计探讨