民用建筑屋顶消火栓系统稳压装置联动方式的探讨

在上述火灾初期消防用水的供给设备发展过程中，消防规范对高位水箱静压不能满足最不利点消火栓水压要求时，消防增压设施和消火栓系统的联动控制方式始终没有提出明确的条文要求，尤其在多层建筑中，对最不利点消火栓静压值的大小没有明确，导致设计人员对此点做法不一。经笔者总结，主要有以下几种方式（因成套增压稳压装置自带压力控制器，做法基本统一，这里主要指采用稳压泵做为增压设施）：
一．在水箱间消火栓消防系统出水管上设压力传感器，和稳压泵联动，压力传感器的上下限压力值以最不利点消火栓静压要求为原则确定，以其来实现稳压泵自动启停，满足最不利点消火栓处水压要求。
二．在水箱间设稳压泵，各层消火栓处设消防按钮，水箱间消火栓消防系统出水管上不设压力传感器，稳压泵和消防按钮联动。火灾时，通过手动消防按钮启动稳压泵或同时启动消防泵，来满足最不利点消火栓处水压要求。
三．多层建筑中，不设消火栓消防泵时，在顶部几层消火栓处设消防按钮，水箱间消火栓消防系统出水管上不设压力传感器，稳压泵和消防按钮联动。火灾时，通过手动消防按钮启动稳压泵，来满足最不利点消火栓处水压要求。
以上几种设计方法均为当建筑物设置的高位消防水箱静压不能满足最不利点消火栓水压要求时，不同设计者因对消防规范的不同理解而采取的措施。现结合消防规范条文就高层建筑和多层建筑分别分析如下。
对于多层民用建筑，《建筑设计防火规范》（GB50016-2006，以下简称“建规”）8.4.3.8条规定：高层厂房（仓库）和高位水箱静压不能满足最不利点消火栓水压要求的其他建筑，应在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮，并应有保护措施。该条文规定当建筑物设置的高位消防水箱静压不能满足最不利点消火栓水压要求时，应设置消防水泵及在每个室内消火栓处设置直接启动消防水泵的按钮，没有说明消防水泵是不是稳压泵的概念，导致部分设计人员将稳压泵误认为是此条中的消防水泵。
但“建规”8.4.3.7条的条文说明（对照内容应为“建规” 8.4.3.8条，“建规”条文说明的8.4.3.8条对照内容应为“建规” 8.4.3.9条，规范应为编订错误）为：高层厂房（仓库）内的每个消火栓处均要求设置启动消防水泵的按钮，以便及时启动消防水泵，供应火场灭火。其他建筑内当消防水箱不能满足最不利点消火栓的水压时，亦应在每个消火栓处设置远距离启动消防水泵的按钮。启动按钮应采取保护措施，例如，放在消火栓箱内或放在有玻璃保户的小壁龛内，防止误启动水泵。……采用稳压泵稳压时，当室内管网压力降低时能及时启动消防水泵的，也可不设远距离启动消防水泵的按钮。此条文说明明确了稳压泵和消防水泵的设置区别，同时说明了稳压泵和消火栓消防按钮无联动关系。
在“建规”8.4.4条中规定：……设置临时高压给水系统的建筑物应设置消防水箱（包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱）。消防水箱的设置应符合下列规定：1 重力自流的消防水箱应设置在建筑的最高部位；以下条与设置高度及控制无关，省略。该条文仅规定了消防水箱应设置在建筑的最高部位，对最不利消火栓压力并无相应要求。
但“建规”8.4.4条的条文说明为：本条规定了设置消防水箱的相关要求。…… 2 临时高压给水系统给水可靠性较低，采用临时高压给水系统的建筑应设消防水箱。 1）由于重力自流的水箱供水安全可靠，因此，消防水箱应尽量采用重力自流式，并设置在建筑物的顶部（最高部位），且要求能满足最不利消火栓栓口静压的要求。以下条与设置高度及控制无关，省略。在此处规范对消防水箱为何要设置在建筑的最高部位给了解释并有相关要求，就是供水安全可靠且满足最不利消火栓栓口静压，对于多层民用建筑来讲，因其建筑功能及建筑高度的限制，仅靠消防水箱设置高度来满足最不利消火栓栓口静压是不现实的，而最不利消火栓栓口静压值的大小“建规”又无明确提出，其结果是导致部分设计人员认为只要最不利消火栓栓口出水就可满足规范要求，消火栓栓口静压的要求则不予考虑，从而产生了屋顶水箱间稳压泵和消防按钮联动的错误做法。笔者认为应该通过在屋顶水箱间设置增压稳压设施的方式，来满足“建规”8.4.4条及其条文说明的要求，至于最不利消火栓栓口静压最小值可参考《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，2005年版，以下简称“高规”） 7.4.7条的规定按0.07MPa计，关于该值在《甘肃省建筑工程 施工图设计文件审查要点》水-E30801 地方规定条文中对多层建筑最不利点消火栓静压有如下要求：仅设室内消火栓给水系统的九层及九层以下的住宅（包括底层设置商业服务网点的住宅）和建筑高度不超过24米的其他民用建筑和工业建筑，当设有高位消防水箱且设有水泵接合器时，可不设消防泵，高位水箱应满足最不利点消火栓静水压不低于0.07MPa，当不能满足时应设增压设施。
建筑物设置高位消防水箱是为了满足火灾初期的灭火要求，同时满足最不利点消火栓静压要求应是其设置的基本出发点。如果平时不能保证最不利点消火栓静压要求，火灾时依靠人员手动启动稳压泵加压，就会产生几方面问题：（1）打开消火栓及水龙带后，栓口只能出水而无压力；（2）火灾初期，因人们的恐慌及受我国现阶段人们的消防意识及自救能力地影响，会产生打开消火栓及水龙带后而忘记按动消火栓按钮等各方面原因，无法形成充实水珠及时灭火，导致火灾的蔓延，造成人民生命财产的损失。
对于高层民用建筑，“高规”相关条文规定比较清楚，简述如下。
“高规”7.4.7条规定：采用高压给水系统时，可不设高位消防水箱。当采用临时高压给水系统时，应设高位消防水箱，并应符合下列规定：7.4.7.1 为消防储水量要求，与设置高度及控制无关，省略。7.4.7.2 高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa；当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa；当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。以下条与设置高度及控制无关，省略。
“高规” 7.4.7条关于高位消防水箱设置高度及控制的条文说明为：一、消防水箱的主要作用是供给高层建筑初期火灾时的消防用水水量，并能保证相应的水压要求。…… 二、我国早期的高层建筑中水箱容量较大，一般在30~50m3，新建的广州白云宾馆水箱容量为210m3，广州宾馆的屋顶水箱容量为250m3。水箱容量太大，在建筑设计中有时处理比较困难，但若水箱容量太小，又势必影响初期火灾的扑救；水箱压力的高低对于扑救建筑物顶层或附近几层的火灾关系也很大，压力低可能出不了水或达不到要求的充实水柱，影响灭火效率。因此，本条对水箱容积、压力等作了必要的规定。三、消防水箱的消防贮水量。根据区别对待的原则，对不同性质的建筑规定了消防水箱的不同的容量，住宅小些，公共建筑大些；当消火栓给水系统和自动喷水灭火系统分设水箱时，水箱容积应按系统分别保证。一类建筑的消防水箱，当不能满足最不利点消火栓静水压力0.07MPa（建筑高度超过100m的高层建筑，静水压力不应低于0.15 MPa）时，要设增压设施，增压设施可采用气压水罐或稳压泵。这些产品必须采用国家检测部门检测合格的产品，以满足最不利点的水压要求。以下条与设置高度及控制无关，省略。
“高规”7.4.8条规定：设有高位水箱的消防给水系统，其增压设施应符合下列规定：7.4.8.1 增压水泵的出水量，对消火栓给水系统不应大于5L/s；对自动喷水灭火系统不因大于1L/s。7.4.8.2 气压水罐的调节水量宜为450L。
“高规”7.4.8条的条文说明为：本条对增压设施作出具体规定。设置增压设施的目的主要是在火灾初起时，消防水泵启动前，满足消火栓和自动喷水灭火系统的水压要求。对增压水泵，其出水量应满足一个消火栓用水量或一个自动喷水灭火系统喷头的用水量。对气压给水设备的气压水罐其调节水容量为两支水枪和五个喷头30s的用水量，即2x5x30+5x1x30=450L。
综合“建规”、 “高规”条文规定及上述各种因素的影响，可以对增压设施设置及其与消防系统不同联动方式得出以下结论：（1）为满足最不利点消火栓静水压力要求， “建规”仅在条文说明中提出采用稳压泵作为增压设备，而“高规”则明确提出增压设施可采用气压水罐或稳压泵。关于本条，笔者建议无论多层还是高层建筑，在屋顶水箱间使用面积许可的条件下，宜尽量采用气压水罐成套增压产品，避免二次进行电控设计，并影响稳压泵使用寿命。（2）无论多层还是高层建筑，屋顶水箱设置高度不能满足最不利点消火栓静水压力要求时，均应设置稳压设施。当采用稳压泵作为稳压设备时，应由电气专业配合进行电控设计，在水箱间出水管上设置压力传感器，稳压泵启停通过压力传感器的压力值进行联动控制。（3）通过对规范条文及条文说明的分析，明确了消火栓处设置的消防按钮与消防泵有关，而与水箱间稳压泵无关；稳压泵启停应与管网压力直接联动，以满足最不利点消火栓静水压力要求，保证及时扑救火灾。