摘 要 现代建筑由于室内功能较复杂，设备也较多，起火原因复杂，一旦发生火灾就会因其建筑高度大，面积广而使火势蔓延速度加快，造成疏散和扑救难度较大，容易造成伤亡事故和扑救失效的情况。因此，现代建筑在消防给水设计既要做到设计方案合理，又要考虑一次性投资和日常所需费用等因素。本文结合某民用建筑，对室内消防给水设计进行了分析探讨。
关键词 现代建筑 室内 消防 给水 设计
某高层住宅楼共11层，建筑面积约为8245.96m2，建筑高度为42.73m，全部为住宅。该建筑耐火等级属于二类。根据《高层民用建筑设计防火规范》7.6.2 建筑高度不超过100m的一类高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、普通住宅、设集中空调的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。因此，本建筑只需要作消火栓灭火系统，不用设自动喷水给水系统。
1.系统选择
据《建筑设计防火规范》室内消火栓栓口处的静水压力应不超过80m水柱，如超过80m水柱时，应采取分区给水系统。消火栓栓口处的出水压力超过50m水柱时，应设减压设施。所以根据实际情况，本设计是十一层的小高层，高度不超过50米，因此该消火栓系统可以不分区。
屋顶设消防给水水箱，储存10min 的消防用水量，一旦发生火灾时先由消防水箱供水作为初期灭火之用。
2.系统组成
消防系统主要由消防泵，消防管网，消火栓，减压阀，水泵接合器组成。
3.消火栓系统管网布置
（1）室内管道布置成环状，环状管网的进水管的引入管成两条，当其中一根发生故障时另一只进水管保证消防用水量和水压的要求。
（2）保证同层相邻两个消火栓的充实
水柱同时到达被保护范围内的任何部位，每根消防竖管的管径应按通过的流量计算确定，但不应小于100mm，以保证消防车通过水泵结合器向室内供水的可能性.
（3）高层建筑室内消防给水管网上应采用阀门分成若干独立段，已被检修.阀门的布置应使管道检修时关闭停用的立管不超过一条，消防管网阀门应经常处于开启状态，并应设有明显的起闭标志，信号火灾阀门开启后进行铅封.
（4）高层建筑室外设置水泵结合器，当室内消防水泵发生故障或遇大火室内消防水量不足时，供消防车从室外消火栓，消防储水池取水，通过水泵结合器将水送到室内消防给水管网.水泵结合器的设置数量按室内消防水量计算确定，采用两个，以利安全.
（5）水泵结合器应有明显的标志.并设在便于消防车使用的地点，其周围15-40m。范围内设置消防水池，水泵结合器本次设计采用地下式。
4.消火栓的布置原则
消火栓的合理布置，直接关系到扑救火灾的效果。因此，高层建筑的各层包括和主体间相连的附属建筑均应合理设置消火栓。
（1）室内消火栓应布置在明显，易于取用的地方，严禁伪装消火栓。消防电梯前室应设消火栓。
（2）消火栓应保证同层相邻两个消火栓的水柱同时到达室内任何部位。
（3）消火栓的水枪充实水柱长度应根据建筑物层高和选定的水枪设计流量通过水力计算确定。根据消防经验，对建筑高度不超过100m的高层建筑，充实水柱长度不应小于10m。
（4）消火栓口之径。高层建筑室内消火栓口之径应为65mm，水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。同一层建筑内，应采用同一型号，规格的消火栓和与其配套的水带及水枪。
（5）消火栓口距地面的高度为1.1m，栓口出水方向宜向下或与设置消火栓的墙面垂直。
（6）高层建筑屋顶应设置一个装有压力显示装置的检验消火栓，以利于经常检查消火栓系统是否能正常运行，同时也可用于扑救相邻建筑的火灾，保护本建筑不受其火灾威胁。检验消火栓充实水柱为10m，水带长度为25m。冬季应在屋顶出口处，水箱间采取防冻措施。
（7）消火栓的间距应由计算确定，且高层建筑不应大于30m，裙房不应大于50m。
（8）当消火栓口处压力大于0.5Mpa时，应在消火栓处设减压阀装置，一般采用减压阀或减压孔板用以减少消火栓前的剩余水压，是消防水量合理分配，系均衡供水，利于节水和消防人员把握水枪安全操作，也可以避免高位水箱中的消防贮水量在短时间内用完。
5.消防水箱的布置原则
在高层建筑临时高压消防给水系统扑救初期火灾（指火灾的前10min）时，主要依靠消防给水系统中贮存一定消防水量的高位水箱。当建筑内发生火灾而消防泵尚未启动时，依靠高位水箱的设置高度，把水箱中贮存的消防用水输送到着火点附近的消火栓进行灭火，这是一种在火灾初期非常可靠的措施。
（1）消防水箱的贮水量
高位水箱的贮水量应按建筑的室内消防用水量总量的10min进行计算。消防最小贮水量应符合下列要求：一类建筑（住宅除外）不应小于18m3；二类建筑（住宅除外）和一类建筑的住宅不小于12m3；二类建筑的住宅不应小于6 m3。
（2）消防水箱的设置高度。高位水箱的设置高度，应保证最不利点消火栓静水压力。建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点的静水压力不小于0.07MPa。
（3）止回阀的设置。消防水箱的出水管上应设置止回阀，以防止火灾时，消防泵供给的消防用水进入消防水箱，影响消防给水系统的正常工作。
（4）对高位水箱的消防给水系统，其增压设施应符合增压水泵的出水量，对消火栓给水系统不应大于5 L/S。
6.消防水泵接合器
水泵结合器是消防车往室内管网供水的接口。水泵结合器一端由室内消火栓给水管网最底层引至室外，另一端进口可供消防车或移动水泵站加压向室内管网供水。
水泵接合器的设置位置：
（1）便于消防车消防水泵使用；
（2）设在室外，并不妨碍交通；
（3）与建筑物外墙有一定的距离，一般不小于5m；
（4）离室外消火栓或消防水池不太远，一般为15-40m。
消防水泵接合器的间距不小于20m。每套消防水泵接合器均与室内消防管网直接连接。
水泵结合器与室内管网的连接管，设有:
（1）阀门: 用于开启使用水泵结合器;
（2）止回阀：防止室内管网内的水向外倒流;
（3）安全阀：防止消防车送水压力过高，破坏室内消火栓给水系统。安全阀的定压高于室内最不利点消火栓要求的压力。
水泵接合器及其附件，其工作压力在设计上满足室内消防给水管网的分区要求。
消防水泵接合器外形与消火栓外形设有明显的区别。
7.室内消火栓给水系统计算
室内消火栓给水系统的计算主要是确定管网管径、系统所需水压和选定各种设备。定量计算所需的基础数据是消防用水量和所需水压。根据选定的消防用水量和水压要求才能进行水力计算。
进行室内消火栓给水系统的计算，首先是在布置好平面图，大脑中有了清晰的给水管网系统，然后在此基础上一步一步依次进行。
（1）室内消防用水量的确定：是根据所设计建筑物的划分等级按规范要求选用；
（2）消火栓口所需水压的计算：是在完成了对消火栓水枪喷口所需水压、水枪喷口射流量、消火栓水龙带水头损失的计算基础上进行的；
（3）给水管网管径和水头损失计算：根据给水管道中的设计流量，先确定流速，然后就可以求得管径，消火栓给水管道中的流速一般为1.4～1.8m/s，但不宜大于2.5m/s。水头损失计算包括沿程水头损失计算和局部水头损失计算。
（4）消火栓给水管道水力计算：消防管网水力计算的主要目的在于确定消防给水管网的管径，计算或校核消防水箱的设置高度，选择消防水泵。
由于建筑物发生火灾地点的随机性，以及水枪充实水柱数量的限制（即水量限定），在进行消防管网水力计算时，枝状管网和环状管网在本质上是一样的。
对于枝状管网首先选择最不利立管和最不利消火栓，依此确定计算管路，并按照消防规范规定的室内消防用水量进行流量分配。在最不利点水枪射流量确定后，以下各层水枪的实际射流量根据消火栓口处的实际压力计算。在确定了消防管网中各管段的流量后，按流量公式Q=πD2v/4计算出各管段管径，从钢管水力计算表中直接查得管径及单位管长沿程水头损失i值。消防管道沿程水头损失的计算方法与给水管网计算相同，其局部水头损失按管道沿程损失的10%计算。
对于环状管网，由于着火点不确定，可假定某管段发生故障，仍按枝状管网进行计算。
由于本设计采取水泵水箱联合供水，计算管路分两种情况进行。消防水泵供水时，以消防水池最低水面作为起点选择计算管路，计算管径和水头损失，确定消防水泵的扬程；消防水箱供水时，以水箱的最低水位作为起点选择计算管路，计算管径和水头损失，确定水箱的设置高度。
消火栓处的剩余压力就像前面所述，当消防泵工作时，消火栓处的水压超过50 mH2O时应设置减压装置，一般在需要减压的各层设置不同孔径的孔板，以消耗过剩的压力。各层消火栓处的剩余压力计算直接按剩余压力计算公式计算。计算出的剩余压力由减压孔板所形成的水流阻力所消耗，减压孔板孔径的计算是利用已知剩余水头H和给水管直径D，查表得出孔板孔径d。
水箱的计算根据设计要求直接利用公式进行计算。
参考文献：
[1] 谢红星. 高层民用建筑消防给水设施的设置[J]. 消防技术与产品信息. 2011（12）