消防水箱的特点及设计时应该注意的问题

     消防水箱在自动喷水灭火系统、消火栓系统中属于重要的消防设施，但在实际的工程应用中，却存在很多问题。是利用高差为系统提供准工作状态下所需的水压，达到使管道内充水保持一定压力的目的；提供系统启动初期的用水量和水压，在消防供水泵出现故障的紧急情况下应急供水，确保喷头开放立即供水，控制初期火灾。大量研究表明，火灾发生的初期是扑救火灾的最好时机，消防水箱的设置对于保护建筑的消防安全具有重要意义。
    “当采用临时高压给水系统时，应设高位消防水箱”。高位消防水箱位消防水箱是利用高差为系统提供准工作状态下所需的水压，达到使管道内充水保持一定压力的目的；提供系统启动初期的用水量和水压，在消防供水泵出现故障的紧急情况下应急供水，确保喷头开放立即供水，控制初期火灾。大量研究表明，火灾发生的初期是扑救火灾的最好时机，消防水箱的设置对于保护建筑的消防安全具有重要意义。

1.消防水箱的容积计算 
     对于需设深圳消防水箱的系统，其贮水量首先应满足消防10min（分钟）室内用水量。为便于维护、管理，设计时习惯做法是将生活、消防合用水箱。对于合用水箱，其有效容积应满足：V＝Vt＋Vs＋Vf＋Vx，其中Vt（m＾3）为生活用水量，Vs（m＾3）为生活调节水量，Vf（m＾3）为高峰负荷储备水量，Vx（m＾3）为消防用水量，其中Vx＝q600／1000，q为室内消火栓或自动喷水灭火系统设计用水量（升／秒）。若室内消火栓与自动喷水系统水箱单独设置时，其容量应满足各自要求。当室内消火栓与自动喷水系统共用一个消防水箱时，根据《自动喷水灭火系统设计规范（GBJ84—85）》的规范说明，其消防用水量可不小于18立方米。因为在同一建筑物内，火灾发生时，一般是在室内消火栓投入使用之前，自动喷水系统开始启动喷头灭火，若每只喷头按流量1．331／s计算，可供23个喷头10min消防用水量，或2支水枪15个喷头10min用水量，符合扑救初期火灾的要求。对于采用分区供水的系统，若采用并联方式，则每区水箱消防水量容积应按上式计算；对于采用串联方式供水系统，此时的水箱，除保证低区消防10min用水量外，主要还应起上一区水池的作用，其消防储水量应满足该区火灾延续时间内用水量即Q＝（q1t1＋q2t2）－q3t3，（q1、q2、q3为室内消火栓、自动喷水系统设计流量及水箱补水流量，t1、t2、t3为规范规定的火灾延续时间及补水时间），同时，还应满足该区生活用水需要。为了确保消防用水量不被挪作它用，水箱出水管要采取一定的技术措施，一般情况下，生活、消防出水管应单独设置，并在生活用水出水管上采取破坏虹吸法和控制水位法。如图所示。对于高度超过50m的建筑，室内消防供水系统每区宜设两个水箱，并用连通管连接。兼作水池的水箱应分成网格，以便清洗和检修时不停水。 

2.消防水箱管道布置 
     按规范要求，消防水箱应设进水管、出水管、溢流信号管、通气管等，为了保证水质不被污染并定期排放水中的沉淀物和杂质，消防水箱还应设放空管。对于出水管的管径，应根据设计流量和流速来确定，而对自动喷水灭火系统，必须经湿式报警阀后，才能与喷淋立管相接，而绝不能不经湿式报警阀直接与管网相连，因为报警阀上的水力警铃是靠水的冲动来报警的，若不经报警阀，发生火灾时，压力水进不了报警通道，致使压力开关、水力警铃不动作，更不会快速发出电信号启动喷淋泵，从而使管网内的水源得不到充分保证。

3.加压措施 
     按规范要求，高位消防水箱的设置高度应满足系统中最不利点所需的水压要求，设在高层建筑顶部的消防水箱一般是满足不了最不利点消火栓或自动喷水设备水压要求，须设增压设施。常用的设备有气压罐或稳压泵。设计时，如果单独在水箱的出水管上设加压泵，则由于管网内没有可供调节水量，一旦管网出现渗漏现象，则管网内的压力会迅速下降，使加压泵启闭频繁，影响其使用寿命。对于单独使用气压供水的设计，在实际工程中也有很多。在我市已投入使用的工程中，设计人员常采用水泵与气压罐串联的方式加压，经过实践证明，效果很好。正常情况下，由一个小型气压罐维持管网压力，其蓄水量主要起补漏作用，水泵为小流量、低扬程。
  
4 用气压罐代替消防水箱
    随着建筑技术的进步，大量轻钢结构和轻型屋面的建筑纷纷面世。有些工业厂房、仓库和多层建筑的屋顶为钢结构承重构件，设置消防水箱比较困难。根据规范，轻、中危险级的建筑物大都采用气压水罐来代替消防水箱，但设计流量大时计算出气压罐容积非常大。遇到严重危险级和仓库危险级的建筑物必须采用高位水箱才符合规范的要求。但一些设计人员一律采用气压水罐代替消防水箱，气压给水压力高，变化大，需频繁启动水泵可控压机，影响系统中配件的使用寿命，费用较高。同时设备采用自动控制，若有失灵或发生断电，则断水几率较大，在重新启动时要重新补气，操作麻烦，使启动时间延长，供水安全性较差。
    如设置高位消防水箱确有困难，应采用5L/s流量的气压给水设备供给l0min的初期用水量。因此，用气压给水设备取代屋顶消防水箱应在一定允许范围内。在实际应用中，应尽量采用高位水箱供应火灾初期十分钟的消防用水，在高层建筑及严重危险级的建筑物中，不允许用气压水罐代替消防水箱，只能靠消防水箱供给初期消防用水。

5 消防水箱的设置高度
     在实际工程设计中，由于受建筑造型、结构设计的限制，高位消防水箱的设置高度常常不能满足规范规定的静压要求。分两种情况:
     一种情况是局部为钢结构屋顶的建筑物，因为考虑到承重能力，未将消防水箱设置在顶层，而设置在钢筋混凝土结构的间层，用提高增压水泵扬程的办法，满足最不利点喷头或消火栓的工作压力要求。这样做使消防水箱成了中间水池，不能依靠重力向消防系统管道供水。
     另一种情况是将消防水箱设置在屋顶，但未设其他增压设施，消防水箱的高度不能保证最不利点消火栓或喷头的水量和水压的要求(主要是顶层或顶层以下的二、三层)。
     在这两种消防水箱高度不能满足静压要求时，应设增压设施。设置增压设施的目的主要是在火灾初期时，消防水泵启动前解决最不利点消火栓和自动喷水灭火系统的水压要求。对于一类高层建筑和重要的建筑物，火灾造成的损失巨大，防火要求高，应尽量采用气压罐增压设施解决顶部几层的压力需求，且增压泵应设置备用泵，以提高使用的可靠性；对于二类高层建筑和普通危险级的建筑物，由于受场地、资金等条件的限制，可考虑只设增压泵，但在选用增压泵产品时应确保质量。

6  共用深圳高位水箱的误区                               
    现行的《高规》对高层建筑群消防水箱的设置并没有给出明确的规定,一些设计人员为了减少设备投资、土建投资，为了不影响建筑群的整体美观，就让建筑群共用高位水箱，不顾建筑群的具体情况随意设置。在实际设计工作中,常常因设计人员和审图人员理解不同或消防主管部门要求不同产生偏差,或偏安全增加投资,或不足存在先天火险隐患,即使是设计人员认为从系统保证来说完全可以满足消防要求,但由于没有明确的条款而不能实施。
    从当前部分应用实例来看，让高层建筑群共用高位消防水箱是可行的，但在设置上还有一定的条件。应在高层建筑群中最高的建筑物上设消防水箱,或者说按竖向分区设置消防水箱时,设置水箱的建筑物每个分区的消防水箱均应高于其它建筑物。