【摘要】对高位消防水箱设置高度和储水容积进行了分析，并提出高位消防水箱储存初期消防用水量按满足10min室内消火栓用水量和自喷用水量来计算更为合理。
【关键词】高位消防水箱；设置高度；储水容积；10min消防水量
1、高位消防水箱的设置
采用临时高压给水系统的室内消火栓系统和自动喷水灭火系统的建筑，应设高位消防水箱。高位消防水箱的主要作用是：提高临时高压消防给水系统的可靠性；提供系统准工作状态和火灾初期消防系统所需水压，保证火警发生后所需提供的初期消防用水量。
国内城市市政供水管网压力大多不能使消防系统处于常高压状态，一般建筑单体内消防系统均采用临时高压给水系统。而临时高压给水系统给水可靠性较低，采用该系统的建筑应设高位消防水箱。消防水箱的有效容积应满足初期火灾消防用水量的要求。
《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）5.2.1条规定临时高压消防给水系统的高位消防水箱的有效容积应满足初期火灾消防用水量的要求，并应符合下列规定：1.一类高层公共建筑，不应小于36m3，但当建筑高度大于100m时，不应小于50m3，当建筑高度大于150m时，不应小于100m3；2.多层公共建筑、二类高层公共建筑和一类高层住宅，不应小于18m3，当一类高层住宅建筑高度超过100m时，不应小于36m3；3.二类高层住宅，不应小于12m3；4.建筑高度大于21m的多层住宅，不应小于6m3；5.工业建筑室内消防给水设计流量当小于或等于25l/s时，不应小于12m3，大于25l/s时，不应小于18m3；6.总建筑面积大于10000m3且小于30000m3的商店建筑，不应小于36m3，总建筑面积大于30000m3的商店，不应小于50m3，当与本条第1款规定不一致时应取其较大值。第5.2.2条规定高位消防水箱的设置位置应高于其所服务的水灭火设施，且最低有效水位应满足水灭火设施最不利点处的静水压力，并应按下列规定确定：1.一类高层公共建筑，不应低于0.10MPa，但当建筑高度超过100m时，不应低于0.15MPa；2.高层住宅、二类高层公共建筑、多层公共建筑，不应低于0.07MPa，多层住宅不宜低于0.07MPa；3.工业建筑不应低于0.10MPa，当建筑体积小于20000m3时，不宜低于0.07MPa；4、自动喷水灭火系统等自动水灭火系统应根据喷头灭火需求压力确定，但最小不应小于0.10MPa；5.当高位消防水箱不能满足本条第1款～第4款的静压要求时，应设稳压泵。
2、高位消防水箱设置高度
笔者在多个项目的设计中遇到无论该高位消防水箱是否采用增压设施，均要求将消防水箱设置在建筑物的最高处。
在高层建筑工程中，若要满足最不利点消火栓静水压力至少不应低于0.07MPa，自动喷水灭火系统等自动水灭火系统应根据喷头灭火需求压力确定，但最小不应小于0.10MPa；则建筑顶层的层高需要至少10m或者将屋顶水箱的最低水位抬高到满足要求。而喷头的工作压力属于动压，计算时需要考虑水头损失，由于自动喷水灭火系统稳压管需接在报警阀前，一般情况下管段较长，水头损失较大，此时若考虑重力流来保证最不利处喷头的出水，水箱的高度要求会更高，这在绝大部分的工程中是不可能实现的。因此，大部分工程都采用增压设施来保证消防系统的压力。增压设施由增压泵及气压水罐组成。
当采用增压设施来维持消防系统的压力，说明即使此时高位水箱位于建筑最高处，但靠水的重力流也无法满足消火栓以及最不利处喷头的出水。因此，此时高位消防水箱是否设在建筑物的最高处已无关紧要，除了能减少一些增压设施所需压力外，已经失去了其安全可靠方面的意义。另外建筑专业有时为了达到一定的里面效果和造型需要，也不希望在屋顶上有功能用房。此时高位消防水箱的位置可根据建筑专业的要求进行调整，将其设置在顶层等位置，在满足建筑专业要求的情况下尽量设置在高处。
3、高位消防水箱的容积
设置高位消防水箱的目的是在消防队未赶到火场前， 利用水箱向室内消防系统供水， 进行自救。我国现行的规范规定为保证扑灭初期一般要求按10min 室内消防用水量设计消防水箱的容积。
《自动喷水灭火系统设计规范》（2005 版）10.3.1 条规定： 采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统， 应设高位消防水箱， 其储水量应符合现行有关国家标准的规定。10.3.2 条规定：不设高位消防水箱的建筑， 系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积， 应按系统最不利处4 只喷头在最低工作压力下的10 min 用水确定。但是在计算高位消防水箱的容积时按整个建筑的喷淋设计水量的10 min 用水确定。
以河南省某堪察设计院有限公司白沙分院办公楼为例，该建筑地上十九层为办公楼，地下二层为车库，建筑高度74.1米，一类公建，室内消火栓用水量为40L/S，室外消火栓用水量为30 L/S，自喷用水量为30 L/S。室外用水量由市政管网来保证，室内消火栓系统、自动喷水系统采用临时高压系统，由屋面消防水箱和稳压装置保证其初期水量和压力。水箱有效容积V=qx600/1000，其中q为消火栓系统和自喷系统的消防用水量，V=（30+40）X10X60/1000=42m3，完全满足《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）5.2.1条第一款一类高层公共建筑，不应小于36m3的规定。
4、管道布置
按《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2015）要求，消防水箱应设进水管、出水管、溢流管、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，即dn=（4q/3.14v）0.5其中q：m3/s，v：m/s。对消火栓系统而言，水箱出水管经增压后，可以直接与消火栓管网连接，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，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，更不会发出电信号启动喷淋泵，从而使管网内的水源得不到充分的保证。为了避免消防水泵开启后水经供水管网进入消防水箱，消防水箱的出水管上还应设逆止阀，以阻止水进入消防水箱并保证消防水泵的开启时维持管网压力。
5、小结
当采用临时高压消防给水系统时，高位消防水箱可以不放在建筑物的最高处而是高于所服务的消火栓或喷头的屋面上；高位消防水箱储存初期消防用水量按满足10min室内消火栓用水量和自喷用水量来计算更为合理。
参考文献
[1]《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-20142
[2]《建筑设计防火规范》GB50016-2015
[3]《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）
[4]孙明利，浅谈高位消防水箱设置问题。中国科技博览，2010，（32）
