CN204898782U - 供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统 - Google Patents

供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，包括：室外消防取水口供水箱、消防水池、室外消火栓系统水泵、室外取水口、消防联动控制器和消防泵控制柜。优点为：(1)本技术通过消防水池和室外消防供水箱组合式设计形式，将消防水池和消防泵房放置在地下二层或地下三层，仅在地下一层占用一小部分建筑面积放置室外消防供水箱，通过室外消防供水箱连接到室外的取水口或取水井，满足规范中吸水高度的要求。(2)通过增设流量开关，在火灾时，通过流量开关专线连锁启动室外消火栓系统水泵，达到为室外消防灭火供水的目的。

Description

供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统
技术领域
本实用新型属于建筑给排水设计技术领域，具体涉及一种供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统。
背景技术
2015年5月1日实施的《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)中8.1.2条：民用建筑、厂房、仓库、储罐(区)和堆场周围应设置室外消火栓系统。室外消火栓系统分为低压室外消防给水系统，高压或临时高压室外消防给水系统。建筑物室外宜采用低压室外消防给水系统，低压消防给水系统一般为生活、消防合用的室外给水管线。当园区从市政引入自来水时，从不同道路上引入两根市政给水管，实现双路消防给水。当其中一条进水管发生故障时，其余进水管应仍能保证全部用水量。当市政无法实现两路消防供水时，消防水池应贮存室外消防用水量。
2014年10月1日实施的《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)(以下简称《消规》)中4.3.7条：储存室外消防用水的消防水池或供消防车取水的消防水池，应符合下列规定：1，消防水池应设置取水口(井)，且取水高度不应大于6.0m；2，取水口(井)与建筑物(水泵房除外)的距离不宜小于15m。5.5.12条：消防水泵房应符合下列规定：附设在建筑物内的消防水泵房，不应设置在地下三层及以下，或室内地面与室外出入口地坪高差大于10m的地下楼层。本条为强制性条文，必须严格执行。火灾发生时，为便于消防队员及时到达，所以对消防水泵房的位置做的规定。在设计中，泵房一般和消防水池位于同一层中。所以消防水池的底面标高基本上就是泵房的地面标高。
6.1.3条：建筑物室外宜采用低压消防给水系统，当采用市政给水管网供水时，应符合下列规定：应采用两路消防供水，除建筑高度超过54m的住宅外，室外消火栓设计流量小于等于20L/s时可采用一路消防供水；
6.1.5条：消防车从消防水池取水向建筑供应室外消防给水时，应符合下列规定：供消防车取水的室外消防水池的每个取水口宜按照一个室外消火栓计算，且其保护半径不应大于150m。消防水池要供消防车取水时，一台消防车发挥最大供水能力时的供水距离为150m，所以规定了消防水池的保护半径为150m。
现有技术中，随着城市中的用地越来越紧张，对于单体公共建筑、城市综合体等，其地下部分经常是二层或三层，地下一层成为其重要的商业场所，建设方经常把与室外消火栓系统水泵和消防水池等设备站房设置在建筑物的最底层，以利用地下的箱式基础，符合结构专业的设计要求，可以达到节省工程材料，降低工程造价的目的。
然而，当室外消火栓系统水泵和消防水池设置在建筑物的最底层时，消防水池其池底标高与室外地坪高差则大于5米以上，即消防水池的水深保证不了消防车取水高度的要求。目前的做法为：室内消防水池和室外消防水池分别设置，室外消防水池位置位于室外绿地地下或楼座的地下一层，满足消防车的消防取水的要求。
7.3.2条，建筑室外消火栓的数量应根据室外消火栓设计流量和保护半径经计算确定，保护半径不应大于150m，每个室外消火栓的出流量宜按10/s～15L/s计算。7.3.3条，室外消火栓宜按照建筑周围均匀布置，且不宜集中布置在建筑一侧，建筑消防扑救面一侧的室外消火栓数量不宜少于2个。以居住小区为例，一个建筑面积30万平米左右的高层住宅小区，占地面积一般在8万平米左右，室外消防水池的位置不可能正好位于小区内中心位置，所以除了在消防水池外设置取水口(井)，泵房内还应设置室外消火栓泵组，室外消防系统采用临时高压消防系统，室外消火栓管网在园区内环状布置，室外消防环网结合消防车道、扑救场地、消火栓距离要求设置一定数量的室外消火栓。取水口相当于一个室外消火栓。取水口和室外消火栓联合使用，使建筑均在二者的保护半径内。如果分别设置消防水池，室外消防水池的大小和个数还要根据当地消防局的规定来设置。
关于取水口(井)的做法，四川省公安消防总队文件《四川省民用建筑消防水池设计的补充技术措施》中4.5规定：消防水池取水井的井径不宜小于700mm，消防水池储水应能全部重力自流至取水井内，连通管管径不应小于300mm，取水井应加盖并设检修爬梯。图集12YS4中“消防水池取水口做法”阀门井的深度根据冰冻深度的不同，在1m～2m之间。取水口采用DN400的给水球墨铸铁管。水泵进水口的取水高度，受取水管阻力、气蚀余量和大气压力的影响。为保证消防车可靠取水，对于大气压力超过10米水柱的地区，消防车取水口的取水高度不应大于6米。有关海拔高度与最大取水高度的关系，可以参加原《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)8.6.2条中条文解释中表27“海拔高度与最大取水高度的关系”。由于消防车内消防水泵进口中心线离地面的高度已知(一般为1m)，因而消防水池最低水位低于取水口处消防车道的最大高度可以计算得出。
以往的室外消防给水采用临时高压制系统时，一般没有消防稳压泵稳压，火灾发生时，消防队员或值班人员接到火灾信号时，现场手动启动室外消火栓泵，造成供水的延误，对灭火很不利。在《消规》6.1.7条：独立的室外临时高压消防给水系统宜采用稳压泵维持系统的充水和压力。该条不是强制性条文，并且采用“宜”设置，对于如何设置稳压规范中没有提到。如果按照室内消防系统的稳压做法，需要设置屋顶高位消防水箱，消防水箱的稳压管连接到室外临时高压消防给水系统，火灾发生时，根据管网中水压信号传输到消防控制室中，联动启动室外消火栓泵。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，可有效解决上述问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型提供一种供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，包括：室外消防取水口供水箱、消防水池、室外消火栓系统水泵、室外取水口、消防联动控制器和消防泵控制柜；
所述室外消防取水口供水箱设置于地下一层位置，所述室外消防取水口供水箱通过重力流管道连通到所述室外取水口；并且，在位于所述室外消防取水口供水箱内的重力流管道上设置有流量开关；
所述消防水池设置于地下二层或三层位置，所述室外消火栓系统水泵的进水口与所述消防水池连通，所述室外消火栓系统水泵通过输水管道连接至室外消火栓环网；并且，从所述输水管道引出输水支管，该输水支管的出水口位于所述室外消防取水口供水箱的内部，在所述输水支管安装有液压水位控制阀；
另外，所述流量开关具有两个输出端子，第1输出端子电气连接到所述消防联动控制器的输入端；第2输出端子电气连接到所述消防泵控制柜的输入端；所述消防联动控制器的输出端与所述消防泵控制柜的输入端电气连接；所述消防泵控制柜的输出端与所述室外消火栓系统水泵的输入端电气连接。
优选的，所述室外取水口为钢筋混凝土结构的阀门井。
优选的，所述阀门井的井内径为1.2～1.5米，井深2米以内。
优选的，在所述阀门井的井壁上方或阀门井旁边还设置有用于现场启动室外消火栓系统水泵的启动按钮。
优选的，所述室外消火栓系统水泵的设置数量为两个，一个为主用室外消火栓系统水泵，另一个为备用室外消火栓系统水泵。
优选的，每个所述室外消火栓系统水泵的输水管道设置数量为两个，分别为第1输水管道和第2输水管道；所述第1输水管道和所述第2输水管道均连接至室外消火栓环网；
并且，从所述第1输水管道引出第1输水支管，该第1输水支管的出水口位于所述室外消防取水口供水箱的内部，在所述第1输水支管安装有第1液压水位控制阀；
从所述第2输水管道引出第2输水支管，该第2输水支管的出水口位于所述室外消防取水口供水箱的内部，在所述第2输水支管安装有第2液压水位控制阀。
优选的，还包括水箱溢流管；所述水箱溢流管的一端与所述消防供水箱连通，所述水箱溢流管的另一端位于所述消防水池的上方。
优选的，所述消防联动控制器安装于消防控制室；所述消防泵控制柜安装于消防泵房。
优选的，所述消防联动控制器配置有报警器。
本实用新型提供的供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统具有以下优点：
(1)本技术通过消防水池和室外消防供水箱组合式设计形式，将消防水池和消防泵房放置在地下二层或地下三层，仅在地下一层占用一小部分建筑面积放置室外消防供水箱，通过室外消防供水箱连接到室外的取水口或取水井，满足规范中吸水高度的要求。
(2)通过增设流量开关，在火灾时，通过流量开关专线连锁启动室外消火栓系统水泵，达到为室外消防灭火供水的目的。
附图说明
图1为本实用新型提供的供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统的结构示意图；
其中，1-地面；2-阀门井；3-混凝土支墩；4-启泵按钮；5-建筑物外墙；6-流量开关；7-旋流防止器；8-室外消防取水口供水箱；9-液压水位控制阀；10-溢流管；11-室外消火栓；12-室外消火栓环网；13-室外消火栓系统水泵；14-消防水池；15-用于接自给水管网的阀门；16-消防控制室；17-消防泵房；18-消防联动控制器；19-手动控制盘。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明：
目前，如果将贮存室外消防用水量的消防水池设置于地下二层或三层时，供消防车取水的取水口不能满足消防车6米的取水高度，因此，不利于消防车取水。
为解决上述问题，本实用新型提供一种供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，如图1所示，包括：室外消防取水口供水箱、消防水池、室外消火栓系统水泵、室外取水口、消防联动控制器和消防泵控制柜；
其中，所述室外消防取水口供水箱设置于地下一层位置，所述室外消防取水口供水箱通过重力流管道连通到所述室外取水口；并且，在位于所述室外消防取水口供水箱内的重力流管道上设置有流量开关；
所述消防水池设置于地下二层或三层位置，所述室外消火栓系统水泵的进水口与所述消防水池连通，所述室外消火栓系统水泵通过输水管道连接至室外消火栓环网；并且，从所述输水管道引出输水支管，该输水支管的出水口位于所述室外消防取水口供水箱的内部，在所述输水支管安装有液压水位控制阀；
另外，所述流量开关具有两个输出端子，第1输出端子电气连接到所述消防联动控制器的输入端；第2输出端子电气连接到所述消防泵控制柜的输入端；所述消防联动控制器的输出端与所述消防泵控制柜的输入端电气连接；所述消防泵控制柜的输出端与所述室外消火栓系统水泵的输入端电气连接。
由此可见，本实用新型中，将消防水池设置于地下二层或三层位置，在消防水池上方的地下一层靠近室外位置设计一个室外消防取水口供水箱，类似屋顶水箱间，室外消防取水口供水箱和室外取水口之间的管道安装有流量开关，参照《消规》中11.0.4条室内消火栓系统的做法，在连通取水口的连通管上设置流量开关，流量开关位于室外消防水箱间内。
消防泵房的室外消火栓系统水泵出水环管连接至室外消火栓环网，在室外消火栓系统水泵的输水管道上，引出一条连通到室外消防取水口供水箱的输水支路。
其工作原理为：
当建筑物发生火灾时，室外消防车到达火场后，人员打开室外阀门井，消防车从取水口内抽水而使用室外消防取水口供水箱中的储水，因此，建筑物地下一层的室外消防取水口供水箱内的连通管上设置的流量开关产生触发信号，该触发信号同时传输给消防联动控制器和消防泵控制柜；
在正常情况下，当消防联动控制器接收到触发信号后，产生报警信号，通知相关工作人员；当消防泵控制柜接收到触发信号后，消防泵控制柜直接启动室外消火栓系统水泵，室外消火栓系统水泵动作后，一方面，由于在室外消防取水口供水箱中设置有液压水位控制阀，因此，在消防车从取水口内抽水而使用室外消防取水口供水箱中储水的过程中，会导致室外消防取水口供水箱中的水量减少，而由于室外消火栓系统水泵的输水管道上引出连通到室外消防取水口供水箱的输水支管，因此，只要当室外消防取水口供水箱中的水位低于一定的限值时，室外消火栓系统水泵立即向室外消防取水口供水箱输水，保证室外消防取水口供水箱的水位维持在最大值，从而保证消防车从取水口中可以持续取水；另一方面，由于室外消火栓系统水泵通过输水管道连接至室外消火栓环网，因此，室外消火栓系统水泵也持续向室外消火栓环网供水，保证消防用水需求。
在供水的初期，由于室外消火栓系统水泵的启动需要有一定的时间，其初期供水由室外消防取水口供水箱内的贮水供水，后期过程中，当室外消火栓系统水泵成功启动后，通过室外消火栓系统水泵持续向室外消防取水口供水箱供水，再通过室外消防取水口供水箱向取水口持续供水。
特殊情况下，当流量开关未成功触发消防泵控制柜，进而导致未成功启动室外消火栓系统水泵时，例如，流量开关发生故障，此时，出于灭火需求，仍然需要启动室外消火栓系统水泵，因此，本实用新型中，位于消防控制室的消防联动控制器可直接启动室外消火栓系统水泵，保证灭火用水需求。
本实用新型中，流量开关产生触发信号，通过消防泵控制柜直接连锁启动室外消火栓系统水泵，是这些消防系统自身通过专用线路完成的，此类控制不需要火灾自动报警系统参与。可靠性高于室外启泵按钮直接启泵的弱电信号。
基于上述描述的供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，为进一步提高系统的可靠性，还可以进行以下几点改进：
改进1：
室外取水口为钢筋混凝土结构的阀门井。阀门井的井内径为1.2～1.5米，井深2米以内。在所述阀门井的井壁上方或阀门井旁边还设置有用于现场启动室外消火栓系统水泵的启动按钮。
每个消火栓的出流量为10～15L/s，所以每个取水口(井)的供水流量按10～15L/s。对于民用建筑来说，室外消火栓最大设计流量是40L/s。也就是说室外设置消防车的取水口数量为1，2或者3个。按照规范要求，每个贮存室外消防用水量的消防水池至少做一个取水口(井)，室外消防水量依靠取水口(井)和室外消火栓共同来满足使用要求。
《消规》11.0.3条消防水泵应确保从接到启泵信号到水泵正常运转自动启动时间不应大于2min。根据一级和二级普通消防站的主要消防车辆的技术性能，水罐消防车的出水流量20～40L/s。故在水箱中贮存一定量的水对灭火是有益的。参照超高层建筑的中间转输水箱的做法，其储水有效容积按15min消防设计水量确定，即对于15L/s,25L/s,30L/s,40L/s的室外消防设计流量对应的室外消防供水箱的有效容积分别为：13.5m3,22.5m3,27m3,36m3。室外消防供水箱上设置连通管，供单个取水井的出水管管径不应小于300mm。
同时室外消防供水箱的水箱间应该参照《消规》5.2.5条：高位消防水箱间应通风良好，不应结冰，当必须设置在严寒、寒冷等冬季结冰低区的非采暖房间时，应采取防冻措施，环境温度或水温不应低于5度。
改进2：
每个所述室外消火栓系统水泵的输水管道设置数量为两个，分别为第1输水管道和第2输水管道；所述第1输水管道和所述第2输水管道均连接至室外消火栓环网；
并且，从所述第1输水管道引出第1输水支管，该第1输水支管的出水口位于所述室外消防取水口供水箱的内部，在所述第1输水支管安装有第1液压水位控制阀；
从所述第2输水管道引出第2输水支管，该第2输水支管的出水口位于所述室外消防取水口供水箱的内部，在所述第2输水支管安装有第2液压水位控制阀。
通过设置两个连通到室外消防取水口供水箱的输水支管，可防止一个输水支管堵塞后，无法及时向室外消防取水口供水箱供水的问题，提高整体系统的安全性和可靠性。
改进3：
还包括水箱溢流管；所述水箱溢流管的一端与所述消防供水箱连通，所述水箱溢流管的另一端位于所述消防水池的上方。溢流水重力自流返回消防水池内，达到不浪费水资源的目的。
以往的室外消防系统采用临时高压给水系统设计中，因为室外消火栓管网没有稳压装置室外消火栓泵通常都采用现场手动启动，火灾发生时，消防队员到消防泵房，现场启动室外消火栓泵，容易造成火场的控火和灭火的延误。本专利中将室内消防系统中的连锁启泵做法在室外消火栓系统中应用，利用室外消防供水箱连通管上的流量开关直接启泵，可靠性高。
规范中对消防水池在何种情况下设置取水口或取水井及其设置的位置、吸水高度有了要求，但是没有具体说明如何设置、采用什么形式。本实用新型采用室外消防供水箱和消防水池组合式的形式提供室外消防取水口，解决了消防水池位于建筑物地下二层或地下三层时，如果直接接出室外连通管做取水口或取水井而造成消防车吸水高度不能满足规范要求的问题。
本实用新型的优点如下：
(1)本技术通过消防水池和室外消防供水箱组合式设计形式，将消防水池和消防泵房放置在地下二层或地下三层，仅在地下一层占用一小部分建筑面积放置室外消防供水箱，通过室外消防供水箱连接到室外的取水口或取水井，满足规范中吸水高度的要求。
(2)通过增设流量开关，在火灾时，通过流量开关专线连锁启动室外消火栓系统水泵，达到为室外消防灭火供水的目的。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，其特征在于，包括：室外消防取水口供水箱、消防水池、室外消火栓系统水泵、室外取水口、消防联动控制器和消防泵控制柜；
所述室外消防取水口供水箱设置于地下一层位置，所述室外消防取水口供水箱通过重力流管道连通到所述室外取水口；并且，在位于所述室外消防取水口供水箱内的重力流管道上设置有流量开关；
所述消防水池设置于地下二层或三层位置，所述室外消火栓系统水泵的进水口与所述消防水池连通，所述室外消火栓系统水泵通过输水管道连接至室外消火栓环网；并且，从所述输水管道引出输水支管，该输水支管的出水口位于所述室外消防取水口供水箱的内部，在所述输水支管安装有液压水位控制阀；
另外，所述流量开关具有两个输出端子，第1输出端子电气连接到所述消防联动控制器的输入端；第2输出端子电气连接到所述消防泵控制柜的输入端；所述消防联动控制器的输出端与所述消防泵控制柜的输入端电气连接；所述消防泵控制柜的输出端与所述室外消火栓系统水泵的输入端电气连接。
2.根据权利要求1所述的供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，其特征在于，所述室外取水口为钢筋混凝土结构的阀门井。
3.根据权利要求2所述的供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，其特征在于，所述阀门井的井内径为1.2～1.5米，井深2米以内。
4.根据权利要求2所述的供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，其特征在于，在所述阀门井的井壁上方或阀门井旁边还设置有用于现场启动室外消火栓系统水泵的启动按钮。
5.根据权利要求1所述的供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，其特征在于，所述室外消火栓系统水泵的设置数量为两个，一个为主用室外消火栓系统水泵，另一个为备用室外消火栓系统水泵。
6.根据权利要求1所述的供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，其特征在于，每个所述室外消火栓系统水泵的输水管道设置数量为两个，分别为第1输水管道和第2输水管道；所述第1输水管道和所述第2输水管道均连接至室外消火栓环网；
并且，从所述第1输水管道引出第1输水支管，该第1输水支管的出水口位于所述室外消防取水口供水箱的内部，在所述第1输水支管安装有第1液压水位控制阀；
从所述第2输水管道引出第2输水支管，该第2输水支管的出水口位于所述室外消防取水口供水箱的内部，在所述第2输水支管安装有第2液压水位控制阀。
7.根据权利要求1所述的供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，其特征在于，还包括水箱溢流管；所述水箱溢流管的一端与所述消防供水箱连通，所述水箱溢流管的另一端位于所述消防水池的上方。
8.根据权利要求1所述的供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，其特征在于，所述消防联动控制器安装于消防控制室；所述消防泵控制柜安装于消防泵房。
9.根据权利要求1所述的供室外消防取水的消防水池和水箱组合式系统，其特征在于，所述消防联动控制器配置有报警器。
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