消防水池取水口位置及数量设计探讨

消防水池取水口位置及数量设计探讨

赵小云

（中国建筑上海设计研究院有限公司  上海 200062）

摘要：消防取水口是储存室外消防用水的消防水池的重要构筑物，取水口设置的合理与否直接关系到建筑消防安全。取水口的数量应满足室外消防水量及停靠的消防车数量要求，位置应兼顾消防车取水便利性、与水池连通管的敷设、海拔高度等要求，取水口的数量和位置应确保消防车载泵火灾时能正常取水。由于不同地区火灾救援措施及救援能力不同，对取水口设计的要求不同，因此取水口的设计除满足国标规范要求外，还应满足项目所在地现行的消防要求。

关键词：消防水池；室外消火栓系统；消防取水口

0引言

随着建筑功能及用途日趋复杂，消防事故造成生命和财产损失也越发严重，从设计到使用全过程的消防问题逐渐引起重视。消防水灭火系统主要包括室内、外消火栓系统、自动喷水灭火系统等，火灾时一种或几种消防系统启动灭火。当市政给水管网不完善，水压或水量无法保证室外消防给水系统所需流量时，消防水池应储存消防用水量不足部分。消防取水口是火灾时消防车取水的重要渠道，取水口的设置对成功灭火至关重要。因不同地区对规范执行要求有差异，消防取水口设计要求不同，本文结合现行国家规范及国内部分地区的消防设计要求，对消防取水口做法进行分析比较，为工程设计提供一定的借鉴作用。

1消防取水口设置规范要求

消防取水口包括室内消防水池取水口、天然水源消防取水口等，本文主要讨论从室内消防水池取水的取水口设置（下文简称“取水口”）。一般情况下，储存室外消防用水的消防水池应设置消防取水口，火灾时消防车通过取水口从消防水池取水通过水泵接合器供室内消防系统用水，取水口设置合理与否，是灭火成功的关键因素之一。

根据GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》[1]（以下简称“消水规”）4.3.7条规定：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，应符合两条规定：（1）消防水池应设置取水口（井），且吸水高度不应大于6.0m；（2）取水口（井）与建筑物（水泵房除外）的距离不宜小于15m。本条文对消防取水口的设置位置提出了具体要求，第（1）条对吸水高度的要求是为了满足消防车车载泵吸水，一般情况下吸水高度约等于消防车载泵中心线与消防水池最低有效水位的高差，方案阶段可采用此高差评估消防水池设置的合理性。第（2）条取水口与建筑物距离不能过近，火灾时建筑物玻璃幕墙、外墙围挡物等掉落会导致消防车及救援人员无法靠近取水口取水，进而影响救援效率，同时会威胁救援人员的生命安全。

2消防取水口的设置位置

吸水高度是消防车载泵与水池最低有效水位的高差，消防水池应保证其最低有效水位低于消防车内消防水泵吸水管中心线的高度不大于消防水泵所在地的最大吸水高度，实际工程中不同地区海拔高度、大气压强、温度、消防车配置情况不同，吸水高度应根据实际情况计算修正，海拔高度与吸水高度的关系见表1。

表1 海拔高度与最大吸水高度的关系[2]

表1中随着海拔高度升高大气压下降，最大吸水高度下降，高海拔地区的消防取水口设计应特别关注这一影响因素，否则会导致取水时消防车载泵无法成功取水。最大吸水高度可以根据项目所在地的海拔高度结合表1采用内插法计算，也可采用实际测得数据作为设计依据。

对于海拔高度300m以下的区域，假设车载泵吸水管中心线距离消防车道所在地面高差1.0m，则水池最低有效水位与消防车道的高差应小于5.0m，此时是不考虑消防车吸水时管道损失的理想情况。实际工程中为了最大限度的利用地下一层的面积，同时出于结构荷载方面的考虑，消防水池设置在地下二层的情况很常见，此时消防取水口的高度必然大于6.0m，对于这种情况有三种解决办法[3]：①在室外消火栓泵的出水管处另设一个小环路（此环路和室外消火栓环网通过阀门隔开），引至消防车道边接室外消火栓（作为消防取水口）；②设专用消防提升泵，提升至小于6m；③消防车进入地下室。

由于地下室净空高度限制，消防车一般无法进入地下室，因此方案③在现实中难以实现，本文不做讨论。方案②需要在消防泵房或消防水池内设置满足室外消防流量的专用提升泵，火灾时起到转输供水的作用，取水井内应设置提升泵控制按钮，需要电气专业设计提升泵的供电及联动系统[4]，采用此方法时应注意提升泵的启泵方式及启泵顺序，应在车载泵启泵之前启动且不能自动停泵。方案①与方案②原理相同，室外消火栓泵兼做提升泵的用途，与方案②相比节省了一套泵组，但增加一套管路系统，工程设计中根据实际情况对比两种方案的安全性及经济型。

2.1 消防水池顶板上直接设置消防取水口

当消防水池独立在室外埋地设置或消防水池部分位于主楼外且位于绿化区域正下方时，可在水池顶板开洞或借用检修人口作为取水口，此时取水口应设置带锁井盖且高出地面200~300mm，防止雨水倒灌，并防止无消防权限人员擅自使用。图1为取水口直接设置在消防水池顶板上的情形，武汉某项目消防取水口平面图，消防水泵房室外埋地独立敷设，消防水池正上方为景观绿地，在水池顶板上设置1.0m×1.0m的检修人孔兼消防取水口，室外地面相对标高0.00，水池最低有效水位-4.6m，满足吸水高度不大于6.0m要求。这种做法简单且取水方便，但工程中多数消防水池位于主楼下方的地库内，水池正上方无法直接开洞设置取水口。

对于消防水池设置在地下一层的工程，设计前期可与土建专业协商，在地下室轮廓凸出主楼轮廓区域的下方设置消防水池，此时可在地下室顶板开洞作为消防取水口，但消防取水口距离主楼、水泵接合器的距离应满足规范要求。

图1 取水口直接设置在消防水池顶板上

2.2通过连通管连接设置消防取水口

当消防水池位于建筑单体下方，水池正上方无法直接开设取水口时，需要设置连通管将水池与取水口连接，消防水池位置不同，连接方式也略有差异。

对于无地下室的建筑，消防水池及水泵房通常设置与地上一层，如图2所示，连通管需要穿越其他房间底板下与取水口连接，为避免连通管因埋在底板下后期无法维护检修，连通管穿越区域可以设置管沟或采取局部降板的形式。消防水池最低有效水位高于室外地坪标高，室外设置消防取水口的高度可以满足消防车取水高度的要求，消防取水口与水池之间采用连通管连接。

图2 无地下室时消防取水口与消防水池连接

对于有地下室的建筑，消防水池及水泵房设置在地下建筑内是工程中最常见的情况。消防水池位于地下建筑中间区域时，当消防水池位于最底层时，连通管部分敷设在结构底板内，出地下室外墙后与取水口连接，与图2所示的情形存在同样的问题，在结构底板内敷设的连通管较长时，消防车吸水管的损失较大，且因埋在结构底板内后期维修更换难度较大，设计前期应与建筑、结构专业协调尽量避免此类情况。当消防水池下方仍有建筑空间时，连通管在消防水池底板下的结构梁下方敷设，出地下室外墙后与取水口连接，此方式应注意连通管过长的水头损失问题，计算吸水高度时不能直接忽略。

消防水池池壁与建筑外墙共用时，连通管穿外墙后室外埋地敷设与取水口连接，如图3所示，此种做法适用于消防水池靠近地下室外墙且顶板无法设取水口的情形，优点是取水井的位置可根据室外情况灵活选择。

图3 连通管取水剖面图

取水口的位置应便于消防车取用，尽量位于消防车道或消防登高场地附近的绿地内。消防水池与取水口之间的连通管管径应经计算确定，车载消防泵是安装在车底盘上的无动力消防泵，泵的吸程是影响消防车取水的关键参数。消防车自带DN150的吸水管和DN300滤水器，当消防车水泵配置泵最大吸深7m时，车载泵距地面1.0m，消防水池最低水位为-5.0m，剩余管路损失应控制在1.0m内[5]。连通管距离地面的高度应小于等于5m，且管顶应低于消防水池及取水口最低有效水位。当消防水池最低有效水位与取水口所在地面之间的高差为4.0m（H1）时，连通管采用球墨铸铁管，假设连通管总长30m，消防车车载泵吸水坑距离地面1.0m（H0），消防车出水流量40L/s，连通管局部水头损失是沿程水头损失的10%，连通管总水头损失Hf≤6.0m-H1-H0=1.0m，可计算得连通管管径应大于等于DN200，需要注意的是在高海拔地区计算连通管管径应根据实际情况进行修正。实际设计中连通管管径一般按不小于DN400的经验取值，取水井有效容积按不小于消防车载最大一台泵3min的流量确定[4]，如经计算满足吸水要求时管径小于DN400，可按计算结果设计。

3消防取水口的设置数量

“消水规”6.1.5条规定“供消防车吸水的室外消防水池的每个取水口宜按一个室外消火栓计算，且保护半径不宜大于150m。”，当消防水池储存室外消防用水时，即使设有消防水泵，消防水池也要设取水口，一台消防车取水时取水口尺寸1.0m×1.0m，两台消防车取水时取水口尺寸1.0m×1.5m[2]。

对于一些占地面积较小且无特殊消防要求的项目，建筑在消防取水口150m保护范围内，且水泵接合器距离取水口小于40m，取水口数量能满足室外消火栓设计流量要求，同时满足以上条件时消防取水口可充当室外消火栓的作用，无需设置室外消火栓泵及对应的管道系统，可节约设备及土建施工成本。但对于占地面积较大的住宅小区、工业厂房，以及功能较为复杂的综合体建筑，仍应按照要求设置室外消火栓。根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）8.1.2条“耐火等级不低于二级且建筑体积不大于3000m3戊类厂房，居住区人数不超过500人且建筑层数不超过两层的居住区，可不设置室外消火栓系统”[6]。除条文规定的建筑，其他均应设置室外消火栓系统，结合上文所述在消防取水口150m保护范围内的建筑，如果不满足8.1.2条要求，也应按要求设置室外消火栓系统。

4不同地区消防取水口设置要求

不同地区的城市配套设施、消防安全管理要求不同，消防救援能力有差异，因此对消防设计及规范实施要求也不同，下文针对部分地区取水口的设置要求进行了对比分析。

江苏省消防设计审查验收常见技术难题解答[7]中要求，当消防水池设置2格连通时，每格均应设置消防取水口，取水口数量应根据室外消火栓设计流量及场地可停靠消防车数量确定，对于有效容积大于500m3的消防水池，至少应设置2个消防取水口。如果建筑在取水口150m保护范围内且取水口距消防水泵接合器不大于40m，且取水口数量满足室外消火栓设计流量要求时，可不设置室外消火栓系统。除规范要求必须设置室外消火栓系统的情况，其他情况下江苏省项目可按此要求执行。

浙江省消防技术规范难点问题操作技术指南（2020版）[8]规定，当建筑周围150m范围内有市政直供室外消火栓时，消防水池可不设置消防取水口，当建筑靠近市政道路且在市政消火栓保护范围内时，此时可不设置消防取水口。此要求与江苏省要求有所不同，两地对消防设施安全性的考虑不同，江苏省要求在特定情况下消防取水口可取代室外消火栓，而浙江省则相反。笔者认为消防取水口的水位比市政水压稳定，取水口供水的可靠性高于市政消火栓，但取水口一般靠近建筑单体，火势较大时消防车难以靠近取水口导致取水不便，基于以上考虑，笔者建议当室外消火栓采用水池-泵组加压供水时，应设置消防取水口，辅以周围可利用的市政消火栓，确保能快速灭火。

陕西省建筑防火设计、审查、验收疑难问题技术指南[9]要求消防水池分格或分座时，每格或每座均应设置取水口，且取水口的总数要满足室外消火栓设计流量。当室外消火栓设计流量40L/s时，应至少设置3个消防取水口（每个消防取水口流量按15L/s计，），此时若消防水池分2格，其中一格设一个消防取水口，另一格则需设置两个取水口。但工程实际中，消防取水口的位置不仅要满足规范要求，而且要考虑安全美观问题，故取水口的数量以少为宜。对于一格（座）消防水池需设置多个取水口的情况，陕西省要求可放大取水口尺寸，满足消防车取水量要求即可。当建筑在消防取水口150m保护半径范围内时，可从指南中推测此时无需设置室外消火栓系统，消防取水口可作为室外消火栓使用，此要求同江苏省。

从上述分析中可知不同地区在取水口设置要求上有差异，设计人员在按国家规范设计的基础上也应满足地方要求，前期可征询项目所在地的消防或图审部门对取水口设计是否有特殊要求，确保消防取水口的设置位置和数量满足火灾救援要求。

5结语

本文分析了现行消防规范对消防取水口的数量及位置要求，结合工程实际中消防取水口设计案例，比较了几种不同消防取水口设置方式的适用情形。同时对不同地区消防取水口设置要求进行了对比和分析，在实际工程设计中应因地制宜，在满足当地要求及国标规范的基础上，提高系统的安全性，同时也应适当兼顾经济、美观等要求合理设置消防取水口。

参考文献：

[1] GB50974-2014消防给水及消火栓系统技术规范[S].

[2] 赵锂，陈怀德，姜文源.《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014实施指南（修订版）[M].北京：中国建筑工业出版社.2016.

[3] 赵国平，张慧玲.《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014解读及应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[4] 任向东，邵忆. 消防水池取水口及取水井设置的思考[J]. 给水排水,2012(38):125-127.

[5] 曹亚峰，穆丹琳.关于消防取水口设计的探讨[J]. 消防届,2019(18):27-29.

[6] GB50016-2014（2018年版）《建筑设计防火规范》[S].

[7] 江苏省住房城乡建设厅, 苏建函消防〔2021〕171号,江苏省建设工程消防设计审查验收常见技术难点问题解答.2021-04. http://jscin.jiangsu.gov.cn/art/2021/4/28/art_49384_9772433.html.

[8] 浙江省消防救援总队，浙消[2020]166号，浙江省消防技术规范难点问题操作技术指南（2020版），2020-12-30. http://zjxf.zj.gov.cn/art/2021/1/6/art_1229454601_551.html.

[9] 陕西省住房和城乡建设厅, 陕建消发〔2021〕8号，陕西省建筑防火设计、审查、验收疑难问题技术指南，2021-04-01. https://js.shaanxi.gov.cn/zcfagui/2021/3/112112.shtml.

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