广西富迪嘉消防设施维护保养有限公司
摘要：本文具体分析地下建筑设置消防排水的范围，结合过往的实践与经验分对报警阀组机房、消防泵房、消防水池、消防电梯底部以及设置水灭火设施地下室消防排水量的措施进行探讨，为地下建筑消防排水的设计提供参考。
关键词：地下建筑；水灭火设施；消防排水问题；设计措施
伴随着我国城市化进程的加快，很多城市建筑已充分利用地下空间进行拓展，满足人们更高的需求。地下建筑规模与功能也日趋复杂化，比如大型地下车库、商业中心等等，但设计建设中又要充分考虑到地下空间封闭性的特点，空气流通效果差，这些不利因素容易引发火灾，且救援难度也大，所以要更全面地做好消防系统灭火和排水的相关工作。
1.地下建筑消防排水的范围分析
地下建筑广泛使用的水灭火设施有消火栓和自动喷水灭火系统。地下建筑消防系统测试或火灾发生时，消防水设施产生的消防废水不能自流排出，如果大量的消防废水不能及时排出，会造成测试或灭火用水四处排放，对建筑内的设备和装修造成损坏，经济损失增大，甚至影响建筑结构安全。如果汇集于变配电用房和消防泵房，将会影响火灾时消防灭火设施的正常使用，引发次生灾害，因此地下建筑应设置排水设施。根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（简称“水消规”）和《自动喷水灭火系统设计规范》（简称“喷 规 ”），消防排水主要包括消防测试排水和灭火排水，地下建筑设置消防排水设施的范围有：设有水灭火设施的地下室、消防电梯底部、报警阀组机房、消防泵房及消防水池[1]。
2.消防排水水量的计算
2.1水灭火设施的试验排水量计算分析
根据“水消规”，设有室内消火栓的建筑应设置试验消火栓，设在水力最不利且便于使用和排水处，主要目的是通过试验消火栓测试消防水枪的充实水柱高度是否满足设计要求。
室内消火栓消防水枪喷嘴为16mm时，消防测试排水量为4.2L/s，19mm时排水量为5.7L/s。试验消火栓可设置在生产生活排水设施附近，便于排水。用于排出试验消火栓用水的排水管不应小于DN125。根据“喷规”，为测试自喷系统供水流量和压力是否满足设计要求，保证自喷系统的报警阀、水力警铃、压力开关能够及时动作并反馈信号，需要对自喷系统定期测试。报警阀、试水阀和末端试水装置处应设置排水设施。有人认为报警阀的最大排水量发生在利用试水阀泄空系统管网中的水量时，报警阀测试排水量按≤5.0L/s设计。当报警阀组设置在消防泵房时可与泵房合用排水设施，当独立设置时，用于报警阀组排水的管径不宜小于DN100。自喷管网试水阀和末端试水装置的排水应采取孔口出流的方式，排水管径不宜小于DN75。为测试消防泵的工作状态，需要经常启动消防泵。根据“水消规”，消防泵出水口应安装DN65的试验放水阀或栓口，在消火泵测试时打开放水阀放水。因此消防泵的试验排水量可按泵房内最大一台消防泵的设计流量计算。当消防水池建在室内时，水池进水管由于浮球阀失灵等原因导致水池溢流，需考虑水池的溢流排水。溢流水量与消防水池进水管的管径和流速有关，进水管的管径与水池容积有关，流速可按v=1.5m/s设计[2]。v=1.5m/s时，消防水池进水量与进水管管径关系见表1，溢流水量可按水池进水量选取。消防水池的定期清洗需要放空水池，水池底部需设置泄水管。泄水量按照1h放空水池内500mm水池深度计算，因此泄水量与消防水池底面积有关，平均泄水流量与水池底面积的关系见表2。
表1 V=1.5m/s时消防水池进水量与进水管的关系
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管径mm
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100
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150
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200
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250
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300
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400
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进水流量L/s
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11.78
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26.49
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47.10
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73.59
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105.98
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188.40
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表2 消防水池泄水量与水池底面积的关系
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水池底面积m2
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25
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50
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75
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100
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125
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150
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175
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200
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平均泄水流量L/s
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3.47
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6.94
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10.42
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13.89
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17.36
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20.83
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24.31
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27.78
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当地下室发生火灾时，消火栓和自喷系统的灭火用水应尽快排出。根据 《人民防空工程设计防火规范》（GB50098-2009）要求设置消防给水的人防工程必须设置消防排水，消防排水量可按设计流量的80%计算。而非人防工程的地下室的消防排水量，规范并无明确要求。考虑到消防灭火时，由于蒸发、被物体吸收、溢流等因素，消防用水不能全部积存在地下室，因此地下室的消防灭火排水量不宜小于10L/s，地下室发生火灾时、灭火废水较多时，可通过消防队员自身携带的移动式排水泵排水。
3.地下建筑的消防排水措施
3.1地下室的消防排水措施
地下室应在建筑的最低处设置多处废水池，水池内设置排水泵，消火栓和自喷系统使用时的灭火用水通过楼梯洞口等流至废水池。地下室灭火排水量应按不小于10L/s计算，废水池的有效容积不宜小于排水泵5min的出水量，且排水泵每小时启动不宜超过6次。排水泵应设置不间断的动力供应[3]。
3.2消防电梯的消防排水措施
“水消规 ”强制要求消防电梯的底部应设置消防排水，且集水池不应设置在消防电梯基坑的下部，可就近在基坑旁设置集水池需满足电梯日常排水和消防灭火时的排水要求。消防电梯的排水量主要考虑的是，在灭火时，大多同时使用两支消防水枪，因此消防电梯排水的集水池有效容积不应小于2m3，排水泵的流量不应小于10L/s，并应设置消防电源。
3.3消防泵房及消防水池的消防排水措施
消防泵房内的排水主要有消防泵的试验排水量q1、泵房内水灭火设施的灭火排水量q2，消防泵房与消防水池合建时还需考虑水池的溢流量q3及泄水量q4。消防泵房一般不设置自动喷水灭火设施，因此泵房内的最大灭火排水量q2可按10L/s计算。当消防泵房与消防水池合建，消防泵的试验排水可接至水池循环利用时，泵房的排水量可按水灭火设施使用时的灭火排水量q2、水池溢流量 q3、泄水量q4的最大值计算。当消防泵房与消防水池分建，消防泵的试验排水可接至水池循环利用、水池泄水不排入消防泵房时，泵房的排水量可按灭火排水量10L/s计算。当不设消防水池时，消防泵房的排水量可按灭火排水量q2和消防泵的试验排水量q1的最大值计算。地下建筑的消防泵房一般设置在地下一层或二层，根据消防泵房的建筑布局可分为位于主体上方的消防泵房和下方无空间的消防泵房，如商业综合体、地下车库消防泵房多设置于地下二层。由于地下建筑的消防泵房排水无法通过重力流出室外，需要在泵房内设置集水池或与其他污废水汇集后再集中到废水池排放。当消防泵房设置在主体空间上方时，泵房内设置集水池对建筑平面和主体结构影响较大，因此不宜在位于主体上方的消防泵房内设置集水池，可通过在泵房内设置地漏或雨水斗，将废水排出泵房后再集中设置废水池及排水泵排水。为使泵房内废水及时排出不产生积水，地漏或雨水斗的设置规格和数量应根据泵房内最大消防排水量和排水设施的排水能力计算确定。当消防泵房下方无主体空间时，应在泵房内设置集水池和排水泵，排水泵设置消防电源。排水泵的额定流量应不小于泵房最大消防排水量，且每小时启动次数不超过6次，集水池的有效容积不小于一台排水泵5min的出水量[4]。
4.结束语
在对地下建筑水灭火设施消防排水问题进行分析后，主要得出以下结论：（1）地下建筑设置消防排水设施的部位有设置水灭火设施的地下室、报警阀组机房、消防电梯底部、消防泵房和消防水池；（2）当消防泵房、报警阀组机房等采用集水池和排水泵排水时，排水泵应设置消防电源，设置水灭火设施的地下室采用集水池和排水泵排水时，应设置不间断的动力供应电源；（3）设置水灭火设施的地下室，消防排水系统应与生活水设施合设废水池，以满足日常和消防排水的需要；（4）消防泵房的排水措施应结合泵房下方是否有主体空间确定，排水量的计算应根据泵房与消防水池的关系确定。
参考文献：
[1]郭敏.高层建筑地下消防水泵房给排水设计探讨[J].建筑工程技术与设计，2017，2（35）：62-63.
[2]李静琰.地下建筑水灭火设施的消防排水问题设计探讨[J].建筑工程技术与设计，2019，11（17）：192-193.
[3]蔡勇.高层建筑给排水消防设计方法分析[J].建筑与装饰，2021，2（5）：120-121.
[4]丁慧峰.谈建筑地下室排水设计的反思与建议[J].城市建设理论研究，2013，4（2）：41-42.