摘要：室外消防给水系统是消防设施的重要组成部分，该系统通过室外消火栓为消防车等消防设备提供消防用水，或通过进户管为室内消防给水设备提供消防用水，将其设计的完好、可靠是消防最基本的要求，为此，本文就室外消防给水系统的设计提出几点看法，使室外消防给水系统的设计更合理，更有效。

关键词：环状管网；两路进水，管材

1、序言：本文所指的室外消防给水系统指设置在建筑物外墙中心线以外的一系列消防给水工程设施。该系统大到担负整个城市（镇）的消防给水任务，小到可能仅担负居住区、工矿企业等建筑小区或单体建筑物室外部分的消防给水任务， 其完善与否直接关系着灭火的成败，是有效扑灭城市火灾的重要条件。因此，为提高城市预防和抵御火灾的整体能力，建立起与城市发展目标所匹配的能满足综合防灾需要的城市消防安全体系，防止和减少火灾的危害，保障城市现代化建设顺利进行，在进行城镇、居住区、企事业单位规划和建筑设计时，必须同时设计消防给水系统。并应和市政其他设施建设同步进行，以免留下消防用水不足的隐患。

2、室外消防给水系统的重要性

建筑是构成城市的基本要素之一。随着城市化进程加快，建筑业迅猛发展，高层建筑、商业建筑。公共娱乐建筑、大型多功能建筑、工业建筑和地下建筑等越来越多，建筑布局及功能日益复杂，物资和人员聚集，用火、用电、用气频繁，使建筑火灾隐患大大增加，特大恶性建筑火灾屡有发生，给城市和人民的生命财产安全造成了极大的威胁。分析建筑火灾发生和造成严重后果的原因，其中最主要的一点就是建筑物缺乏完善的消防给水系统。1994年11月15日吉林省吉林市博物馆内的银都夜总会发生大火，火灾发生时，消防队在博物馆附近只找到两个消火栓，其中一个已损坏，一个水压不足，第三个消火栓是消防队员凭记忆从水泥地下掘出来的，也已不好使用。48辆消防车到场后，因没有水源，只得到几公里外去装水，回来后再投入灭火，但一箱水几分钟就用完了，于是再去拉水，消防车像走马灯似地在大街上来回奔波，灭火战斗时断时续，严重影响了战斗力。大量火灾统计资料表明，由于火场缺乏消防用水造成火灾扑救失利的次数，占火灾扑救总次数的81.5%。可见，室外消防给水系统对于确保建筑物的安全，防止和减少火灾灾害，保护人身和财产安全起着十分重要的作用。

3、规范要求

我国现行的规范也对室外消防给水系统做出明确要求：

1. 建筑物内的消防给水系统是否与其他给水系统合并或单独设置，应根据建筑物的性质和使用要求经技术经济比较后确定。与生活、生产给水系统合用时，给水管一般采用镀锌钢管或给水铸铁管。单独消防系统的给水管可采用非镀锌钢管或给水铸铁管。

2. 室内消火栓超过10个，且室外消防用水量大于15L/S时，室内消防给水管道至少应有两条进水管与室外环状管网连接，并应将室内管道连成环状或将进水管与室外管道连成环状。当环状管网的一条进水管发生故障时，其余的进水管应仍能供应全部用水量。

3. 7至9层的单元住宅，其室内消防给水管道可为枝状，进水管可采用一条。

4. 超过6层的塔式(采用双出口消火栓者除外)和通廊式住宅，超过5层或体积超过10000M3的其他民用建筑、超过4层的厂房和库房，如室内消防竖管为两条或两条以上时，应至少每两根竖管相连组成环状管道。每条竖管宜径应按最不利点消火栓出水，并根据表（《建筑设计防火规范》表8.4.1）规定的流量确定。

5. 超过4层的厂房和库房、设有消防管网的住宅及超过5层的其他民用建筑，其室内消防管网应设消防水泵接合器。距接合器15～40M内应设室外消火栓或消防水池。接合器的数量应按室内消防用水量计算确定，每个接合器的流量按10-15L/S计算。

6. 室内消防结水管道应用阀门分成若干：独立段，如某段损坏时，停止使用的消火栓在一层中不应超过5个。阀门经常应处于开启 状态，并应有明显的启闭标志。  

7. 消防用水与其他用水合并的室内管道2，当其他用水达到最大秒流量时，应仍能供应全部消防用水量。淋浴用水量可按计算用水量的15％计算，洗刷用水量可不计算在内。

8. 进水管上设置的计量设备不应降低进水管的过水能力。

9. 室内消火栓给水管网与自动喷水灭火(设备的管网宜分开设置，如有困难，应在报警阀前分开设置。

4、布置总体规划

室外消防给水系统规划是城市总体规划工作的重要组成部分，必须与城市总体规划相协调。

规划内容：① 给水水源；  ② 给水处理厂；  ③ 给水管网；

         ④ 排水管网； ⑤ 排水处理厂；⑥ 废水排放与利用

规划任务：① 确定服务范围、规模

         ② 水资源利用与保护措施

         ③ 系统的组成与体系结构

         ④ 主要构筑物位置

         ⑤ 水处理工艺流程与水质保证措施

         ⑥ 管网规划和干管定线

         ⑦ 废水处置方案与环境影响评价

         ⑧ 工程规划的技术经济比较

室外消防给水系统工程规划原则

①  执行相关政策、法规

②  城镇及工业企业规划时应兼顾给排水工程

③  服从城镇发展规划（以城市规划作为给排水系统规划的依据）

④  合理确定远近期规划与建设范围

   一般按远期规划、按近期设计和分期建设

⑤  合理利用水资源和保护环境

⑥  规划方案尽可能经济、高效

工程案例：

本工程为某纱线厂房如图1的消防给水系统设计，建筑面积3800㎡，建筑耐火等级二级，生产火灾危险性类别为丙类。市政供水管网位于北京路，在厂区设计室外环状管网，按厂区近期设计情况，需保护两座车间和一座办公楼，并考虑设计的有效性和经济性，环状管网围绕车间一布置而非围绕整个厂区布置，考虑到远期规划，草坪区域附近暂不设置消火栓，便于日后改建、扩建需要，遂将消火栓设于靠近车间一的位置。

5、管材的选择，敷设

在实际工程应用过程中，消防给水管材选择与连接方法不当造成的问题层出不穷。轻则返工耽误工期，造成不必要的浪费；重则造成系统无法正常运行。从室外消防给水设计的角度出发，掌握各种消防管材在不同消防系统、不同使用场所应注意的问题，并加以明确的辨别，确保各种消防给水管材得以正确的使用。

1.消防给水管材的种类

1.1 球墨给水铸铁管

1.1.1 使用场所

主要用于自动喷水灭火系统报警阀前的埋地管道，消火栓系统的埋地管道。

1.1.2 球墨铸铁管分类

（1）按口径分：DN40～DN2600共30种规格，消防工程常用管材DN40～250mm。

（2）按对接形式分：滑入式（T型）、机械式（K型、NⅡ型、SⅡ型）和法兰式。

（3）法兰式的对接方式根据标准壁厚级别、DN和PN可分为：离心铸造焊接法兰管、离心铸造螺纹法兰管和整体铸造法兰管。

（4）其管材承压分别为PN10、PN16、PN25和PN40等级别。

1.1.3 承插直管与连接方式允许压力

（1）承插直管允许压力：

承插直管 消防常用管材DN40～DN250mm 允许工作压力（PFA） 2.5～6.4 MPa 5.4～6.4 MPa 最大允许工作压力(PMA) 3.0～7.7 MPa 6.5～7.7 MPa 允许试验压力（PEA） 3.5～9.6 MPa 7.0～9.6 MPa

承插直管在最大允许工作压力与允许试验压力值下，工作会受管线其它部分低承受力的限制。

（2）承插直管及连接方式允许的工作压力应符合相关要求。其它要求详《水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件》（GB/T 13295-2003）。

1.2 低压流体输送焊接钢管

1.2.1 分类

普通焊接钢管、热浸镀锌焊接钢管。

1.2.2 普通焊接钢管适用范围

（1）消火栓给水系统的埋地、架空管道。

（2）自动喷水灭火系统和水喷雾灭火系统报警阀前的埋地、架空管道。在报警阀前要求加设过滤器。

（3）焊接钢管埋地应按有关要求做防腐处理，否则易产生锈蚀，影响使用寿命。

1.2.3 热浸镀锌焊接钢管适用范围

（1）消火栓给水系统、自动喷淋灭火系统和水喷雾灭火系统的埋地、架空管道。

（2）埋地也应考虑防腐措施。

1.2.4 焊接钢管、规格及最大工作压力

（1）普通焊接钢管与热浸镀锌焊接钢管按其壁厚分为普通钢管和加厚钢管。

（2）热浸镀锌焊接钢管规格为DN6～DN150。

（3）公称直径大于DN150的焊接钢管规格详《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3091-2001）。

（4）当大于DN150的焊接钢管需要防腐时，应进行镀锌加工。

（5）镀锌钢管及焊接钢管的最大工作压力见表2所示。

规 格 最大工作压力(MPa) 水压试验压力(MPa) 普通钢管 1.0、 2.0 加厚钢管 1.6 、3.0。

1.3 无缝钢管

1.3.1 分类

（1）按生产工艺分：热轧、冷轧和无缝钢管。

（2）按其精度分为：普通和精细钢管（不绣钢管）。

（3）按材料分为：普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢和合金结构钢。

在消防给水系统中，输送流体用无缝钢管应用最广，有10号、11号、09Mn、V16Mn制造。

1.3.2 无缝钢管适用范围

由于其有较好的承压能力，故输送流体用的无缝钢管常用于消防给水系统，作为主干管或系统下部工作压力较高部位的管道。

1.3.3 无缝钢管（普通钢管）的规格

（1）普通钢管标准化系列规格（外径）有DN10～DN610等21种。

（2）普通钢管非标准化系列规格（外径）有42种，系列以及壁厚分类详《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》（GB/T17395-1998）。

（3）管材壁厚为0.25～65mm。

1.4 铜管、不锈钢管、合金管及复合型管材

（1）这些管材不易锈蚀，水力性能好，适用于消防给水系统。

（2）目前国内经济实力有限，这些管材相对造价较高，在工程实践中应用较少。在部分地区项目中，已试验采用不锈钢管及复合型管材。

（3）较适合用于自动喷水灭火系统。

（4）该部分管材均已有国家产品标准。

1.5 塑料管材

（1）国外允许在部分场所采用CPVC与PB。

（2）CPVC、PB管质轻，安装方便，使用寿命长。

（3）但塑料管材热塑性较大，没有相关规程标准可执行。

（4）塑料管材对安装场所和安装型式有明确要求。

2 消防给水管材的选用

2.1 室外消火栓给水系统（埋地应完善除锈防腐措施）

（1）当室外消防为生活、消防合用管道系统或低压消防给水系统时，可选用允许压力较低的承插直管的球墨给水铸铁管（滑入式、机械式），焊接钢管，内外壁热镀锌焊接钢管等（部分工程可尝试采用PE给水管）。

（2）当室外消防给水系统为临时高压给水系统和常高压给水系统时，当系统工作压力较低时，在管材允许的压力范围内可采用上述相同管材；当系统的工作压力较大时，应根据系统工作压力情况，分别采用法兰式球墨铸铁管、焊接钢管、内外热镀锌普通或加厚焊接钢管以及无缝钢管。

2.2 室内消火栓给水系统

（1）当室内消火栓给水系统的工作压力≤1.0MPa时（《全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水》中规定为系统工作压力≤1.2MPa），如多层建筑、高层建筑中的分区管网静压< 0.80MPa，可采用普通焊接钢管、内外热镀锌普通焊接钢管。

（2）当室内消火栓给水系统的工作压力在1.0～1.6MPa范围内时（《全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水》中规定为系统工作压力>1.2MPa），如系统压力较高的高层建筑泵房出水管，系统下部工作压力较高部位的管道以及主干管等，可采用加厚焊接钢管、热镀锌加厚焊接钢管和无缝钢管。

（3）当室内消火栓给水系统的工作压力＜2.0MPa时，可采用普通和热镀锌无缝钢管。其最小壁厚应符合下列要求：

① 当采用焊接、法兰连接或卡箍连接时：管径≤DN125，最小管壁序列号为SCH20（不小于5.0mm）钢管；管径为DN150，最小管壁厚为3.4mm；管径为DN200、DN250时，最小管壁厚为4.78mm。

② 当采用螺纹连接时：管径< DN100，最小管壁序列号为SCH40（＞5.5mm ）钢管；管径≥DN100，最小管壁序列号为SCH30（螺纹连接要求管壁较厚，保证强度和耐压）。

3 消防给水常用管材的连接

3.1 消防给水常用管材的连接方式

常用管材 连接方式 球墨给水铸铁管 ①滑入式柔性连接②机械柔性连接③法兰连接 钢管 内外热镀锌焊接钢管 ①卡箍连接②螺纹连接③法兰连接④焊接连接﹡ 焊接钢管 内外热镀锌无缝钢管 无缝钢管

﹡焊接连接不适合于自动喷水灭火系统报警阀后管段。

3.2 消防给水常用管材连接的相关规定

3.2.1 消火栓给水系统

《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）第4.1.3条：“管材≤100mm的镀锌钢管应采用螺纹连接，套丝扣时破坏的镀锌层及外露螺纹部分应作为防腐处理；管径＞100mm的镀锌钢管应采用法兰连接或卡套式专用管件连接，镀锌钢管与法兰焊接处应二次镀锌。

4.消防给水管材的发展

   借助新技术的飞越与立足显示的有序改建，创造可持续发展的给水管材与技术体系，为给水管材的飞越奠定基础。如：多种材料融合，形成低成本、高性能的新材料，使塑料行业绿色环保特性更突出、无毒性、可回收利用，增加新功能，减少或根除二次污染；金属行业的材料合成或添加产生满足多种要求的新材料，保证新材料履行人类赋予的多种强大功能。再如：结合消防给水管材的特性，运用新技术、工艺，研发或制造成本低、耐热性好、耐腐蚀、环保等更适合火灾情况下的给水管材，防止因管材问题导致消防给水不畅，降低维护、使用成本，构造良好的消防给水管材发展战略。

6、管道水量计算

1.保证进水管的两路供水

1.1双路供水

为确保环状给水管网的水源，室外消防给水管道的布置应符合向环状管网输水的进水管不应少于2条，当其中一条发生故障时，其余的进水管应能满足消防用水总量的供给要求。工业企业内，当停止（或减少）生产用水会引起二次灾害（例如，引起火灾或爆炸事故）时，进水管中一条发生故障后，其余的进水管应能保证100%的生产、生活、消防用水量，不能降低供水保证率。

1.2阀门、附件的设置

为保证环状管网供水的可靠性，规定管网上应设消防分隔阀门。阀门应设在管道的三通、四通分水处，阀门的数量按N-1原则确定（三通N为3，四通N为4）。当两阀门之间消火栓的数量超过5个时，在管网上应增设阀门，如图（2）。建筑物的室外消火栓、阀门、消防水泵接合器等设置地点应设置相应的永久性固定标识。阀门安装的质量、直接影响着使用，所以必须认真注意。

1.3消防水量计算

   生活与消防合用给水系统是将生活用水与消防用水统一由一个给水系统来提供。这种系统行使可以保持管网内的水经常处于流动状态，水质不易变坏，而且在投资上也比较经济，并便于日常检查和保养，消防给水较安全可靠。因此，在城镇、居住区和企事业单位内广泛采用生活、消防合用给水系统。在系统设计时，应满足当生活用水达到最大小时用水量时，仍应保证供给全部消防用水量。

城市、居住区的室外消防用水量应按同一时间内的火灾次数和一次灭火用水量确定。同一时间内的火灾次数和一次灭火用水量不应小于表8.2.1 的规定。

城市、居住区同一时间内的火灾次数和一次灭火用水量

7、结语

城市消防给水规划关系到国家、人民的生命财产安全，时刻面临着不断发生的城市火灾的严峻考验，指导着城市消防设施的建设。因此在城市消防给水建设时，必须结合城市总体规划中的给水规划，考虑到经济性、安全性、可操作性、实用性和超前性的要求，以确保城市消防用水的安全可靠性，使消防给水规划适应城市的可持续发展。

8、参考文献

《建筑设计防火规范》

《建筑防火设计手册》

《火灾大典（下卷）》

《给水排水设计手册》