摘要：文章首先明确了消火栓系统设计的复杂性和重要性，只有依据科学的标准进行设计，才有可能是消火栓系统发挥其功能。再进一步对消火栓系统中各个有机组成部分如何合理设计配合直观图表进行了仔细分析。
关键词：消火栓；构成系统；设置
1消火栓布置密度要求
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045）95，以下简称《高规》）7.4.2条要求：“消防竖管的布置，应保证同层相邻两个消火栓的水枪充实水柱同时到达被保护范围内的任何部位。”
（1）笔者认为上述说法不够严谨，因为现代大型建筑在同一层可能会有2个或2个以上的防火分区，分区间有时用防火卷帘或防火门分隔，容易产生跨分区保护的不合理现象，因此《高规》应强调在同层及同一防火分区内的消火栓布置满足上述要求，并强调这相邻的2个消火栓必须接自不同立管。如被保护范围内的部位受接自同一消防立管的2个消火栓保护，该立管检修时，被保护部位将会失去消火栓的保护，显然不符合规范或实际消防安全要求。
（2）把“保证同层相邻两个消火栓的水枪”作为强制性条文要求明显偏高，如高层住宅顶两层的跃层部分、住宅楼底部小隔间2层商铺等通过内楼梯到达的上层。笔者认为：通过内楼梯到达的上层面积不大时，只要下层的消火栓布置确保有2个消火栓的水枪保护上层的任何部位就能满足实际消防要求，在这种情况下即使上层有消火栓，由于离火场过近，上层失火时也不会去使用它；上层的面积较大时，下层的消火栓布置不能确保有2个消火栓的水枪保护上层的任何部位，上层必须增设消火栓，应设置在使用方便的内楼梯出口处。综上，笔者建议本条改为：“消防竖管的布置，应保证同层同一防火分区相邻两个接自不同立管的消火栓水枪的充实水柱同时到达被保护范围内的任何部位”；如本条仍为强条，对通过内楼梯到达的上层部分消火栓布置应有区别对待（不强调同层）的说明。
2连成环状竖管引出的枝管上设置消火栓数量的规定
在设计中经常会遇到在某一建筑层上，要求设置的消火栓数量多于通过该层的消防竖管数，如裙房层（高度不超过24m），这些消火栓是否可由竖管接出的枝管接入？如何控制由一根竖管上接出的消火栓数量？《高规》或《建筑设计防火规范》都无明确规定。笔者认为一根消防竖管接出的消火栓数在每层不宜超过2个（在高层应严格遵守），并为安全起见，这两个消火栓不应该保护同一部位，应分别保护不同防火分区或同一防火分区的不同部位（在高层部分应严格遵守，裙房部分可放宽，见图1），否则与双阀双出口消火栓区别不大；如由于受建筑平面布置所限而必须在某建筑平面布置的消火栓数量超过立管数3个及以上时（在高层建筑的裙房较常见），应设连接管与2根环状立管连成环状（见图2）。
图1消防竖管为相邻防火分区服务时安装示意
图2 消火栓从消防竖管接出超过2个时安装示意
3高层建筑塔式住宅双阀双出口消火栓设置
《高规》7.4.2条规定：十八层及十八层以下，每层不超过8户，建筑面积不超过650m2的塔式住宅，当设置两根消防竖管有困难时，可设一根竖管，但必须采用双阀双出口型消火栓。《高规》条文说明对此作了解释。笔者认为首先规范条文与其说明并不完全吻合，18层建筑并不能说明其建筑高度<50m，实际建筑一般层高在2.9～3m，并且有可能采用18跃19层，因此一般18层的高层住宅楼高>50m，此时即使是普通住宅，其消防用水量根据《高规》7.2.2条要求为20L/s，并非条文所说的10L/s。其次，设2条消防竖管并不难处理，难的是从每根竖管各接出1个消火栓箱并保证距离要求。因此，笔者建议：在18层及以下的塔式住宅当建筑布置使分设2个消火栓箱有困难时，应优先考虑设2根消防竖管，并且从每根消防竖管各接出1个消火栓阀体组成的双栓消火栓（见图3），笔者称之为双竖管双栓消火栓，这样不仅使《高规》7.4.2条与其条文说明相吻合，并且在实际使用中，当一根竖管检修时，建筑物仍受1个消火栓保护，做到了环状供水。香港地区普遍采用这一做法。即使在19及以上层的住宅公共部位有时也会无法找到布置2个消火栓的合适位置，即使勉强布置，距离也很近。笔者认为距离在2m内时，可以考虑按图3布置，尤其在设计消防电梯前室专用消火栓时更有充足的理由。
图3双竖管双栓消火栓安装示意
4消火栓系统分区的设计原则
《高规》7.4.6.5条规定：“消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。”笔者认为：“静水压”是指系统在没有工作但又处于准备工作状态下的压力，与水箱重力供水还是水泵加压供水无关。消火栓系统的高位水箱设置高度不能满足最不利点消火栓静水压力要求时（建筑不超过100m时，为0.07MPa，超过100m时，为0.15MPa），需要设计增压水泵或气压水罐，根据图集98S205，此时系统稳压压力会使最不利栓口压力在0.26MPa以上，系统静水压也会相应提高。
笔者曾设计的某工程：一个消火栓系统的最高栓口（最不利）与最低栓口（最有利）的高度差为0.9MPa，屋顶水箱原计划设置在电梯机房顶，设置高度能保证最高栓口静水压力为0.07MPa，系统最有利栓口静水压力为0.97MPa，根据《高规》7.4.6.5条规定，系统不分区，主泵启动后最有利栓口工作压力约为1.25MPa<1.6MPa，消火栓系统没有超压。但在初步设计批复过程中，航空管理部门出于航道安全对限高作了要求，导致电梯机房顶不能设置屋顶水箱，只能设置在主楼屋顶，最高栓口的静水压力<0.07MPa，因此在屋顶设置气压水罐增压设备，型号ZW（L）IX7，P1=0.1MPa、P2=0.23MPa、PS1=0.26MPa、PS2=0.31MPa，系统最有利静水压力相应为1.16～1.21MPa，根据《高规》7.4.6.5条规定，系统需要分成2个区。笔者认为没有必要：①系统的管路和主泵的设计与原设计没有区别，启动后最有利栓口的工作压力仍约为1.25MPa<1.6MPa；②稳压状态下，最有利栓口的静水压为1.16～1.21MPa，与工作压力相近，也<1.6MPa。 所以，《高规》7.4.6.5条规定仅适合高位水箱满足静水压要求时的情况，不适合设置增压设备的情况，建议改为“最高与最低位置栓口的高程差大于90m时，应采取分区给水系统”。
5高位水箱增压设施的设计
《高规》7.4.8.1条规定：增压水泵的出水量，对消火栓给水系统不应大于5L/s；对自动喷水灭火系统不应大于1L/s。；7.4.8.2条规定：气压水罐的调节水容量宜为450L。这两条是并列关系，但很多消防审图人员、设计师把这两条当作同时满足的条件，把7.4.8.1条规定的增压水泵理解成气压水罐的稳压泵。笔者认为正确的理解应该是有下面两种增压设施：？直接采用水泵（如小流量切线泵）增压，不设置气压水罐，为保证初期消防压力和水量的要求，对消火栓系统采用1支水枪的水量即5L/s，对自动喷水灭火系统采用1只喷头的水量即1L/s；？采用气压水罐加压，对消火栓和自动喷水灭火合用系统而言，则应满足在稳压泵的启闭期间确保气压水罐内始终有450L的消防水，稳压泵的作用仅起保持消防系统的压力和保证气压水罐内有450L初期消防用水的作用，其流量只要大于相对应的消防系统的渗漏量即可，1L/s已足够，图集04S204中稳压泵流量用3m3/h就是这个道理；如果取5L/s，会因水泵启闭的调节容积增加而加大气压水罐总容积，并使水泵的噪音影响更大。为了使管理方便、且不对顶层用户有噪音及振动影响，建议上述两种增压设备尽量设置在地下室消防泵房。对消防要求较高的建筑，建议消火栓系统和自动喷水灭火系统的消防增压设施分开设置，在气压水罐内水压继续降至启泵压力以下0.03MPa时启动相应主泵，如果在1支水枪或1只喷头工作时即能启动主泵，稳压泵流量必须小于1支水枪或1只喷头的水量。
为了使规范更明晰，建议《高规》7.4.8条改为：“设有高位消防水箱的消防给水系统，其增压设施应符合下面规定之一。”
6对图集04S204稳压型切线消防泵管路系统的看法
根据国标图集04S204，水泵采用稳压型切线消防泵时，其基本图式见图4，笔者认为有以下两点值得商榷：
（1）消防水泵从室外市政给水管网直接吸水时，水泵出水口图集选用了防水锤缓闭阀。笔者认为不妥，理由如下：消防水泵在定期巡检时有大量的高压回流水冲击水泵进口端，进水管压力会提高到与消防系统工作压力一致，整个进水管路及倒流防止器、闸阀之类的附件必须达到与出水管一样的承压要求；如果这时水泵再次启动，出水管压力将瞬间达2倍水泵扬程，对系统带来了因超压引发的安全问题；如果吸水管与环状室外消火栓相连且在市政进水口设置倒流防止器（一般如此），则对整个室外消火栓系统产生很大的破坏力。根据《建筑给水排水设计规范》（GB50015）2003）第3.4.8.4条，“要求削弱关闭水锤的部位，宜选用有速闭式止回阀或有阻尼装置的缓闭式止回阀。”笔者建议采用快闭式止回阀，该阀结构是在快闭阀板前采用导流结构，停泵时，阀板同时关闭，依靠快闭阀板抵挡回流水柱，使其没有冲击位移，从而避免产生停泵水锤。
图4 消防水泵管路系统基本图式（图集04S204）
（2）图4云圈中管段检修时，编号1的3个阀门同时关闭，其中的消防水泵同时失去作用，消防系统此时是没有备用泵的，并在管段维修期间关闭该消防泵电源以防止误操作，这样在该管段维修使建筑物局部失去保护的同时，消防系统的整体安全系数也同时下降，笔者认为不合理。
为了克服上述缺陷，有必要作两点修改（详见图5）：一是在两台消防泵间增加连接管，接连点必须在水泵出水管止回阀和检修阀之间，连接管上的阀门2常开（只有在检修消防泵及其附件时关闭）。当图5云圈中管段检修时，编号1的3个阀门同时关闭，由于中间连接管的作用，时的消防泵仍为1用1备，消防系统的整体安全系数没有下降。二是为了使系统的检修和泄水更方便，应增加一路泄水管接入消防水池。