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摘要：本文根据单建式地下建筑特点，从规范依据适用性角度出发，重点分析了消防给水方式的选择、稳压系统形式比较及计算、初期及室外用水量确定等各地存在争议及不确定性的问题，并提出相关意见。
关键词：单键式地下建筑 消防给水方式 稳压系统设置 消防用水量
Abstract: in this paper, according to build underground architectural characteristics of single, from the normative basis applicability Angle, and analyses the fire water system, the choice of the ways of voltage form is more and calculation, initial and outdoor determine water all over controversial and uncertainty of the problems, and puts forward relevant advice.
Keywords: one-touch type underground construction fire system voltage setting fire water system way
中图分类号：TU9 文献标识码：A文章编号：
0 引言—地下建筑发展现状及水消防设计存在的问题
随着城市的发展，城市地面空间越来越不能满足人们生活及工作需要，为适应城市现代化和可持续发展建设的需要，越来越多的地下建筑开始兴建，既节省城市用地，又达到了城市发展的目的。但是国家及地方对城市地下建筑建设的规范制定远远落后于城市的发展节奏，使得地下建筑设计与施工时存在部分无据可依的局面，本文就地下建筑水消防系统方案及规范中涉及地下建筑的水消防内容做一定探究。
地下建筑水消防系统中，消防给水方式、稳压系统设置及火灾初期十分钟用水量、室外消防用水量等是几个有争议的问题，各城市的设计方案不尽相同，标准也不统一，设计者只能事先与其沟通，以满足当地行政部门要求为准。为减少设计及协调工作量，提升城市建设水平，国家及地方政府应出台关于地下建筑设计的相关文件来指导设计。
1地下建筑消防给水方式
单建式地下工程，国内有如下几种常用消防取水做法：①市政自来水压力与水量均满足消防要求，室内外消火栓采用常高压给水系统；②市政自来水水量满足消防要求，压力不满足时，设置消防水泵，直接从市政自来水管网直接抽水；③市政自来水水量与水压均不满足消防要求时，设置消防水池与消防泵。对于第一种方式，简单方便，节省投资，是设计院及业主最青睐的方案，但市政水量水压参数要求较高，城市供水部门供水成本、施工质量要求均有所增加，在我国部分城市（如长沙、深圳、广州）已经采用此种方式。第二种方式，市政水量满足消防设计要求，但水压不满足消防要求，需要加设消防泵，当城市自来水公司允许从市政管网直接抽水时，采用直接抽水加压方法，如上海、苏州采用此种方式。若不允许直接从市政管网抽水，则需要设消防水池与加压泵，国内如南京部分采用此种做法。第三种方式，市政水量水压均不满足消防要求时，设置消防水池，现大多数城市自来水公司及消防局均首推此种方式。
设置消防水池时，可以完全满足消防用水量要求，不必担心市政自来水停水及水压波动对消防的影响，且仅需一路市政给水管，减少与市政水管接驳。当采用第二种方式时，消防给水设有两根引入管，例如地下轨道交通车站，管径一般为DN200或DN150，安装水表管径较大，平时运行费用较高。设置消防水池时补水管径按规范要求，在48小时之内补满消防水池即可，因此管径很小，选用的水表也较小，运行费用大大降低。下表对直接从管网抽水方式与设置消防水池方式建设及运行费用做简单比较：
费用
给水方式 土建造价 装表费用 投资合计 运行费用（每年） 五年运营费用
直接抽水方式 0 10 10 25.2 126
设置消防水池 48 3 51 3.36 16.8
说明：根据部分城市自来水公司规定，设置一块水表，即使常年无用水量，也应按表的大小，每月收取最小用水量费用。如DN150大小的水表，不管是否产生用水量，每月至少收取3000吨的用水量费用。
由上表可看出，采用直接从管网抽水方案初期投资10万，每年运营费用25.2万，设置消防水池初期投资费用48万，每年运营费用3.36万； 2年内即可将多余的建设费用收回。尤其是对于城市轨道交通工程而言，一条线可能经过城市不同水厂责任区，在城市环状管网未完全形成的情况下，在一个车站附近需找两根不同城市干管较为困难，协调难度较大。因此采用消防水池的做法，可大大减少运行成本，值得推广。
2地下建筑消防稳压措施及火灾初期10min消防用水量分析
消防稳压一般采用高位水箱及稳压泵进行稳压。高位水箱稳压安全可靠，设置简便，是地面建筑最常用做法。对于单建式地下建筑，地面建筑部分体积小，高位水箱无处可设，即使设置在地面上，其静水压力也不满足最不利点消防所需压力要求。根据《建筑设计防火规范》[2]GB50016-2006（以下简称《建规》）中的要求，设置临时高压给水系统必须设置高位水箱，《民用建筑水消防系统设计规范》[6]（DGJ32/J92-2009）第10.3.1条规定，采用常高压的消防给水系统和单建式地下工程，可不设高位消防水箱，《人民防空工程设计防火规范》[3]（GB 50098-2009）（以下简称《人防规》）中第7.6.3条规定，当不能设置高位水箱时，宜设置气压给水装置，气压罐调节容积：消火栓系统不应小于300L，喷淋系统不应小于150L。《自动喷水灭火系统设计规范》[4]GB 50084-2001（2005年版）（以下简称《喷规》）第10.3.2条规定：不设高位消防水箱的建筑，系统应设气压供水设置。气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定。因此，单建式地下建筑的消防稳压适宜采用气压罐稳压措施，通过调查得知，部分地方存在通过自来水压力进行稳压的做法，其实这是没有规范依据的。《气压给水设计规范》[5]（CECS 76:95）中规定，气压罐消防水总容积为贮水容积，稳压水容积与缓冲水容积三者之和，其中规定稳压水容积不小于50L，缓冲水容积压差为0.02MPa，稳压水容积压差为0.05～0.06MPa，因此可取缓冲水容积为稳压水容积的1/3。实际总水容积为气压罐调节容积+稳压水容积+缓冲水容积。此气压罐仅仅是为了满足消防系统稳压作用，无法满足10min消防用水量要求。若根据规范要求，设置满足自喷系统最不利点4只喷头消防用水量的气压罐，其储水容积约2.5 m3，气压罐总容积约3.5 m3，设备大小对业主方基本可以承受。但当设置满足10min消火栓用水量的气压罐时，若按2只水枪计算，储水容积约为6 m3，气压罐体积约为9 m3，如此庞然大物安装在地下室内，既不现实也不经济。《喷规》中规定了不设置高位水箱时，自喷稳压罐的水容积计算原则，而《建规》与《高层建筑设计防火规范》[1]（GB 50045-95 2005年版）（以下简称《高规》）中并未规定消火栓系统无法设置高位水箱时，气压罐的水容积计算原则，按高位水箱的作用—满足初期火灾前10min用水量及水压要求，笔者认为，可以参照《高规》中关于稳压泵的计算方法，初期火灾按一支水枪流量计算气压罐的水容积，约为3 m3，气压罐容积约为4m3，这样体积的设备业主是可以接收的。因此，单建式地下工程按现有规范要求无法设置满足初期用水量要求的氣压给水设备，但可与消防局沟通，确定设置气压罐容积大小，现有规范中对此描述不够细致，规范组应当对此类情况给出明确的原则。
针对许多城市地下建筑室内消火栓采用市政自来水压力进行稳压的情况，笔者认为可以将其具体做法写入规范。但应注意，消防给水设计时，考虑了一路消防水源断水的情况，若仅用此路水管接到室内消火栓管网，断水的情况下会存在室内消火栓压力不满足设计要求的情况，因此，应将室内消火栓管网与两路市政自来水管或室外消火栓环状管网连通进行稳压，根据城市供水保证率不小于90%～97%，当采用此种方式时，可以将其替代高位水箱，满足火灾初期10min消防用水量及水压要求。
3地下建筑室外消防用水量
《人防规》中术语部分对单建掘开式工程这样定义：单独建设的采用明挖法施工，且大部分结构处于原地表以下的工程。也就是说，所有地下轨道交通车站、地下广场建筑等，地面部分仅为出入口及必要的风亭等建筑，大部分结构为原地表以下，这类建筑应当属于单建掘开式工程。单建式地下建筑到底有没有室外消防用水量，这是大家存在争议较多的问题。《人防规》第7.4.2条文解释明确说明，单建式人防工程中，室外消火栓基本无室外建筑的灭火任务，只起到向建筑内部补水的作用。《高规》第7.3.6条文解释中说明：室外消火栓的数量，应保证供应建筑物需要的灭火用水量，其中包括室外、室内两部分。《建规》中对建筑物室外消火栓用水量要求是根据建筑体积计算的，根据笔者理解，这种体积计算方法应不包括地下部分建筑体积，否则与《人防规》第7.4.2条文解释说明相违背，因此根据地面以上部分建筑体积来选择各种建筑物室外消防用水量是合理的，对于单建式地下建筑，室外出入口及风亭的体积均小于1500m3，室外消防用水量最大为15L/s，可不设置室外消火栓（《建规》第8.2.8条第4项）。所以，单建式地下建筑应有室外消防用水量，但根据规范要求，可利用市政消火栓来满足室外消防用水要求。另外, 《高规》与《建规》中对室外消火栓的设置规定完全不同。前者规定室外消火栓设置应能满足建筑物室内、室外消防用水量总和，后者规定室外消防用水量为室外设置的消火栓、水喷雾、水幕、泡沫等灭火、冷却系统等需要同时开启用水量之和。两种表述完全相反，笔者认为，高规中对室外消火栓功能定义较全面，能保证在各种室内、室外灭火设施无法正常使用时，仍可采用消防车利用室外消火栓向各种水灭火系统加压供水，而对于单建式地下建筑而言，室外消火栓規格及数量选择时在基本无需考虑地面建筑扑救的情况下仅按照室内消防用水量分系统配置对应室外消火栓即可。
4结语
随着地下建筑工程的大力发展，越来越多的水消防问题将摆在设计人员面前，人们对水消防问题的探讨也将越来越细致。各种设计经验的总结，将会大力推动地下建筑的各项消防措施及规范的修订和完善。我们期待经过不断地探索，国家规范不断完善，最终将会形成一套完整的、经济实用的地下建筑消防措施。
参考文献：
[1] GB 50045-95 《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版) [S]．北京：中国计划出版社，2005.
[2] GB 50016-2006 《建筑设计防火规范》[S]．北京：中国计划出版社，2006.
[3] CECS 76:95《气压给水设计规范》[S]．上海：中国工程建设标准化协调，1998.
关键词：单键式地下建筑 消防给水方式 稳压系统设置 消防用水量
Abstract: in this paper, according to build underground architectural characteristics of single, from the normative basis applicability Angle, and analyses the fire water system, the choice of the ways of voltage form is more and calculation, initial and outdoor determine water all over controversial and uncertainty of the problems, and puts forward relevant advice.
Keywords: one-touch type underground construction fire system voltage setting fire water system way
中图分类号：TU9 文献标识码：A文章编号：
0 引言—地下建筑发展现状及水消防设计存在的问题
随着城市的发展，城市地面空间越来越不能满足人们生活及工作需要，为适应城市现代化和可持续发展建设的需要，越来越多的地下建筑开始兴建，既节省城市用地，又达到了城市发展的目的。但是国家及地方对城市地下建筑建设的规范制定远远落后于城市的发展节奏，使得地下建筑设计与施工时存在部分无据可依的局面，本文就地下建筑水消防系统方案及规范中涉及地下建筑的水消防内容做一定探究。
地下建筑水消防系统中，消防给水方式、稳压系统设置及火灾初期十分钟用水量、室外消防用水量等是几个有争议的问题，各城市的设计方案不尽相同，标准也不统一，设计者只能事先与其沟通，以满足当地行政部门要求为准。为减少设计及协调工作量，提升城市建设水平，国家及地方政府应出台关于地下建筑设计的相关文件来指导设计。
1地下建筑消防给水方式
单建式地下工程，国内有如下几种常用消防取水做法：①市政自来水压力与水量均满足消防要求，室内外消火栓采用常高压给水系统；②市政自来水水量满足消防要求，压力不满足时，设置消防水泵，直接从市政自来水管网直接抽水；③市政自来水水量与水压均不满足消防要求时，设置消防水池与消防泵。对于第一种方式，简单方便，节省投资，是设计院及业主最青睐的方案，但市政水量水压参数要求较高，城市供水部门供水成本、施工质量要求均有所增加，在我国部分城市（如长沙、深圳、广州）已经采用此种方式。第二种方式，市政水量满足消防设计要求，但水压不满足消防要求，需要加设消防泵，当城市自来水公司允许从市政管网直接抽水时，采用直接抽水加压方法，如上海、苏州采用此种方式。若不允许直接从市政管网抽水，则需要设消防水池与加压泵，国内如南京部分采用此种做法。第三种方式，市政水量水压均不满足消防要求时，设置消防水池，现大多数城市自来水公司及消防局均首推此种方式。
设置消防水池时，可以完全满足消防用水量要求，不必担心市政自来水停水及水压波动对消防的影响，且仅需一路市政给水管，减少与市政水管接驳。当采用第二种方式时，消防给水设有两根引入管，例如地下轨道交通车站，管径一般为DN200或DN150，安装水表管径较大，平时运行费用较高。设置消防水池时补水管径按规范要求，在48小时之内补满消防水池即可，因此管径很小，选用的水表也较小，运行费用大大降低。下表对直接从管网抽水方式与设置消防水池方式建设及运行费用做简单比较：
费用
给水方式 土建造价 装表费用 投资合计 运行费用（每年） 五年运营费用
直接抽水方式 0 10 10 25.2 126
设置消防水池 48 3 51 3.36 16.8
说明：根据部分城市自来水公司规定，设置一块水表，即使常年无用水量，也应按表的大小，每月收取最小用水量费用。如DN150大小的水表，不管是否产生用水量，每月至少收取3000吨的用水量费用。
由上表可看出，采用直接从管网抽水方案初期投资10万，每年运营费用25.2万，设置消防水池初期投资费用48万，每年运营费用3.36万； 2年内即可将多余的建设费用收回。尤其是对于城市轨道交通工程而言，一条线可能经过城市不同水厂责任区，在城市环状管网未完全形成的情况下，在一个车站附近需找两根不同城市干管较为困难，协调难度较大。因此采用消防水池的做法，可大大减少运行成本，值得推广。
2地下建筑消防稳压措施及火灾初期10min消防用水量分析
消防稳压一般采用高位水箱及稳压泵进行稳压。高位水箱稳压安全可靠，设置简便，是地面建筑最常用做法。对于单建式地下建筑，地面建筑部分体积小，高位水箱无处可设，即使设置在地面上，其静水压力也不满足最不利点消防所需压力要求。根据《建筑设计防火规范》[2]GB50016-2006（以下简称《建规》）中的要求，设置临时高压给水系统必须设置高位水箱，《民用建筑水消防系统设计规范》[6]（DGJ32/J92-2009）第10.3.1条规定，采用常高压的消防给水系统和单建式地下工程，可不设高位消防水箱，《人民防空工程设计防火规范》[3]（GB 50098-2009）（以下简称《人防规》）中第7.6.3条规定，当不能设置高位水箱时，宜设置气压给水装置，气压罐调节容积：消火栓系统不应小于300L，喷淋系统不应小于150L。《自动喷水灭火系统设计规范》[4]GB 50084-2001（2005年版）（以下简称《喷规》）第10.3.2条规定：不设高位消防水箱的建筑，系统应设气压供水设置。气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定。因此，单建式地下建筑的消防稳压适宜采用气压罐稳压措施，通过调查得知，部分地方存在通过自来水压力进行稳压的做法，其实这是没有规范依据的。《气压给水设计规范》[5]（CECS 76:95）中规定，气压罐消防水总容积为贮水容积，稳压水容积与缓冲水容积三者之和，其中规定稳压水容积不小于50L，缓冲水容积压差为0.02MPa，稳压水容积压差为0.05～0.06MPa，因此可取缓冲水容积为稳压水容积的1/3。实际总水容积为气压罐调节容积+稳压水容积+缓冲水容积。此气压罐仅仅是为了满足消防系统稳压作用，无法满足10min消防用水量要求。若根据规范要求，设置满足自喷系统最不利点4只喷头消防用水量的气压罐，其储水容积约2.5 m3，气压罐总容积约3.5 m3，设备大小对业主方基本可以承受。但当设置满足10min消火栓用水量的气压罐时，若按2只水枪计算，储水容积约为6 m3，气压罐体积约为9 m3，如此庞然大物安装在地下室内，既不现实也不经济。《喷规》中规定了不设置高位水箱时，自喷稳压罐的水容积计算原则，而《建规》与《高层建筑设计防火规范》[1]（GB 50045-95 2005年版）（以下简称《高规》）中并未规定消火栓系统无法设置高位水箱时，气压罐的水容积计算原则，按高位水箱的作用—满足初期火灾前10min用水量及水压要求，笔者认为，可以参照《高规》中关于稳压泵的计算方法，初期火灾按一支水枪流量计算气压罐的水容积，约为3 m3，气压罐容积约为4m3，这样体积的设备业主是可以接收的。因此，单建式地下工程按现有规范要求无法设置满足初期用水量要求的氣压给水设备，但可与消防局沟通，确定设置气压罐容积大小，现有规范中对此描述不够细致，规范组应当对此类情况给出明确的原则。
针对许多城市地下建筑室内消火栓采用市政自来水压力进行稳压的情况，笔者认为可以将其具体做法写入规范。但应注意，消防给水设计时，考虑了一路消防水源断水的情况，若仅用此路水管接到室内消火栓管网，断水的情况下会存在室内消火栓压力不满足设计要求的情况，因此，应将室内消火栓管网与两路市政自来水管或室外消火栓环状管网连通进行稳压，根据城市供水保证率不小于90%～97%，当采用此种方式时，可以将其替代高位水箱，满足火灾初期10min消防用水量及水压要求。
3地下建筑室外消防用水量
《人防规》中术语部分对单建掘开式工程这样定义：单独建设的采用明挖法施工，且大部分结构处于原地表以下的工程。也就是说，所有地下轨道交通车站、地下广场建筑等，地面部分仅为出入口及必要的风亭等建筑，大部分结构为原地表以下，这类建筑应当属于单建掘开式工程。单建式地下建筑到底有没有室外消防用水量，这是大家存在争议较多的问题。《人防规》第7.4.2条文解释明确说明，单建式人防工程中，室外消火栓基本无室外建筑的灭火任务，只起到向建筑内部补水的作用。《高规》第7.3.6条文解释中说明：室外消火栓的数量，应保证供应建筑物需要的灭火用水量，其中包括室外、室内两部分。《建规》中对建筑物室外消火栓用水量要求是根据建筑体积计算的，根据笔者理解，这种体积计算方法应不包括地下部分建筑体积，否则与《人防规》第7.4.2条文解释说明相违背，因此根据地面以上部分建筑体积来选择各种建筑物室外消防用水量是合理的，对于单建式地下建筑，室外出入口及风亭的体积均小于1500m3，室外消防用水量最大为15L/s，可不设置室外消火栓（《建规》第8.2.8条第4项）。所以，单建式地下建筑应有室外消防用水量，但根据规范要求，可利用市政消火栓来满足室外消防用水要求。另外, 《高规》与《建规》中对室外消火栓的设置规定完全不同。前者规定室外消火栓设置应能满足建筑物室内、室外消防用水量总和，后者规定室外消防用水量为室外设置的消火栓、水喷雾、水幕、泡沫等灭火、冷却系统等需要同时开启用水量之和。两种表述完全相反，笔者认为，高规中对室外消火栓功能定义较全面，能保证在各种室内、室外灭火设施无法正常使用时，仍可采用消防车利用室外消火栓向各种水灭火系统加压供水，而对于单建式地下建筑而言，室外消火栓規格及数量选择时在基本无需考虑地面建筑扑救的情况下仅按照室内消防用水量分系统配置对应室外消火栓即可。
4结语
随着地下建筑工程的大力发展，越来越多的水消防问题将摆在设计人员面前，人们对水消防问题的探讨也将越来越细致。各种设计经验的总结，将会大力推动地下建筑的各项消防措施及规范的修订和完善。我们期待经过不断地探索，国家规范不断完善，最终将会形成一套完整的、经济实用的地下建筑消防措施。
参考文献：
[1] GB 50045-95 《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版) [S]．北京：中国计划出版社，2005.
[2] GB 50016-2006 《建筑设计防火规范》[S]．北京：中国计划出版社，2006.
[3] CECS 76:95《气压给水设计规范》[S]．上海：中国工程建设标准化协调，1998.