高位消防水箱是利用高差為系統(tǒng)提供準(zhǔn)工作狀態(tài)下所需的水壓，達(dá)到使管道內(nèi)充水保持一定壓力的目的；提供系統(tǒng)啟動(dòng)初期的用水量和水壓，在消防供水泵出現(xiàn)故障的緊急情況下應(yīng)急供水，確保噴頭開(kāi)放立即供水，控制初期火災(zāi)。大量研究表明，火災(zāi)發(fā)生的初期是撲救火災(zāi)的最好時(shí)機(jī)，消防水箱的設(shè)置對(duì)于保護(hù)建筑的消防安全具有重要意義。
消防水箱在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)中屬于重要的消防設(shè)施，但在實(shí)際的工程應(yīng)用中，卻存在很多問(wèn)題。
一、盲目采用氣壓罐代替消防水箱
隨著建筑技術(shù)的進(jìn)步，大量輕鋼結(jié)構(gòu)和輕型屋面的建筑紛紛面世。有些工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)和多層建筑的屋頂為鋼結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件，設(shè)置消防水箱比較困難。根據(jù)規(guī)范，輕、中危險(xiǎn)級(jí)的建筑物大都采用氣壓水罐來(lái)代替消防水箱，但設(shè)計(jì)流量大時(shí)計(jì)算出氣壓罐容積非常大。遇到嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)和倉(cāng)庫(kù)危險(xiǎn)級(jí)的建筑物必須采用高位水箱才符合規(guī)范的要求。但一些設(shè)計(jì)人員一律采用氣壓水罐代替消防水箱，氣壓給水壓力高，變化大，需頻繁啟動(dòng)水泵可控壓機(jī)，影響系統(tǒng)中配件的使用壽命，費(fèi)用較高。同時(shí)設(shè)備采用自動(dòng)控制，若有失靈或發(fā)生斷電，則斷水幾率較大，在重新啟動(dòng)時(shí)要重新補(bǔ)氣，操作麻煩，使啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，供水安全性較差。
氣壓給水設(shè)備是利用密閉容器內(nèi)氣體的可壓縮性，達(dá)到供水目的的給水設(shè)備，它由氣壓水罐、水泵機(jī)組、電控系統(tǒng)、管路系統(tǒng)及其附件組成?！蹲詣?dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，建筑高度不超過(guò)24m的建筑，按輕危險(xiǎn)級(jí)或中危險(xiǎn)級(jí)場(chǎng)所設(shè)置濕式系統(tǒng)、干式系統(tǒng)或預(yù)作用系統(tǒng)時(shí)，如設(shè)置高位消防水箱確有困難，應(yīng)采用5L/s流量的氣壓給水設(shè)備供給l0min的初期用水量。因此，用氣壓給水設(shè)備取代屋頂消防水箱應(yīng)在一定允許范圍內(nèi)。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)盡量采用高位水箱供應(yīng)火災(zāi)初期十分鐘的消防用水，在高層建筑及嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)的建筑物中，不允許用氣壓水罐代替消防水箱，只能靠消防水箱供給初期消防用水。
二、消防水箱的設(shè)置高度不夠
《高規(guī)》規(guī)定，建筑高度不超過(guò)100m時(shí),最不利點(diǎn)消火栓的靜水壓力不應(yīng)低于0.07Mpa；建筑高度超過(guò)100m時(shí),最不利點(diǎn)消火栓的靜水壓力不應(yīng)低于0.15Mpa。但在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，由于受建筑造型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的限制，高位消防水箱的設(shè)置高度常常不能滿足規(guī)范規(guī)定的靜壓要求。分兩種情況:一種情況是局部為鋼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)慕ㄖ?，因?yàn)榭紤]到承重能力，未將消防水箱設(shè)置在頂層，而設(shè)置在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的間層，用提高增壓水泵揚(yáng)程的辦法，滿足最不利點(diǎn)噴頭或消火栓的工作壓力要求。這樣做使消防水箱成了中間水池，不能依靠重力向消防系統(tǒng)管道供水。另一種情況是將消防水箱設(shè)置在屋頂，但未設(shè)其他增壓設(shè)施，消防水箱的高度不能保證最不利點(diǎn)消火栓或噴頭的水量和水壓的要求(主要是頂層或頂層以下的二、三層)。在這兩種消防水箱高度不能滿足靜壓要求時(shí)，應(yīng)設(shè)增壓設(shè)施。            
消防水泵啟動(dòng)前解決最不利點(diǎn)消火栓和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水壓要求。增壓設(shè)施可采用氣壓水罐或增壓泵，它們應(yīng)符合下列規(guī)定:增壓水泵的出水量，對(duì)消火栓給水系統(tǒng)不應(yīng)大于5L/s，對(duì)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)不應(yīng)大于1L/s;氣壓水罐的調(diào)節(jié)水容量宜為450L。這兩種增壓設(shè)施各有所長(zhǎng)，在具體工程中應(yīng)分別對(duì)待，選用合適的設(shè)計(jì)方案。對(duì)于一類高層建筑和重要的建筑物，火災(zāi)造成的損失巨大，防火要求高，應(yīng)盡量采用氣壓罐增壓設(shè)施解決頂部幾層的壓力需求，且增壓泵應(yīng)設(shè)置備用泵，以提高使用的可靠性；對(duì)于二類高層建筑和普通危險(xiǎn)級(jí)的建筑物，由于受場(chǎng)地、資金等條件的限制，可考慮只設(shè)增壓泵，但在選用增壓泵產(chǎn)品時(shí)應(yīng)確保質(zhì)量。
三、高位水箱給水方式的在實(shí)際應(yīng)用中可采取以下幾種方法
　　 1. 建筑高度50m左右的高層建筑，高區(qū)部分可采用貯水池--水泵--屋頂水箱--減壓閥給水方式。如果低區(qū)部分對(duì)供水安全要求較高，可以直接從屋頂水箱引下一根立管至低區(qū)管網(wǎng)，該立管上設(shè)電動(dòng)閥門和減壓閥，平時(shí)電動(dòng)閥門關(guān)閉，在城市給水管網(wǎng)停止供水時(shí)打開(kāi)電動(dòng)閥門向低區(qū)供水。此方式供水安全可靠，充分利用了城市管網(wǎng)的水壓，節(jié)省能源。這種方式普遍采用。 
　　 2. 建筑高度50～80m左右的高層建筑，高區(qū)部分可采用貯水池--水泵-- 屋頂水箱--減壓閥給水方式或高位水箱并聯(lián)給水方式。并聯(lián)給水方式各分區(qū)為獨(dú)立的給水系統(tǒng)，供水安全可靠，水泵集中布置，便于管理維護(hù)，運(yùn)行動(dòng)力費(fèi)用省。但必須設(shè)水泵--水箱兩套設(shè)備，增加了水泵和水箱占用的建筑面積，造價(jià)增大，這在大城市尤為顯著。減壓閥給水方式系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)備費(fèi)用少，占地面積小，管理維護(hù)方便。但是其供水安全性比并聯(lián)給水較差，運(yùn)行動(dòng)力費(fèi)用較高。目前我國(guó)各地供電情況逐步改善，電費(fèi)比較適中，采用高位水箱分區(qū)減壓給水方式具有較大優(yōu)越性。這種情況高區(qū)部分有兩個(gè)分區(qū)。此種方式應(yīng)用較多。如由重慶建筑大學(xué)設(shè)計(jì)的重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院外科大樓，總建筑面積 37756m2，地下有兩層，地上有二十三層，建筑高度 89.1m。生活給水系統(tǒng)采用分區(qū)給水方式，四層及四層以下由城市管網(wǎng)直接供水，五層及五層以上由貯水池--水泵--屋頂水箱--減壓閥減壓給水，高區(qū)部分有兩個(gè)分區(qū)。 
　　 3. 建筑高度超過(guò)110m的高層建筑，最高分區(qū)水泵揚(yáng)程將會(huì)很大，壓水管線很長(zhǎng)，為避免這種情況應(yīng)采用高位水箱串聯(lián)給水方式（不設(shè)中間水箱時(shí)采用中間接力水泵方式）。推薦采用高位水箱串聯(lián)給水與減壓給水相結(jié)合的方式，這種情況將出現(xiàn)一個(gè)或若干個(gè)中間水箱，高區(qū)部分將有三個(gè)或三個(gè)以上的分區(qū)。 
　　 高位水箱串聯(lián)給水方式的特點(diǎn)是各分區(qū)的水泵分散設(shè)置，各從下一分區(qū)的水箱抽水，下一分區(qū)的水箱除供本分區(qū)外同時(shí)是上一分區(qū)的水源，適用于超高層建筑。其優(yōu)點(diǎn)是避免了設(shè)揚(yáng)程高的水泵和水壓高的壓水管，壓水管也不會(huì)很長(zhǎng)。其缺點(diǎn)是由于設(shè)備分散，管理維護(hù)不便；水泵設(shè)于樓層對(duì)防震、隔音要求高；上區(qū)供水受下區(qū)影響，安全性較差。串聯(lián)給水與減壓給水結(jié)合，由于設(shè)備（水泵、水箱）減少，節(jié)省造價(jià)，并有利于管理維護(hù)，也減小了震動(dòng)和噪聲的影響，因而在超高層建筑中采用較多。
四、結(jié)語(yǔ)
在消防水箱的實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，還存在如消防水箱出水管過(guò)細(xì)、出水管道未設(shè)置止回閥、消防用水與生產(chǎn)生活用水合用處理不當(dāng)?shù)葐?wèn)題。由于篇幅限制，本文只列出幾個(gè)比較常出現(xiàn)、常討論的問(wèn)題，但其他問(wèn)題在工程設(shè)計(jì)中也不容忽視。本文只是提供了理論上的分析，但每個(gè)實(shí)際問(wèn)題都必須要經(jīng)過(guò)建筑構(gòu)造、消防安全、經(jīng)濟(jì)美觀等幾個(gè)方面的綜合分析，才能促進(jìn)一個(gè)城市的發(fā)展。

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