吴家山库区消防水池优化设计方案

【摘要】 消防水池的设计方案是否最优，将直接影响到整个建造工程的成本与质量， 笔者根据多年的工作经验，在南京卷烟厂吴家山库区消防水池设计中，采取最有利的“一管两孔”并合设计，即将溢水管（井）与检修孔、通气孔合并，从而优化了配置，也大大节约地下水池占地面积，不但从结构上满足要求，节省水池造价，得到经济合理的水池设计方案，其为日后的钢筋混凝土消防水池结构设计提供借鉴意义。

【关键词】 消防水池；设计方案；钢筋混凝土；检修口

引 言

依据国家GB 50016-2006版《建筑设计防火规范》第3条“厂房（仓库）”第1款“火灾危险性分类”的内容“闪点大于等于60℃的液体或可燃固体”可知卷烟厂的火灾危险性分类属丙类。当给水满足本规范要求但不是来自二个独立水源时应设消防水池。消防水池设计容量应满足在火灾延续时间内室内、室外消防用水量的总和。

1.工程实例分析

南京卷烟厂吴家山库区火灾危险性分类属丙类，根据库区消防系统需要，消防水池储存840m3，分两个独立的420m3地下一层消防水池组成。两座消防水池各设置一个出地面检修孔，检修孔尺寸设计为1.0m*1.0m，检修人员可通过钢爬梯进入地下消防水池内进行日常检修及清理工作。工程结构设计使用年限为50年。为钢筋混凝土结构，采用地下工程通用的阀板基础，工程基础挖至承载力在120KPa以上的土层，对于超挖部分需采用砂石回填至设计标高。本工程选用标号为C30的混凝土，混凝土抗渗强度等级为P8级，抗冻标号为D50。底板、顶板及池壁均设计为钢筋混凝土结构。考虑到可否合并数孔，从而节省用料，降低成本。

2.消防水池的一些设计要求

（1） 设计中储水量一般为有效容积。根据具体情况，本工程计算如下：

根据国家烟草行业标准YC0009-2005版《卷烟厂设计规范》第15条第3款第2点，消防措施的细则规定，卷烟厂库区消防用水若无独立给水水源应设置消防蓄水池、消防加压泵。消防蓄水池的容量应符合在火灾延续时间内室内、室外消防用水量的总和。生产车间、库房火灾延续时间宜按3h计算。

表1 消火栓用水量

建筑类别 建筑物体积m3 用水标准（L/S） 火灾延续时间（h） 一次灭火用水量（m3） 合计（m3）

室内 室外 室内 室外

仓库 >50000 10 45 3 108 486 594

表2 自喷系统用水量

设置场所 火灾危险等级 喷水强度 净空高度 作用面积 喷头工作压力 火灾延续时间 设计流量 时用水量 火灾用水量

办公室 中 6L/min-m2 ≤5 160m2 0.1MPa 1h 30L/s 108m3 108m3

由表1、表2所计算消防水池容量的各项参数为：

室外消火栓用水量：30L/S

室内消火栓用水量：10L/S

自动喷水灭火系统用水量：30L/S

水幕系统用水量： 2L/Sm×15m=30 L/S

火灾延续时间：除自动喷水灭火系统为1小时外，其他系统火灾延续时间均为3个小时。

计算后消防水池容量为：

消火栓用水总量+自喷系统用水量=702m3。另外加上生活用水100m3，该消防、生活和用水池容量近800m3。

对上述结果的进一步分析：

假如该库区室外给水管网能保证室外消防用水量，此时消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量的要求，这样可以在上述计算的结果中，减去室外消防用水量。

经计算得出消防水池的容量也将近800m3

（2）补水时间不宜超过48h；对于缺水地区或独立的石油库区，不应超过96h。补水管的设计流速不宜大于2.5m/s，一般取1-1.5m/s。

（3）如果消防水池包括室外消防用水，室外消防用水设置取水口（井），需保证取水口（井）与被保护建筑物外墙不宜小于15m，吸水高度不超过6m。供消防车取水的消防水池，保护半径不应大于150m。

（4）消防用水与生产、生活用水合并的水池，应采取确保消防用水不作他用的技术措施。消防水池不宜采用敞开式水池，采用游泳池、冷却水池作消防水池时，需要设置必要的过滤装置。

（5）消防水池不但要满足消防用水量的要求，而且应提供满足使用要求的水质。规范规定自动喷水灭火系统的给水应是无污染、无腐蚀、无悬浮物，保证系统能正常运行。

3.优化改进措施

在设计初期，设计人员着重考虑的是消防创优上，然而不可避免的经济效益也是一个重要的因素。所以，通过理论结合实际，对于该地下消防水池布局进行精心优化和对水池结构的重新建模计算分析，最终将体积约12m3的钢混结构溢水井合并到消防水池的检修孔内并将零散分布的通气孔也合并到了检修孔内。优化后的方案将减少施工工程量，节约大量的钢混材料；同时溢水井的取消也给维护管理带来了更多的便利，特别是将位于地下不可视的溢水，改成了出地面可视状态的溢水，更加便于发现溢水现象，及时进行维护，减少水资源的浪费。优化改进方案图如下图1所示：

图1 “一管两孔”合并设计优化图

4.结 论

该地下消防水池一孔两管合并设计方案修改后，已获得国家实用新型专利授权，其显著特点在于：

1、节约的占地面积：约50m2 ；

2、溢水井是钢筋混凝土结构的，溢水井与检修孔合并后节约工程造价：约2.5万元；

3、从顶部溢水未增加荷载，目前水池顶板活动荷载，设计为4.0KN/m2，约等于400kg/m2，不考虑顶板上有机动车通行；

4、优化合并后，给日后维护管理带来了便利，节约了维护费用。

总而言之，设计人员应该严格按照有关设计防火规范的要求来设计，以保证设计工程防火的安全性、可靠性，在规范和设计走向性能化之前，如何理解、完善、实效、经济执行现行传统的指令性规范是设计人员和消防部门都应当考虑的问题。

参考文献

[1]GB 50016-2006，建筑设计防火规范[S].

[2]YC0009-04 中华人民共和国烟草行业标准 《卷烟厂设计规范》[S].2005.

[3]GB 50084-2001，自动喷水灭火系统设计规范[S].2005.

[4]建筑给排水设计手册[M].第二版.