摘 要：文章针对具体工程，根据规范并结合实际情况，分析室外消防给水系统采用消防水鹤的可行性。
关键词：室外消防给水系统 室外消火栓系统 消防水鹤
本文针对沈阳龙之梦亚太中心一期项目，结合相关规范规定，论证消防水鹤作为室外消防供水装置的可行性。
沈阳龙之梦亚太中心一期项目位于沈阳大东区，占地面积约为9.8万m2，总建筑面积约为83万m2，由大型地下商业街、停车库、购物中心(A区)、家居中心(B区)和两幢超高层办公楼(C区)组成。图1为一、二期总平面图，阴影部分为二期。室外消防给水系统设计为一二期总体考虑。
图1 一、二期总平面图
《高层民用建筑设计防火规范》第7.1.1条规定：“高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统。”此条文说明中表示高层民用建筑由于火势蔓延迅速、扑救难度大、火灾隐患多、事故后果严重等原因，因而存在较大的火灾危险性，所以必须设置有效的灭火系统。可以认为，室外灭火系统的配置类型的选择，应该保证其能够发挥应有作用、有效地实现消防功能，不一定要拘泥于特定的形式。
同时，《建筑设计防火规范》第8.2.10条规定：“寒冷地区设置市政消火栓、室外消火栓确有困难的，可设置水鹤等为消防车加水的设施，其保护范围可根据需要确定。”
根据以上两条规范的规定，室外消防给水设施采用消防水鹤是可行的。下面结合本工程的实际情况，分析室外消防给水系统采用消防水鹤的可行性。
一、本工程设计采用室外消火栓遇到的问题
1.室外覆土层厚度不够
在北方地区，为防止管道冰冻后失效，应根据当地的冻土深度，将管道敷设在冰冻线以下。本工程为基地内满铺地下室，地下室外墙顶板室外覆土层厚度约为500mm。覆土厚度不能满足管道敷设的要求，因此，在地下室顶板上的区域内不适宜安装地下式室外消火栓。
2.室外消火栓的保护半径不足
因为在地下室外墙顶板轮廓内部的室外覆土层厚度小，所以不适宜在此范围内安装地下式室外消火栓。而在地下室外墙的外部，与基地红线之间的区域无地下工程，可以满足安装地下式室外消防设施所需的土层厚度。沿着基地红线内部设置室外消火栓，按圆心间距120m、半径150m做圆。如图2所示，由于室外消火栓的保护半径仅为150m，消火栓的有效保护范围不能覆盖整个基地，保护圆以外的部分将无法得到室外消火栓的及时保护。
图2 基地红线沿线室外消火栓的保护范围
根据以上两点，本工程的实际情况制约了室外消火栓的设置。
二、气候条件对室外消火栓产生的不利因素
沈阳市冬季气候寒冷，室外最低气温-30℃以下，在冬季积雪不易融化，地面覆雪使得寻找室外地下消火栓十分困难，消防部门即使对照消火栓的位置图也不易发现井盖准确位置，而且井盖常常因反复冻融与井口冻结，很难开启。
由于昼夜温差较大，在夏秋、冬春的过度季时期，白天气温在0℃以上，到了夜晚气温降低到-10℃以下。白天消融的雪水顺井盖流到消火栓井内，夜晚极易冻结，这样增加了开启消火栓的难度。
三、消防水鹤
《消防水鹤》GA821-2009第3.1条：消防水鹤是“城市给水系统消防专用取水设施，由地下部分(主控水阀、排放余水装置、启闭联动机构)和地上部分(引水导流管道和护套、消防水带接口、旋转机构、伸缩机构等)组成，具有可摆动、可伸缩、防冻、启闭快速等特点，多用于消防车快速上水。”
1.消防水鹤的工作原理
消防水鹤的工作原理是采取泄水装置防止管网和出水口冻结，同时利用地上大口径活动弯头，为消防车快速补充水源。操作方法如下：首先用扳手转动锁打开入孔盖，井下放水阀自动关闭。消防车停靠时，如碰到临时障碍应立即使用专用扳手，旋转手柄使出水口转到停靠车的最佳位置。随后给消防车注水，先通过阀杆打开蜗杆蝶阀，用扳手缓慢扳动方头，开合直杆蝶阀，向消防车注水。每次使用完毕后，通过阀杆关闭蜗杆蝶阀，打开直杆蝶阀，盖上入孔盖，这时放水阀自动打开，将地上组件中水放净。如果给水阀附近发生火情，则关闭直杆蝶阀将消防水带接到Ф65接口，直接给火场供水。在自来水管网压力不足的情况下，还可换用Ф80接口，经消防车加压后进行灭火。消防水鹤结构图如图3所示。
图3 消防水鹤结构图
2.消防水鹤的主要功能与特点
设有防寒装备和自动泄水装置
可以有效地防止冷空气侵袭地下管网，防止冬季一次使用后冻结导致的无法再次投入使用的实际问题，适宜寒冷地区的使用。
较室外消火栓的流量大，加水时间快
消防水鹤设有横出水管传动机构，可以方便、快捷地操纵横出水管的伸缩、旋转，使出水口快速对准水车加水。适合北方城市在火场上使用的运水供水方式，在车辆数量允许的条件下，可以满足火场的不间断供水。
普通的城市市政消火栓直径为65mm，在正常的工作压力下，其供水能力为10L/s，载水量3t的消防车加满水需约5min；载水量10t的大型消防车加满水需约16min~17min。消防水鹤的注水流量在城市自来水系统0.4Mpa的情况下可达到5~6t/min。
设有变径消防接口
消防水鹤还可加装地上消火栓功能，既能用于火灾中的接力供水和就近使用灭火，又能方便消防车供水。
保护半径大
参照吉林省地方标准——DB22/T 223-2000《城市消防水鹤建设标准》，消防水鹤规划布局遵循的原则是：一个消防站一般有3台中型水罐消防车，用这3台中型水罐消防车在火场与水鹤之间运水，在这段距离内运水能保证火场2支19mm水枪(每支水枪流量6.5L/s，2支水枪即1个消火栓流量)不间断出水灭火，这个距离为1000m，即是消防水鹤的保护半径。为不留保护空白点，应设置为等边三角形，所以，消防水鹤间距为1700m。
根据《城市消防水鹤建设标准》：新建项目若只建设消防水鹤一种水源，不再建设消火栓，其间距应为1700m的一半为850m，供水半径为425m，供水面积为425m半径的圆形面积。
我们在地下室外墙与基地红线之间的对角线处选取两点作为消防水鹤设置点，以425m为半径做圆，如图4所示，两个消防水鹤
的保护范围即可覆盖一期工程整个基地。
图4 两处消防水鹤保护范围示意图
综上所述，本工程由于基地覆土层厚度不足和室外消火栓保护半径小等客观因素，设置室外消火栓存在着不易解决的问题。而消防水鹤具备室外消火栓的功能特点，并且其特有的功能更易解决本工程面临的实际困难。因此，本工程设计采用消防水鹤对基地进行室外消防给水。
另外由于消火栓系统和自动喷水灭火系统的水泵结合器附近需要设置室外消防消火栓，以便消防泵车将室外消火栓的水快速供给至室内管网，所以设计中在水泵结合器附近设置了消防管网和室外消火栓系统。
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