《施通规》GB55036-2023-3.0.4条室外消火栓

随笔

《消防设施通用规范》GB55036-2022
3.0.4 室外消火栓系统应符合下列规定：
    1 室外消火栓的设置间距、室外消火栓与建（构）筑物外墙、外边缘和道路路沿的距离，应满足消防车在消防救援时安全、方便取水和供水的要求；
    2 当室外消火栓系统的室外消防给水引入管设置倒流防止器时，应在该倒流防止器前增设1个室外消火栓；
    3 室外消火栓的流量应满足相应建（构）筑物在火灾延续时间内灭火、控火、冷却和防火分隔的要求；
    4 当室外消火栓直接用于灭火且室外消防给水设计流量大于30L/s时，应采用高压或临时高压消防给水系统。
【条文说明】本条规定了室外消火栓系统设置的基本要求。室外消火栓是消防给水系统的重要组成部分，根据不同供水方式或压力，室外消火栓具有向消防车供水、直接用于室外灭火扑救和防护冷却、防止火灾向相邻建（构）筑物蔓延等多重作用。室外消火栓系统的设置应充分考虑设置位置、流量、压力等关键设计参数和系统其他组件对系统功能的影响，以保障其在消防救援时正常发挥作用。
【消防设施通用规范GB55036-2022实施指南】，3.0.4条，39~49页
【条文要点】
本条规定了室外消火栓的功能和基本设置要求。低压室外消防给水系统的功能是向消防车供水，当室外消火栓直接用于灭火（包括防护冷却和防火隔离，如储罐的防护冷却、室外不同可燃材料堆场或堆垛之间的防火隔离）时，需采用临时高压或高压消防给水系统满足灭火的要求。
【实施要点】
（1）室外消火栓主要用于消防救援时向消防车供水。对于可燃材料堆场、可燃液体或可燃气体的储罐或储罐区以及城镇中建筑耐火等级较低的房屋之间，还可以直接用于扑救火灾、冷却储罐和防火隔离。
室外消火栓的布置应满足方便消防车安全取水的要求。这主要体现在室外消火栓与建筑物外墙的水平距离应能避免火灾时上部坠落物体对救援人员及消防车辆和供水水带的损伤，与储罐和可燃材料堆场的水平距离应能防止强辐射热对救援人员和消防车的热损伤，与道路路缘的水平距离应方便消防车靠近取水。室外消火栓的布置原则：
  1）室外消火栓的保护半径不应大于150m；
  2）室外消火栓的间距不应大于120m；
  3）距离道路路缘不应大于2m，距离建筑物外墙不应小于5m；
  4）与储罐壁壁或可燃物堆场的堆垛外边缘的水平距离，应根据储罐的大小和储存物品特性、防火堤或围堰的设置情况、堆场内可燃物的燃烧特性和堆垛高度等确定；
  5）室外消火栓应在建（构）筑物周围均匀布置。
室外消火栓的详细布置要求，参见现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974—2014第7.2节和第7.3节的规定。室外消火栓系统构成示意参见图3-3。
（2）在室外消火栓系统的室外消防给水引入管上设置倒流防止器，可以保证管道内的水流只能单向流动，防止管道内的水回流导致管网内的水被污染，是一种预防性卫生安全措施。倒流防止器主要分低阻力倒流防止器和减压型倒流防止器两类，低阻力倒流防止器的水头损失小于3m，减压型倒流防止器的水头损失小于7m。因此，倒流防止器是一个减压装置，当超额用水时给水管道的水流流速激增，室外消防给水管网内的压力会因倒流防止器在流速过大时的局部水头损失增加而降低，不能满足室外消火栓设计流量的要求。在倒流防止器前增设一个室外消火栓是一种补偿性措施，以便倒流防止器顺水流方向后面的室外消火栓不能满足供水要求时，还可利用该消火栓应急供水。
（3）室外消火栓的流量应满足灭火、控火、防护冷却和防火分隔的功能要求，是确定室外消防用水量的主要参数，应依据建筑的用途、规模、耐火等级、火灾危险性等因素综合分析确定。各类建筑室外消火栓的设计流量要求，参见现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974—2014第3.3节~第3.5节的规定。工业与民用建筑室外消火栓的设计流量要求见表3-3。
（4）对于室外的火灾危险性场所，如储罐、可燃材料堆场、露天或半露天的工艺装置区等场所，室外消火栓将发挥与室内消火栓类似的作用，往往直接用于扑救火灾、冷却储罐或装置、阻止火势蔓延。当室外消防给水设计流量大于30L/s时，表明可燃材料堆场、可燃液体或可燃气体储罐、生产工艺装置的规模大，消防水枪应具备的充实水柱大，要求消防给水采用临时高压或高压消防给水系统，以提供更大的消防水枪射程满足消防救援的要求。这些场所的室外消火栓布置仍应满足灭火和冷却防护的要求，且间距不应大于60m。具体布置要求可见现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974-2014第7.3.6条~第7.3.9条的规定。
【示例3-5】
（1）回流液体的分类。在国际上，回流液体分为如下五类：
  1）Ⅰ类液体。对人体健康无害、符合饮用水卫生标准、安全有保障的健康水（Wholesome），即生活饮用水。
  2）Ⅱ类液体。可饮用水由于温度变化，或由于出现引起味觉、嗅觉、性状改变的物质，导致审美质量（Aesthetic Quality）削弱的液体，例如热水。
  3）Ⅲ类液体。由低度有害物质引起的、表现出轻微健康危害（A Slight Health Hazard）的液体，包括甘醇、硫酸铜溶液或其他类似化学添加剂、次氯酸钠消毒液等。
  4）Ⅳ类液体。由有毒有害物质引起的、表现出显著健康危害（A Significant Health Hazard）的液体，包括含有致癌的化学物质或农药（杀虫剂、灭草剂），有潜在的显著危害健康的环境生物等。
  5）V类液体。由病原体微生物、放射性物质或剧毒物质引起的、表现出严重危害健康（A Serious Health Hazard）的液体，包括人类粪便污水、屠宰废水、动物排泄废水或其他途径产生的病原体微生物等
消防给水的回流水质有两种情况：一是采用自来水作为水源，消防给水管道内的水回流。当消防给水的水源为自来水时，管道内的水因为腐蚀可能含有金属离子，属于Ⅲ类液体。当消防车向系统内加压供水时，消防车的水源采用自来水时，属于Ⅱ类液体。二是采用非自来水作为水源，消防给水管道内的水回流。当消防车的水为天然水源或其他非饮用水水源时，需根据水源的情况判定：当为地表水I、Ⅱ类时可同自来水，属于Ⅱ类液体；当为地表水Ⅲ类时，可同Ⅲ类液体；当为地表水Ⅳ类至劣V类、黑臭水体时，属于Ⅳ类液体或V类液体。I、Ⅱ类液体没有危害危险，Ⅲ类液体具有轻度危害危险、Ⅳ类液体具有中度危害危险、V类液体具有高度危害危险。现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB50016—2019第3.3.11条规定的消防给水属于中度危害危险等级，是根据消防供水管道内的水回流判定的，当考虑消防车供水时应按高度危害危险等级考虑。
（2）倒流的分类。倒流在工程中有虹吸回流和反压回流（又称背压回流）两种情况，具体发生的可能情形如下：
  1）虹吸回流。由于饮用水供水系统的配水管内产生负压，导致正常水流方向的倒转。
当室内消防给水由市政给水管网直接供水且市政给水管网爆管时，会造成负压抽吸，消防用水时因用水量巨大而引起附近管网产生负压等。
  2）反压回流。由于饮用水供水系统的配水管内下游水压长时间或短时间高于供水管水压，导致正常水流方向的倒转。
如消防水泵从供水管上直接抽水，水泵出水管内的压力高于吸水管内的压力。当水泵因故障或停电而中断运行，或根据供水需求而自动停泵时，必然发生回流。因此，现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974—2014第5.1.12条规定，应在消防水泵出水管上设置有空气隔断的倒流防止。另外，当消防给水由市政给水直接供水且消防车通过消防水泵接合器向消防给水时，也会产生背压回流。
（3）倒流防止器分类。倒流防止器分减压止回阀、双止回阀、单止回阀；减压型又分低阻力和常规型。单止回阀通常用于没有污染的场所，如I类液体；双止回阀用于由城市给水管道直接向锅炉、热水机组、水加热器、气压水罐供水等Ⅱ类液体；低阻力倒流防止器用于Ⅲ类液体；减压型倒流防止器用于Ⅲ、Ⅳ、V类液体。详见现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB 50016—2019 第3.3.11条的规定。双止回阀是两个止回阀串联起来的阀门，其动作原理见图3-4。
减压型倒流防止器是在双止回阀的基础上增加止回阀阀瓣的开启压力以及泄水阀，是一套由多个阀门组合在一起的装置，包括前后检修闸阀、桶形过滤器、第一止回阀、第二止回阀、泄水阀和4个小的检测球阀，见图3-5。
其中，第一个检测球阀安装在倒流防止器上游闸阀的进水端。当倒流防止器需要检测或者维修时，需关闭前后检修闸阀，通过检测仪器链接各检测球阀，可以把压力导向各个腔体，可以引水冲洗腔体内部杂质。
第一止回阀、第二止回阀各具有一个弹簧，分别有不同的弹簧预紧力。弹簧的预紧力使得止回阀紧紧密封，两个独立的止回阀将倒流防止器的腔体分为进水腔、中间腔、出水腔。
根据能量守恒定律，水流推开止回阀需克服弹簧作用力形成各腔压力递减，其压力依次为P、P、P。国家相关标准规定，当P 与P-的压差大于或等于20kPa时，第一止回阀应紧闭不漏水，当Pa与Pa的压差大于或等于7kPa时，第二止回阀紧闭不漏水。
泄水阀安装在倒流防止器中间腔最底部，其内部一个弹簧，弹簧的作用力让泄水阀处于开启状态。当倒流防止器正常工作时，压力P通过导管进入泄水阀的下腔，利用P.与P2的压差压缩泄水阀的弹簧，使泄水阀闭合密封不泄水。
国家相关标准规定，当P、与Pa的压差大于或等于14kPa时，泄水阀不泄水。同时，为了保障泄水阀正常动作，便于观察泄水阀工作状态，要求倒流防止器的最低点距离地面不小于30cm。
（4）倒流防止器有三种工况：正常流通状态、零流量状态、倒流状态。
在正常流通状态时，进水腔的水打开第一止回阀进入中间腔，中间腔的水打开第二止回阀进入出水腔，此时，P>P>泄水阀紧闭不泄水。在零流量状态时，两个止回阀因为弹簧预紧力迅速关闭，此时，P>P>P，泄水阀紧闭不泄水。在倒流状态时，具有虹吸倒流和背压回流两种模式。
1）虹吸倒流模式。如果前端发生爆管、停水、消防用水等情况，压力Pi产生波动，使得Pi与P2的压差发生变化，当P 与P的压差降低到最小压差值时，第一止回阀因弹簧预紧力迅速关闭密封；当P，与P，的压差降低到泄水阀的最小压差值时，泄水阀打开，将中间腔的水排出，同时空气进入。
如果第二止回阀密封完好，中间腔会形成一个空气隔断，防止回流污染。假设第二止回阀出现故障未密封，出水腔的水会进入中间腔，此时因为泄水阀早已打开，从出水腔进入中间腔的回流水通过泄水阀排出，从而有效防止回流污染。
2）背压回流模式。如果发生二次供水加压、重力流等情况压力Pa升高，当Pa与P3的压差降低到最小压差值时，第二止回阀迅速关闭密封；假设第二止回阀出现故障未密封，出水腔的水会进入到中间腔，压力P，上升，P，与P，的压差降低，当该压差降低到泄水阀最小压差值时，泄水阀打开，回流到中间腔的水从泄水阀排出，同时空气进入中间腔形成空气隔断，从而有效防止回流污染。
以上情形说明，供水流线凡越过了第一级止回阀密封面（国内外公认的安全界面），均无法回到市政供水一侧，这样就保证了供水的相对安全。
（5）倒流防止器的水头损失。水头损失大小是倒流防止器功能的根本性能，安全级别越高，水头损失越大；安全级别越低，水头损失越小。减压型倒流防止器的水头损失曲线参见图3-6。减压型倒流防止器因安全级别高，其水头损失也高于双止回阀倒流防止器。在水力学方面，如果水力坡度始终为正向，就不会产生倒流；一旦水力坡度逆转，就产生了倒流趋势，进而发生倒流污染。因此，在倒流趋势发生前，内在要求倒流防止器的止回阀具备速闭功能，瞬时关闭第一止回阀或第二止回阀。速闭功能实现的前提条件是每一级止回阀均需要一定的预紧力，这种预紧力由弹簧的最小压缩量产生。依据国家相关标准的规定，对每一级止回阀施以一定的正向压力，阀瓣脱离密封位置前，必须保持一定紧闭程度，其紧闭程度由弹簧的最小预紧力产生。第一级为△P=20kPa，第二级为△P=7kPa，加上水流的局部阻力损失，减压型倒流防止器的水头损失约为0.05MPa~0.10MPa，低阻力型水头损失稍低些，工程应用时应根据产品资料确定，但当消防用水时用水量剧增，水头损失会快速增加。
泄水阀是减压型倒流防止器保护性能的另一核心。泄水阀泄水的初始条件为：△Pl=P-P-P<14kPa。泄水阀在△P<14kPa时开始泄水，当泄水阀持续打开时，大气通过漏水斗装置进入中间腔，使中间腔成为气室形成进水腔与出水腔之间的空气隔断，由此保护市政供水端的卫生安全。

《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014
7.2.6 市政消火栓应布置在消防车易于接近的人行道和绿地等地点，且不应妨碍交通，并应符合下列规定：
    1 市政消火栓距路边不宜小于0.5m，并不应大于2.0m；
    2 市政消火栓距建筑外墙或外墙边缘不宜小于5.0m；
    3 市政消火栓应避免设置在机械易撞击的地点，确有困难时，应采取防撞措施。

7.3.3 室外消火栓宜沿建筑周围均匀布置，且不宜集中布置在建筑一侧；建筑消防扑救面一侧的室外消火栓数量不宜少于2个。

7.3.4 人防工程、地下工程等建筑应在出入口附近设置室外消火栓，且距出入口的距离不宜小于5m，并不宜大于40m。

7.3.5 停车场的室外消火栓宜沿停车场周边设置，且与最近一排汽车的距离不宜小于7m，距加油站或油库不宜小于15m。

《建筑给水排水与节水通用规范》GB55020-2021
3.2.9 生活饮用水给水系统应在用水管道和设备的下列部位设置倒流防止器：【分析】
1  从城镇给水管网不同管段接出两路及两路以上至小区或 建筑物，且与城镇给水管网形成连通管网的引入管上；
2  从城镇给水管网直接抽水的生活供水加压设备进水管上;
3  利用城镇给水管网水压直接供水且小区引入管无防倒流 设施时，向热水锅炉、热水机组、水加热器、气压水罐等有压容 器或密闭容器注水的进水管上；
4  从小区或建筑物内生活饮用水管道系统上单独接出消防用水管道（不含接驳室外消火栓的给水短支管）时，在消防用水 管道的起端；
5  从生活饮用水与消防用水合用贮水池（箱）中抽水的消 防水泵出水管上。
【条文说明】本条是对生活饮用水的用水管道和设备设置倒流防止器的规定。为避免城镇生活饮用水受到回流污染，要求在小区或单体建筑的环状室外给水管与不同室外给水干管管段连接的两路及两路以上的引入管上、从室外给水管直接抽水的水泵吸水管，连接锅炉、热水机组、水加热器、气压水罐等有压或密闭容器的进水管上，必须设置倒流防止器。为使生活饮用水不被消防系统用水污染，小区或单体建筑的给水管连接消防用水管道的起端及从生活饮用水与消防用水合用的贮水池（箱）抽水的消防泵吸水管上，也必须设置倒流防止器以保证生活饮用水水质。

《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019
3.3.8（原强） 从小区或建筑物内的生活饮用水管道系统上接下列用水管道或设备时，应设置倒流防止器：
    1 单独接出消防用水管道时，在消防用水管道的起端；
    2 从生活用水与消防用水合用贮水池中抽水的消防水泵出水管上。
【条文说明】本条为强制性条文，必须严格执行。本条规定属于生活饮用水与消防用水管道的连接。
    1 从小区或建筑物内的生活饮用水管道系统上接出消防管道不含室外生活饮用水给水管道接出的接驳室外消火栓的短管。
    2 小区生活用水与消防用水合用贮水池中抽水的消防水泵，由于倒流防止器阻力较大，水泵吸程有限，故倒流防止器可装在水泵的出水管上。


《消防设施通用规范GB55036-2022实施指南》，42页表3-3，民用建筑高层公共建筑，V大于50000时，勘误为“30”，应为“40L/s”