消火栓在屋顶有风机房电梯机房时，屋面室外消火栓是否属于最不利点——的分析与论证

一、引言

在建筑消防给水系统设计与验收过程中，消火栓布置、管网布置及水压水量的满足是确保建筑物火灾扑救能力的核心要素。对于多层或高层建筑，屋面往往设置有风机房、电梯机房等机械设备间，这些部位既可能影响屋面可用面积，也可能影响消火栓的布置与消防用水的输送路径。问题的核心在于：当屋顶存在风机房、电梯机房等设备间时，屋面实验（或屋面室外）消火栓是否应被视为“最不利点”（即管网供水条件最差、需作为验算和供水设计依据的节点）？本文将从规范要求、供水管网特性、水力计算、现场布置与实际灭火救援需考虑的因素出发，系统分析判断并提出设计与验算的建议。

二、相关规范与术语界定

1. 规范要点
   我国现行有关消防给水的规范（如《建筑给水排水设计规范》GB 50015、相关消防给水及消火栓系统规范）对消火栓给水系统的供水压力、流量、布置距离、最不利点的确定等都有明确规定。最不利点（或最不利节点）常被定义为在给定供水方案下，水力条件最差、最先满足或不满足设计流量与压力要求的节点，应作为系统验算与泵站或水源设计的依据。

2. 屋面实验（屋面室外）消火栓含义
   屋面消火栓通常指设置在屋面或屋顶楼梯出口、机房附近的室外消火栓，用于屋面或屋顶周边火灾扑救及设备间火源的应急。屋面若有风机房、电梯机房等，消火栓可能设置于机房附近的露天平台或屋面通道处。

三、屋面消火栓是否为最不利点的影响因素分析

判定屋面消火栓是否为最不利点，应综合考虑下列因素：

1. 高程影响（静压变化）
   屋面消火栓位于建筑物顶部或高层位置，距地面有较大高差。由于静压与高程成负相关（每米高差约0.098MPa/10m），高层节点往往比底层节点静压低，故在同一给水系统中，高层消火栓常成为潜在的最不利点之一。尤其当屋顶高度接近或超过给水系统供压极限时，屋面消火栓更可能成为最不利点。

2. 管网长度与局部阻力
   屋面消火栓若位于远离泵站或水源的末端支管，沿途管径长、弯头、阀门等局部阻力多，则动态水压与流量损失增大，可能比其他节点更不利。屋面机房布局可能导致给水管需绕行或做提升，本身增加阻力。

3. 供水回路类型（立管直供或分区供水）

• 直上直供：若建筑采用分段加压、各层设加压稳压装置或屋面设专用加压给水，屋面消火栓可能不再是压力最低点。

• 单一供水源：若整个系统由地面泵站或城市供水直接供给且无分区加压措施，则顶层（屋面）节点静压最低，易成为最不利点。

1. 屋面设备房对布置与消防操作的影响
   风机房、电梯机房等设备房占据屋面通行空间，可能影响消火栓的可达性与水带展开路径，增加操作难度，影响消防人员的使用效率，但这些更多属于作战可达性与人机工程考虑，不直接改变水力最不利点的定义，但会在实际灭火中放大屋面节点的重要性。

2. 阀门分区与控制条件
   若屋面消火栓所在支管设有独立闸阀、分区控制或是受其他设施管网影响（如临时关闭、检修等），在某些工况下该节点可能成为最不利点。维护与操作管理不当亦会影响实际供水可用性。

3. 水源与供水能力（泵站特性、给水压力等级）

• 若给水系统配置有足够的扬程或设置了屋面专用加压泵、稳压装置，则屋面消火栓压力可以满足要求，从而不成为最不利点。

• 若采用消防水池与泵房设置而泵站在极端工况下输出受限，则屋面节点仍会是验算侧重对象。

四、水力计算视角的判定方法

1. 系统水力计算
   应按规范进行逐节点逐工况水力计算，计算各消火栓（含屋面消火栓）在规定流量情况下的剩余压力。真正的“最不利点”应以计算结果中剩余压力最低、不能满足规范的节点为准，而非单纯根据位置判定。

2. 工况考虑
   计算需涵盖多种工况：所有消火栓同时开启、典型组合开启、单个靠近火源的消火栓开启等；并考虑消防泵切换、城市供水波动、阀门部分关闭等异常情况。屋面消火栓在某些工况（如同时开启底层大量消火栓）下可能不是最不利点，但在其他工况下却可能成为最差节点。

3. 局部阻力与流速限制
   屋面末端若管径缩小、管材粗糙或有较多分支和弯头，应在计算中完整反映局部损失，避免低估屋面节点的压损。

五、现场布置与消防行动的综合考虑

1. 可达性与操作便利
   屋顶机房等可能使水带敷设不便、人员通行受限，增加救援难度。即使水力满足，若消火栓位置导致灭火效率下降，应在设计时优化布置或增设便捷敷设路径与固定接口。

2. 设备保护与冻害、防雨措施
   屋面消火栓需考虑气候影响、防冻保温、防雨罩或箱体保护等，保证在寒冷或暴雨条件下仍能使用；这些措施影响实际可用性，间接关系到“最不利点”的实际意义。

3. 电梯机房及风机房的火灾特点
   这些机房往往含电气设备、润滑油、风机轴承等易燃或助燃介质，若火源发生于机房内部，屋面消火栓为最近的外部水源点，其重要性提升。基于灭火救援策略，设计时应评估屋面消火栓的覆盖能力与供水可靠性。

结论：
屋面有风机房、电梯机房时，屋面室外消火栓并非在所有情况下自动被认定为“最不利点”。是否最不利，应以规范要求下的详细水力计算结果为准。一般情形下，因高程与管网损失的存在，屋面消火栓确实比低层节点更容易成为水力条件最差的节点，尤其在未采取分区加压或屋面增压措施时。但如果系统采取了局部加压、设置了合理的立管分区、或屋面管网阻力小且泵站扬程充裕，则屋面节点可能不是最不利点。

建议：

1. 必须进行逐节点的水力计算：将屋面消火栓与其他关键消火栓一并纳入不同工况的计算，确定真实的最不利点。

2. 若屋面消火栓被确认为或可能成为最不利点，应采取技术措施：增加加压泵或分区加压、增大管径减少阻力、优化管路走向与阀门布置、确保备用水源与泵的可靠性。

3. 优化屋面布置与可达性：在风机房、电梯机房附近合理设置消火栓位置，保证水带敷设通畅并设置防护措施（防冻、防雨）、消防操作平台或敷设夹具。

4. 在设计与验收时，兼顾水力计算结果与消防实战需要：不仅关注计算的剩余压力数值，还要考虑人员操作、设备易燃性和灭火路径等实际影响因素。

5. 制定检修与运行管理制度：确保屋面消火栓及其阀门长期处于可用状态，避免因检修或误操作导致该节点临时成为最不利点。