3.消火栓消防系统
（1）组成
消火栓系统由水枪、水龙带、消火栓、消防管道和水源等组成。当室外管网不能升压或不能满足室内消防水量、水压要求时，还应设置升压储水设备。
室内消火栓系统是建筑物内采用最广泛的一种消防给水设备，由消防箱（包括水枪、水龙带）、消火栓、消防管道、水源等组成。当室外给水管网水压不能满足消防压力需要时，还需设置消防水箱和消防泵。
水枪是灭火的主要工具，用铝或塑料制造。室内采用的均为直流式水枪。水枪的作用在于产生灭火需要的充实水柱。
水龙带为麻织或橡胶的输水软管，室内采用麻织的较多，一般常用长度为25m。
室内消防管道的管材多用钢管，生活、消防共用系统采用镀锌钢管，独立的消防系统采用不镀锌的黑铁管。
消火栓应分布在建筑物的各层之中，布置在明显的、经常有人出入、使用方便的地方。一般布置在耐火的楼梯间、走廊内、大厅及车间的出入口等处。
消火栓阀门中心装置高度距地面1.1m。消火栓及消防立管在一般建筑物中均为明装。
在对建筑物要求较高及地面狭窄，因明装凸出影响通行的情况下，则采用暗装方式。消防立管的底部设置球形阀，阀门经常开启，并应有明显的启闭标志。设置在消防箱内的水龙带平时要放置整齐，以便灭火时迅速展开使用。
（2）设置范围
根据我国《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》和《人民防空工程防火设计规范》的规定，下列建筑应设置室内消火栓给水系统。
①高层工业建筑与低层民用建筑。
厂房、库房（但不包括耐火等级为一、二级且可燃物较小的丁、戊类厂房、库房及耐火等级为三、四级且建筑体积不超过3000m3丁类厂房和建筑体积不超过5000m3的戊类厂房）和高度不超过24m的科研楼（不包括存有与水接触能引起爆炸的物质的建筑）。
超过800个座位的剧院、电影院和俱乐部及超过1200个座位的礼堂、体育馆。
体积超过5000m3的车站、码头、机场及展览馆、商店、门诊楼、病房楼、教学楼、图书馆。
超过6层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业网点的单元式住宅及超过7层的单元式住宅。
超过5层或体积超过1000m3的其他民用建筑。
国家级文物保护的砖木结构古建筑。
②高层建筑。
③人防建筑。
作为商场、医院、旅馆、展览厅、旱冰场、体育场、舞厅、电子游艺场等使用面积超过300m2时。
作为餐厅、丙类和丁类生产车间、丙类和丁类物品库房使用且面积超过450m2时。
作电影院、礼堂使用时。
作为消防电梯间的前室。
④停车库、修车库。
4.自动喷水消防给水系统
（1）自动喷水消防给水系统的设置范围
①自动喷水系统。根据《建筑设计防火规范》中规定，下列部位应设置自动灭火系统：
大型剧院、会堂、体育馆等的人流活动场所及储藏室。
大商场、展览馆、多功能厅等公共活动房屋。
大型棉、毛、丝、麻、木器、火柴等厂房及产品库房。
有空调的宾馆、综合办公楼等的走廊、办公室、餐厅、无服务台的客房等。
超过25辆汽车的停车库和可燃物库房。
②水幕。
大型剧院、食堂的舞台口、后台的门窗洞口。
防火卷帘、防火幕上部。
应设防火墙等防火分隔物而无法设置的开口部位。
③雨淋洒水系统。
严重危险物品的生产厂房，如液化石油储配站等。
大型摄影棚、演播室。
以上所述有关喷洒灭火系统仅为概述，如需要了解详细情况，可参阅国家建筑设计防火规范等有关规定。
（2）自动喷水消防给水系统的分类和组成
自动喷水灭火系统根据适用范围不同，可分为以下六类。
①湿式喷水灭火系统。由闭式喷头、湿式报警阀、报警装置、管道系统和供水设施等组成，正常情况下报警阀前后管道内充满压力水，发生火灾时，喷头受热自动打开喷水。该系统救火速度快，施工管理方便，适于室温4℃～7℃的场所。
②干式喷水灭火系统。由闭式喷头、干式报警阀、报警装置、管道系统、充气设备和供水设施等组成。平时在报警阀前安装喷头的配管内，充有压气体，故不受低温和高温的影响，适于室温小于4℃及大于70℃的场所。但灭火时喷头受热打开后要先排气才喷水，喷水速度较慢，不宜用于易燃物燃烧速度快的场所。
③预作用系统。由火灾探测系统、闭式喷头、预作用阀、报警装置、管道系统和供水设施组成，正常时预作用阀前安装喷头的配管内充有压或无压气体，发生火灾时，火灾探测系统自动开启作用阀，压力水迅速充满管道，喷头受热后即打开喷水。该系统具有湿式和干式系统的长处，设置温度不受限制，并适用于不允许因误喷而造成水渍损失的建筑。
④雨淋系统。由火灾探测系统、开式喷头、雨淋阀、报警装置、管道系统和供水设施等组成。发生火灾时由火灾报警装置自动开启雨淋阀，使喷头迅速喷水。适用于火灾危险性大，火势蔓延快的场所。
⑤水幕系统。由开式水幕喷头、控制阀、管道系统、供水设施及火灾探测和报警系统等组成。该系统不能直接扑灭火灾，主要起冷却和防火、阻火作用。适用于建筑内需要保护和防火隔断的部位。
⑥水喷雾系统。由喷雾喷头、雨淋阀、管道系统、供水设施及火灾探测和报警系统等组成。该系统工作程序同雨淋系统。喷头喷出的水雾对燃烧物能起冷却窒息作用，对燃烧的油类及水溶性液体能起乳化和稀释作用，同时水雾绝缘性强，适用于存放或使用易燃体和电器设备的场所。该系统灭火效果好，用水量少，水渍损失也小。
以上系统根据采用开式与闭式喷头的区别，又可分为开式自动喷水灭火系统和闭式自动喷水灭火系统。
自动喷水灭火系统，灭火效率高，安全可靠，是一种较好的防火系统，适用范围广，在大型建筑、高级重要建筑、百货商店、仓库等发挥了良好的灭火效果，在国内外都获得较为广泛的应用。读者欲深入了解，可参考有关自动喷水灭火的专门书籍。
对于消防给水的监控，按照我国现行的消防管理要求，由消防系统统一控制管理，不直接纳入到建筑设备自动化系统中。
3.3室内给水系统的监控
上一节详述了室内给水系统运行的知识，这是实现建筑设备自动化系统监控的必备知识。
本节将分析建筑设备自动化系统如何实现对建筑物内部给水系统的监控。
大多数智能建筑属于高层建筑，高层建筑必须采用加压供水的方式。因此，本节主要围绕这一形式的给水系统进行分析。
注：消火栓泵、喷洒泵等消防给水设备的控制属消防联动控制系统的监控对象，按我国现行体制，不纳入建筑设备自动化系统的监控范围。其他的如水质处理、建筑中水、排水水处理装置等都有自身完整的控制系统，建筑设备自动化系统对其的监控处理方法类似于对冷水机组、锅炉的处理方法，不去直接控制。
3.3.1室内给水系统的建筑设备自动化系统监控思路
1.高位水箱给水系统的监控思路
城市管网的供水先进入蓄水池，然后由水泵将水提升到高位水箱，再从高位水箱靠重力向给水管网配水实现给用户供水。高位水箱给水系统用水是由水箱直接供应，供水压力比较稳定，且有水箱储水，供水较为安全。为保证供水的连续性，高位水箱中应始终有水，但应防止向水箱的供水过量而引起溢出。因此，水箱水位应控制在一定范围内。
建筑设备自动化系统对高位水箱给水系统监控思想如下。
（1）由高位水箱的水位决定水泵的启停
当水箱中水位达到高水位时，水泵停止向水箱供水；当水箱中的水被用到低水位时，水泵再次启动向高位水箱供水。为此，在水箱内应设置水位开关，向现场控制器传送DI信号。
（2）对水泵的常规监控
对水泵的常规监控主要有：现场控制器对水泵的启停控制（1DO）、运行状态（是否运行，1DI）的监测、故障报警（是否过载，1DI）的监测，点位共计2DI、1DO。此外，还可以对工作模式（手动/自动，1DI）进行监测。
（3）地下蓄水池的水位监控
地下蓄水池的水位监控主要包括：监控高低水位报警信号，以防止溢流和储水量过少。
2.恒压给水系统的监控思路
高位水箱给水系统的优点是预储一定水量，供水直接可靠，尤其对消防系统是必要的。但水箱重量很大，增加建筑物的负荷，占用建筑物面积且存在水源受二次污染的危险。因此有必要研究无水箱的水泵直接供水系统。
（1）水泵变频调速供水介绍
早期的水泵直接供水系统，由于水泵的转速不能调节，水压随用水量的变化而急剧变化。
当用水量很小时，水压很高，供水效率很低，既不节能，又使系统的水压不稳定。后来这种系统被采用自动控制的多台并联运行水泵所替代，这种系统能根据用水量的变化，开、停不同水泵来满足用水的要求，以利节能。
随着计算机控制技术的迅速发展，变频调速装置得到了越来越广泛的应用。实现水泵恒压供水，理想的方式是采用计算机控制的水泵变频调速供水。变频调速供水方式由于减少了水箱储水环节，避免了水质的二次污染。泵组及控制设备集中设在泵房，占地面积小、安装快、投资省。采用闭环供水控制方式，根据管网压力信号调节水泵转速，实现变量供水。该方式水压稳定、全自动运行、可无人值守、可靠性高。变频调速供水方式中，水泵的转速随着管网压力的变化而变化。由于轴功率与转速的三次方成正比，因此与恒速泵运行方式相比，明显节省电能。另外，变频调速为无级调速，水泵的启动为软启动，减小了启动时对水泵及电网的冲击，且多台泵组采用“先投入，先退出”的运行方式，确保每台泵的运行时间相同，能够有效延长泵组的使用寿命。变频调速闭环供水方式可以确保管网压力恒定，避免了水箱供水方式中可能产生的溢流或超压供水，减小了水能的损耗。
变频调速恒压供水既节能，又节约建筑面积，且供水水质好，具有明显的优点。但变频调速装置价格昂贵，而且必须有可靠的电源，否则停电即停水，给人们生活带来不便。
水泵变频调速供水与变风量空调系统的情形十分相似。系统控制的模式有两种：恒压变流量和变压变流量。恒压变流量的控制目标是保持管网入口处的水压为恒定值。变压变流量的控制目标是使给水管网最不利点的压力保持恒定，或者在管网入口处按运行时段分别设定水压。由于变压变流量模式更贴近管网的实际运行工况，因而运行效果更好。
变频供水设备多为成套产品，建筑设备自动化系统可以与其通信。
（2）建筑设备自动化系统对变频调速恒压供水系统的监控策略
如采用变频调速恒压供水系统，则水泵由变频恒压控制装置控制其运转。变频调速恒压供水设备多为成套产品，通常由PLC完成控制、监控、安全保护等功能，故建筑设备自动化系统可以采取类似对冷水机组的处理方式，与其自带的控制系统实现通信，而一般不直接控制。
当然，也可以通过现场控制器代替PLC实现建筑设备自动化系统对水泵的变频调速控制。其控制过程是在水泵出水口干管上设压力传感器，实时采集管网压力信号，通过1路AI通道送入现场控制器，通过与设定水压值比较，按PID算法得出偏差量，控制电源频率变化，调节水泵的转速，从而达到恒压变量供水的目的。当系统用水量增加时，水压下降，现场控制器使变频器的输出频率提高，水泵的转速提高，供水量增大，维持系统水压基本不变；当系统用水量减少时，过程相反，控制系统使水泵减速，仍维持系统水压。系统中设低水位控制器，其作用是当水池水位降至最低水位时（或消防水位时），系统自动停机。如有多台水泵，均采用同一台变频调速器由可编程控制器实现多台泵的循环软启动。
3.3.2典型给水系统的监控案例分析
本小节将以其作为建筑设备自动化系统的监控对象，进行案例分析。详述如下。
1.运行原理分析
设计前，先收集设计单位提供的给排水专业图纸、设计说明等资料。该系统属于设有水泵、水箱的给水方式，它以城市管网作为水源，经引入管储存在原水池（贮水池）中，然后经水泵加压后送至高位水箱，然后经配水管网给用户供水。贮水池、高位水箱的液位应控制在一定的范围内，两台水泵可一用一备、自动轮换。
经分析可知，建筑设备自动化系统监控的给水系统设备有：给水泵、高位水箱、贮水池等。
2.监控需求分析
根据业主的需求和相关标准，该给水系统的监控要求有如下功能：
①水泵运行状态显示；
②水流状态显示；
③水泵启停控制；
④水泵过载报警；
⑤水箱高低液位显示及报警。
本系统的贮水池兼做消防用水池，故需留有一定的消防用水量，以保障消防用水。
