消防水泵的設置

　　摘要：通過對建筑防火設計審核中經常遇到的消防水泵設置情況和相關設計規范的分析研究，提出了如何使水泵的設置更為合理的觀點。北京華陽消防器材公司專職從事滅火器年檢維修充裝服務，消防設施檢測及電氣防火檢測服務，直營國內知名品牌滅火器等消防器材。

　　關鍵詞:消防供水;消防水泵;設置

　　1引言

　　消防水泵房是消火栓、自動噴水滅火系統以及其它滅火系統的“心臟”，而消防水泵更是消防水泵房的核心所在，在整個消防供水系統中起著至關重要的作用。然而由于消防設計、審核、驗收人員對規范理解的不同和規范間存在的差異，導致水泵在設置過程中存在了一些問題，不能有效發揮其作用。筆者就工作中遇到的消防水泵的設計、安裝以及維護保養中存在的問題，談一些個人的看法。

　　2多層建筑消防水泵的設置范圍

　　2.1多層建筑消防水泵設置的爭議

　　GB50016-2006《建筑設計防火規范》(以下簡稱《建規》第8.6.1條規定:具有下列情況的應設消防水池:一是當生產、生活用水量達到**時，市政給水竹道進水管或天然水源不能滿足室內外消防用水量;一是市政給水管道為枝狀或只有1條進水管，且室內外消防用水量之和大于25L/s。根據此條規定，一棟建筑物體積大于5000m3，根據建筑物的室外消火栓用水量標準，室外消火栓用水量均大于20L/s。一般設有室內消火栓的建筑物室內消火栓用水量均在10L/s以上。這樣室內外消防用水量之和均超過25L/s。加上城市管網一般不能滿足3層以上建筑物室內消火栓壓力要求，可以說，3層以上設有室內消火栓的每棟樓房基本上都要建造消防水池，并應設置泵房。此外，《建規》第8.4.4條規定:設置臨時高壓給水系統的建筑物，應設置消防水箱(包括氣壓水罐、水塔分區給水系統的分區水箱)。照此規定，設置臨時高壓消防給水系統的建筑物，均應設置消防水箱。這類建筑多為4,5層的多層建筑，而市政管網的壓力一般為20—30(mH2O)(1mH2O=9.8X103Рa.)水柱，為滿足最不利點消火栓所需充實水柱的需要，這類建筑也應設置消防水泵。但是，在實際操作中一棟體積大于5000m3建筑物，就要設置消防水池和泵房，從城市建設用地和節約用水的角度出發很難做到。多層建筑消火栓系統增壓消防泵的設置問題，各地在執行老版《建規》過程中有很多做法，也存在很多爭議。歸納起來主要有以下幾個觀點:一個觀點認為多層建筑的消防以外救為主。做一個屋頂消防水箱儲存前10min消防水量用來控制或撲滅初期火災，而后就由消防隊利用室外消火栓來取水滅火。市政水壓能達到最不利點消火栓所需水壓當然好,達不到也無所謂,不需要設置消火栓增壓泵。另外一個觀點認為只要市政管道壓力達不到最不利點消火栓所需水壓就要設置增壓泵。新版《建規》的條文說明對此有了比較明確的解釋,但是具體到一些細節仍要仔細理解做到既符合規范又比較合理。

　　2·2新版《建規》中消防水泵的設置討論

　　(1)新版《建規》條文說明第8·4·3條**款有如下文字:對于多層民用建筑要盡可能利用市政管道水壓設計消防給水系統,為確保市政供水壓力達到撲救必需的水槍充實水柱(Sk),應按建筑物層高和水槍的傾角(45°~60°)進行核算。Sk=(H1—H2)/sinα。

　　驗算市政供水壓力能否滿足消防管路水頭損失要求,應按消防管道最遠、最不利點撲救需要的充實水柱進行。如果市政供水壓力不能達到按層高計算的水槍充實水柱,應設置消防增壓水泵,此時水槍充實水柱應依照不應小于7m、10m、13m的規定來確定計算消防水泵的揚程。消防增壓水泵的揚程Hb,應能克服輸水管的阻力HZ和供水高度Hg的重力,滿足消火栓出口的水壓力Hxh,即:Hb=HZ+Hg+Hxh(m)。

　　(2)舉例說明。例1:有一多層普通廠房共6層,首層層高為4.2m,二層至六層層高均為3.6m,總高度22.2m,內設有室內消火栓,試求確保達到撲救該廠房所必需的水槍充實水柱而需要的消火栓栓口壓力。如果采用水槍上傾角為45°,如圖1

　　圖1水槍傾角45°

　　利用市政水壓則水槍的充實水柱長度為:Sk=(H1-H2)/sinα=(H層高-1)/sinα=(3.60-1.00)/

　　0.707=3.68m。計算結果,水槍的充實水柱長需3.68m。

　　室內消火栓栓口的最低水壓可由下式計算,Hxh=Hd+Hq+Hsk。

　　式中:Hxh———消火栓栓口的最低水壓;

　　Hd———消防水帶的水頭損失;

　　Hq———水槍噴嘴造成一定長度的充實水柱所需水壓;

　　Hsk———消火栓栓口水頭損失,宜取2(mH2O)。

　　確保達到撲救該廠房所必需的水槍充實水柱而需要的消火栓栓口壓力經計算為:Hxh=6.78(mH2O)。按照條文解釋,此結果為確保市政供水壓力達到撲救必需的水槍充實水柱(Sk),要達到的最不利點消火栓栓口壓力,即如果市政供水壓力能保證最不利點消火栓栓口6.78(mH2O)水柱的壓力就不用設置消防增壓水泵。

　　設置增壓泵時,按規范條文解釋水槍充實水柱長度應為10m,則依據所需要的消火栓栓口壓力計算結果為:Hxh=Hd+Hq+Hsk=15.96(mH2O)

　　例2:有一廠房內設置有室內消火栓,廠房的層高為8.10m,試求確保達到撲救該廠房所必需的水槍充實水柱而需要的消火栓栓口壓力。利用市政水壓則水槍的充實水柱長度為:

　　Sk=(8.10–1.00)/sin45°=7.10/0.707=10.04(mH2O)

　　則所需要的消火栓栓口壓力為:Hxh=Hd+Hq+Hsk=15.96(mH2O)

　　設置增壓泵,按規范條文解釋水槍充實水柱長度應為10m,則所需要的消火栓栓口壓力為:Hxh=Hd+Hq+Hsk=15.96(mH2O)

　　(3)分析結論。例l計算兩者相差近10m,例2計算兩者結果是相同的;從而得出以下結論:對于層高不大于8m的多層建筑,驗算市政壓力能否達到消火栓系統最不利點要求時,不需要按7m、10m、13m的充實水柱來計算,而是按實際情況計算。相比較設置增壓泵而言要求的壓力會有所降低,而層高3m左右的建筑會降低10(mH2O)左右。我國城市現有市政壓力很多在0.20~0.30MPa之間,按新規范的理解這個壓力能滿足很多這類建筑的消火栓系統壓力要求。即可以直接利用市政壓力而不用設置增壓泵。

　　現實情況是因為我國大部分城市和地區都不允許直接從市政管網吸水,所以通常做法是先從市政管網放到消防水池,然后再用增壓泵從中吸水給室內消防管網增壓。這樣做的結果不僅增加了工程造價而且浪費了大量的能源,新規范條文說明的變化將多層建筑設置消防增壓泵的壓力值降低了最多到0.10MPa。這樣既可以減少投資又可以大大的節約能源。

　　3消防水泵設置應注意的問題

　　3.1選型

　　消防水泵的選型直接關系到水泵運行的效能問題,但《建規》對消防水泵的性能選用沒有做出較詳細的特別規定,有的設計人員常常將消防水泵的流量設計的偏小,不能滿足室內消防用水量的要求。有的將消防泵的揚程設計的偏大從而對管網工作不利。部分剛從事建審和驗收的工作人員,對這些問題還很難發現,常常是設計人員怎么設計就怎么審怎么驗,造成了一些先天性隱患的存在。對此,我們應弄清楚三個概念。一是流量,水泵的流量又稱為輸水量,它是指水泵在單位時間內輸送水的數量。以符號Q來表示,其單位為L/s、m3/s、m3/h。二是揚程,水泵的揚程是指水泵能夠揚水的高度,通常以符號H來表示,其單位為m。揚程由兩部分組成。即水泵能把水吸上來的高度,叫做吸水揚程,簡稱吸程;水泵能把水壓上去的高度,叫做壓水揚程,簡稱壓程。水泵揚程=吸水揚程+壓水揚程。銘牌上標示的揚程是指水泵本身所能產生的揚程,它不含管道水流受摩擦阻力而引起的損失揚程。在選用水泵時,注意不可忽略。否則,將會抽不上水來。三是功率,在單位時間內,機器所做功的大小叫做功率。通常用符號N來表示。常用的單位有:kW。通常電動機的功率單位用kW表示。動力機傳給水泵軸的功率,稱為軸功率,可以理解為水泵的輸入功率,通常講水泵功率就是指軸功率。因此,我們在選泵時一定要根據建筑物的室內、外消防用水量和建筑物的高度來確定消防水量,然后定好管徑,計算出管損,由此確定水泵揚程和流量,這樣就能定下水泵型號,然后根據流量和揚程來查出功率。在此基礎上,還可以參照美國對消防泵的性能要求如消防泵的**流量應為設計值的150%,揚程不小于選定工作點揚程的65%,關閉水泵時的揚程不大于選定工作點揚程的140%,穩壓泵流量為1~2L/s,揚程為消防泵揚程的1.1~1.2倍。

　　3·2管道連接

　　《建規》第8.6.5條規定:消防水泵房應有不少于2條的出囘水管直接與環狀消防給水管網連接。當其中1條出囘水管關閉時,其余的出囘水管仍應能通過全部用水量。《建規》第8.6.6條規定:一組消防水泵的的吸水管不應少于2條。當其中1條關閉時,其余的吸水管仍應能通過全部用水量。但在一些消防工程中我們發現,仍有一些工程一組消防水泵只有1條吸水管或只有1條出囘水管。一組消防水泵只有1條吸水管的話,當吸水管檢修時,整個系統就會癱瘓。一組消防水泵只有1條出囘水管的話就會降低消防系統的可靠性。在消防驗收的過程中還發現,有些水泵出囘水管上沒有設置壓力表、無試驗放水閥、無泄壓閥、消防水泵出囘水管裝有壓力表,試驗放水閥,在檢查消防泵時,可使消防泵的出囘水不進入管網,使管網免受超壓和水錘的影響。

　　由于發生初期火災時啟動消防泵后管網會超壓,且會產生水錘效應,停泵時也會產生水錘效應。出囘水管上設置泄壓閥后能泄壓且能減小水錘效應。此外,有些水泵的吸水管的管徑偏小,水泵的流量達不到設計值。這些都會影響到消防供水系統的正常使用。

　　3·3過載保護

　　消防水泵是重要負荷,在消防滅火中起著極為重要的作用,一般情況下應確保連續供電。按照我們的習慣性思維,凡是重要設備就應設過載保護。但JGJ/T

　　16-2008《民用建筑電氣設計規范》第8.6.3.5條、第10.2.2.4條規定:對于突然停電會導致的損失比因過負荷而造成損失更大的配電線路,不應裝設切斷電路的過負荷保護電器(如消防水泵的供電線路),但應裝設過負荷報警電器。照此規定,消防水泵不應裝設過載保護切斷裝置。這主要是考慮到火災發生時,應全力保證消防用水的需要,因為由于水泵過載可能造成的線路、設備損失與火災損失相比微不足道。

　　3·4啟泵按鈕的控制電壓

　　在使用消火栓的時候,如果消防水管的壓力很大或消火栓口不緊,就會有水從水管中溢出來,弄囘濕消火栓按鈕。可能會使消防水帶電,如果電壓過大會造成消防員在滅火中受傷。JGJ/T16-1992《民用建筑電氣設計規范》第24.6.2.1規定:設在消防栓箱中的起動消防水泵的按鈕及啟泵信號燈的控制回路應采用50V以下的安全電壓。第24.9.11規定:消防聯動裝置的直流操作電源電壓應采用24V。這主要是從保護消防隊員的角度出發。但在施工中仍有一些工程消火栓按鈕的操作電源電壓接到了交流220V上,應引起高度重視。消防水泵的設置，北京消防器材公司專營滅火器檢測維修年審服務，專項資質從事消防檢測及電氣檢測服務，批發各種規格滅火器等消防產品。