消防水泵的設(shè)置

　　摘要：通過對建筑防火設(shè)計審核中經(jīng)常遇到的消防水泵設(shè)置情況和相關(guān)設(shè)計規(guī)范的分析研究，提出了如何使水泵的設(shè)置更為合理的觀點(diǎn)。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(wù)，消防設(shè)施檢測及電氣防火檢測服務(wù)，直營國內(nèi)知名品牌滅火器等消防器材。

　　關(guān)鍵詞:消防供水;消防水泵;設(shè)置

　　1引言

　　消防水泵房是消火栓、自動噴水滅火系統(tǒng)以及其它滅火系統(tǒng)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(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。然而由于消防設(shè)計、審核、驗(yàn)收人員對規(guī)范理解的不同和規(guī)范間存在的差異，導(dǎo)致水泵在設(shè)置過程中存在了一些問題，不能有效發(fā)揮其作用。筆者就工作中遇到的消防水泵的設(shè)計、安裝以及維護(hù)保養(yǎng)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(shè)置范圍

　　2.1多層建筑消防水泵設(shè)置的爭議

　　GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(以下簡稱《建規(guī)》第8.6.1條規(guī)定:具有下列情況的應(yīng)設(shè)消防水池:一是當(dāng)生產(chǎn)、生活用水量達(dá)到**時，市政給水竹道進(jìn)水管或天然水源不能滿足室內(nèi)外消防用水量;一是市政給水管道為枝狀或只有1條進(jìn)水管，且室內(nèi)外消防用水量之和大于25L/s。根據(jù)此條規(guī)定，一棟建筑物體積大于5000m3，根據(jù)建筑物的室外消火栓用水量標(biāo)準(zhǔn)，室外消火栓用水量均大于20L/s。一般設(shè)有室內(nèi)消火栓的建筑物室內(nèi)消火栓用水量均在10L/s以上。這樣室內(nèi)外消防用水量之和均超過25L/s。加上城市管網(wǎng)一般不能滿足3層以上建筑物室內(nèi)消火栓壓力要求，可以說，3層以上設(shè)有室內(nèi)消火栓的每棟樓房基本上都要建造消防水池，并應(yīng)設(shè)置泵房。此外，《建規(guī)》第8.4.4條規(guī)定:設(shè)置臨時高壓給水系統(tǒng)的建筑物，應(yīng)設(shè)置消防水箱(包括氣壓水罐、水塔分區(qū)給水系統(tǒng)的分區(qū)水箱)。照此規(guī)定，設(shè)置臨時高壓消防給水系統(tǒng)的建筑物，均應(yīng)設(shè)置消防水箱。這類建筑多為4,5層的多層建筑，而市政管網(wǎng)的壓力一般為20—30(mH2O)(1mH2O=9.8X103Рa.)水柱，為滿足最不利點(diǎn)消火栓所需充實(shí)水柱的需要，這類建筑也應(yīng)設(shè)置消防水泵。但是，在實(shí)際操作中一棟體積大于5000m3建筑物，就要設(shè)置消防水池和泵房，從城市建設(shè)用地和節(jié)約用水的角度出發(fā)很難做到。多層建筑消火栓系統(tǒng)增壓消防泵的設(shè)置問題，各地在執(zhí)行老版《建規(guī)》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(diǎn):一個觀點(diǎn)認(rèn)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(zāi)，而后就由消防隊(duì)利用室外消火栓來取水滅火。市政水壓能達(dá)到最不利點(diǎn)消火栓所需水壓當(dāng)然好,達(dá)不到也無所謂,不需要設(shè)置消火栓增壓泵。另外一個觀點(diǎn)認(rèn)為只要市政管道壓力達(dá)不到最不利點(diǎn)消火栓所需水壓就要設(shè)置增壓泵。新版《建規(guī)》的條文說明對此有了比較明確的解釋,但是具體到一些細(xì)節(jié)仍要仔細(xì)理解做到既符合規(guī)范又比較合理。

　　2·2新版《建規(guī)》中消防水泵的設(shè)置討論

　　(1)新版《建規(guī)》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(shè)計消防給水系統(tǒng),為確保市政供水壓力達(dá)到撲救必需的水槍充實(shí)水柱(Sk),應(yīng)按建筑物層高和水槍的傾角(45°~60°)進(jìn)行核算。Sk=(H1—H2)/sinα。

　　驗(yàn)算市政供水壓力能否滿足消防管路水頭損失要求,應(yīng)按消防管道最遠(yuǎn)、最不利點(diǎn)撲救需要的充實(shí)水柱進(jìn)行。如果市政供水壓力不能達(dá)到按層高計算的水槍充實(shí)水柱,應(yīng)設(shè)置消防增壓水泵,此時水槍充實(shí)水柱應(yīng)依照不應(yīng)小于7m、10m、13m的規(guī)定來確定計算消防水泵的揚(yáng)程。消防增壓水泵的揚(yáng)程Hb,應(yīng)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(nèi)設(shè)有室內(nèi)消火栓,試求確保達(dá)到撲救該廠房所必需的水槍充實(shí)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(shí)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(jié)果,水槍的充實(shí)水柱長需3.68m。

　　室內(nèi)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(shí)水柱所需水壓;

　　Hsk———消火栓栓口水頭損失,宜取2(mH2O)。

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

　　設(shè)置增壓泵時,按規(guī)范條文解釋水槍充實(shí)水柱長度應(yīng)為10m,則依據(jù)所需要的消火栓栓口壓力計算結(jié)果為:Hxh=Hd+Hq+Hsk=15.96(mH2O)

　　例2:有一廠房內(nèi)設(shè)置有室內(nèi)消火栓,廠房的層高為8.10m,試求確保達(dá)到撲救該廠房所必需的水槍充實(shí)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(shí)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(shè)置增壓泵,按規(guī)范條文解釋水槍充實(shí)水柱長度應(yīng)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(jié)論。例l計算兩者相差近10m,例2計算兩者結(jié)果是相同的;從而得出以下結(jié)論:對于層高不大于8m的多層建筑,驗(yàn)算市政壓力能否達(dá)到消火栓系統(tǒng)最不利點(diǎn)要求時,不需要按7m、10m、13m的充實(shí)水柱來計算,而是按實(shí)際情況計算。相比較設(shè)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(xiàn)有市政壓力很多在0.20~0.30MPa之間,按新規(guī)范的理解這個壓力能滿足很多這類建筑的消火栓系統(tǒng)壓力要求。即可以直接利用市政壓力而不用設(shè)置增壓泵。

　　現(xiàn)實(shí)情況是因?yàn)槲覈蟛糠殖鞘泻偷貐^(qū)都不允許直接從市政管網(wǎng)吸水,所以通常做法是先從市政管網(wǎng)放到消防水池,然后再用增壓泵從中吸水給室內(nèi)消防管網(wǎng)增壓。這樣做的結(jié)果不僅增加了工程造價而且浪費(fèi)了大量的能源,新規(guī)范條文說明的變化將多層建筑設(shè)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(jié)約能源。

　　3消防水泵設(shè)置應(yīng)注意的問題

　　3.1選型

　　消防水泵的選型直接關(guān)系到水泵運(yùn)行的效能問題,但《建規(guī)》對消防水泵的性能選用沒有做出較詳細(xì)的特別規(guī)定,有的設(shè)計人員常常將消防水泵的流量設(shè)計的偏小,不能滿足室內(nèi)消防用水量的要求。有的將消防泵的揚(yáng)程設(shè)計的偏大從而對管網(wǎng)工作不利。部分剛從事建審和驗(yàn)收的工作人員,對這些問題還很難發(fā)現(xiàn),常常是設(shè)計人員怎么設(shè)計就怎么審怎么驗(yàn),造成了一些先天性隱患的存在。對此,我們應(yīng)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(nèi)輸送水的數(shù)量。以符號Q來表示,其單位為L/s、m3/s、m3/h。二是揚(yáng)程,水泵的揚(yáng)程是指水泵能夠揚(yáng)水的高度,通常以符號H來表示,其單位為m。揚(yáng)程由兩部分組成。即水泵能把水吸上來的高度,叫做吸水揚(yáng)程,簡稱吸程;水泵能把水壓上去的高度,叫做壓水揚(yáng)程,簡稱壓程。水泵揚(yáng)程=吸水揚(yáng)程+壓水揚(yáng)程。銘牌上標(biāo)示的揚(yáng)程是指水泵本身所能產(chǎn)生的揚(yáng)程,它不含管道水流受摩擦阻力而引起的損失揚(yáng)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(nèi),機(jī)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(jī)的功率單位用kW表示。動力機(jī)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(jù)建筑物的室內(nèi)、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(yáng)程和流量,這樣就能定下水泵型號,然后根據(jù)流量和揚(yáng)程來查出功率。在此基礎(chǔ)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(yīng)為設(shè)計值的150%,揚(yáng)程不小于選定工作點(diǎn)揚(yáng)程的65%,關(guān)閉水泵時的揚(yáng)程不大于選定工作點(diǎn)揚(yáng)程的140%,穩(wěn)壓泵流量為1~2L/s,揚(yáng)程為消防泵揚(yáng)程的1.1~1.2倍。

　　3·2管道連接

　　《建規(guī)》第8.6.5條規(guī)定:消防水泵房應(yīng)有不少于2條的出囘水管直接與環(huán)狀消防給水管網(wǎng)連接。當(dāng)其中1條出囘水管關(guān)閉時,其余的出囘水管仍應(yīng)能通過全部用水量?！督ㄒ?guī)》第8.6.6條規(guī)定:一組消防水泵的的吸水管不應(yīng)少于2條。當(dāng)其中1條關(guān)閉時,其余的吸水管仍應(yīng)能通過全部用水量。但在一些消防工程中我們發(fā)現(xiàn),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(dāng)吸水管檢修時,整個系統(tǒng)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(tǒng)的可靠性。在消防驗(yàn)收的過程中還發(fā)現(xiàn),有些水泵出囘水管上沒有設(shè)置壓力表、無試驗(yàn)放水閥、無泄壓閥、消防水泵出囘水管裝有壓力表,試驗(yàn)放水閥,在檢查消防泵時,可使消防泵的出囘水不進(jìn)入管網(wǎng),使管網(wǎng)免受超壓和水錘的影響。

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

　　3·3過載保護(hù)

　　消防水泵是重要負(fù)荷,在消防滅火中起著極為重要的作用,一般情況下應(yīng)確保連續(xù)供電。按照我們的習(xí)慣性思維,凡是重要設(shè)備就應(yīng)設(shè)過載保護(hù)。但JGJ/T

　　16-2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》第8.6.3.5條、第10.2.2.4條規(guī)定:對于突然停電會導(dǎo)致的損失比因過負(fù)荷而造成損失更大的配電線路,不應(yīng)裝設(shè)切斷電路的過負(fù)荷保護(hù)電器(如消防水泵的供電線路),但應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷報警電器。照此規(guī)定,消防水泵不應(yīng)裝設(shè)過載保護(hù)切斷裝置。這主要是考慮到火災(zāi)發(fā)生時,應(yīng)全力保證消防用水的需要,因?yàn)橛捎谒眠^載可能造成的線路、設(shè)備損失與火災(zāi)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(shè)計規(guī)范》第24.6.2.1規(guī)定:設(shè)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(yīng)采用50V以下的安全電壓。第24.9.11規(guī)定:消防聯(lián)動裝置的直流操作電源電壓應(yīng)采用24V。這主要是從保護(hù)消防隊(duì)員的角度出發(fā)。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(yīng)引起高度重視。消防水泵的設(shè)置，北京消防器材公司專營滅火器檢測維修年審服務(wù)，專項(xiàng)資質(zhì)從事消防檢測及電氣檢測服務(wù)，批發(fā)各種規(guī)格滅火器等消防產(chǎn)品。