建筑消防泵的設(shè)置

(山西博巖消防工程有限公司，山西太原 030006)

1 消防泵的選用

消防泵選用的主要控制參數(shù)為泵的額定流量、額定壓力。消防水泵應(yīng)滿足建筑消防用水水壓和流量的要求。水泵的流量、揚程不應(yīng)低于設(shè)計要求值。消防泵應(yīng)選用流量—壓力曲線平坦的泵。泵殼應(yīng)采用鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁或鑄銅等其他鑄造合金。軸應(yīng)采用至少為2Cr13的不銹鋼或相當(dāng)?shù)目垢g性材料;或者使用碳鋼材料，填料盒及泵體過流流道處須采用抗腐蝕性材料的軸套。葉輪、葉輪密封環(huán)、殼體密封材料、套環(huán)、填料環(huán)、水封環(huán)、機械密封蓋、填料軸套等應(yīng)采用抗腐蝕性材料制成。泵體應(yīng)承載能力高、抗超載能力強。

2 備用泵

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》都規(guī)定:“消防水泵應(yīng)設(shè)置備用泵，其工作能力不應(yīng)小于最大一臺消防工作泵。”因此，消防給水系統(tǒng)消防泵的設(shè)置可采用一用一備或者多用一備，且備用泵的流量和壓力應(yīng)該和主工作泵的相同，也就是說對于每個系統(tǒng)所設(shè)的幾臺消防泵流量和壓力要相同，使每臺泵都能發(fā)揮最大效能。采用多用一備時，應(yīng)考慮多臺消防泵并聯(lián)工作時，對系統(tǒng)流量和壓力的影響。

3 防超壓措施

當(dāng)今建筑的規(guī)模越來越大，級別越來越高，使建筑在火災(zāi)期間的消防用水量越來越大，尤其是高層及超高層建筑的消防用水量更大，導(dǎo)致每個建筑的設(shè)計用水量大，而在火災(zāi)初起時，實際使用消火栓的個數(shù)和實際動作的噴頭個數(shù)要比設(shè)計參數(shù)小得多，因此，火災(zāi)初起時的實際消防用水量也遠(yuǎn)小于水泵的供水流量，因而造成火災(zāi)初期管網(wǎng)壓力的升高，有時因超過管網(wǎng)允許壓力而造成事故;同樣，在系統(tǒng)的維護當(dāng)中以及水泵在突然停止運轉(zhuǎn)時，也會出現(xiàn)管網(wǎng)超壓的現(xiàn)象，因此，需要在水泵的設(shè)計中考慮采取防超壓措施。

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》8.6.5條規(guī)定:“當(dāng)存在超壓可能時，出水管上應(yīng)設(shè)置防超壓設(shè)施。”《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》7.5.6條規(guī)定:“高層建筑消防給水系統(tǒng)應(yīng)采取防超壓措施。”

防超壓措施有:

1)將設(shè)計用水量平均分解，采用多臺水泵并聯(lián)供水;

2)不選用流量—揚程曲線陡的消防水泵;

3)將系統(tǒng)管網(wǎng)和組件的設(shè)計壓力提高;

4)在水泵出水管上設(shè)置安全閥;

5)在水泵出水管和水池之間設(shè)置回流管泄壓;

6)在布置管路時，盡量少走彎路。

4 吸水方式

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》8.6.6條規(guī)定:“消防水泵應(yīng)采用自灌式吸水……”《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》7.5.4條規(guī)定:“消防水泵應(yīng)采用自灌式吸水……”。因此，在消防泵的吸水方式上，應(yīng)盡量采用自灌式吸水，確保吸水可靠。

自灌式吸水是水泵軸線標(biāo)高低于水池的工作水位高度的吸水方式。這種方法布置時，把水泵房設(shè)置在地下，水池設(shè)置在地下水泵房旁邊。這種吸水方式，水池的工作水位高于水泵軸線標(biāo)高，使吸水管內(nèi)一直都充滿水，能保證水泵自動、迅速啟動。因此，消防泵應(yīng)盡量采用自灌式吸水方式。

當(dāng)無法滿足自灌式吸水方式時，可以采用吸入式吸水方式。吸入式吸水是水泵軸線標(biāo)高高于水池的工作水位高度的吸水方式。這種吸水方式，需要在吸水管底部安裝吸水底閥，吸水底閥實際上是一種止回閥，它保證水流只能由水池進入吸水管而不能倒流，所以，盡管水泵軸線標(biāo)高高于水池的工作水位，但由于有吸水底閥的作用，吸水管內(nèi)的水不會流入水池，可使吸水管內(nèi)一直都充滿水，保證水泵能正常啟動。這種吸水方式的可靠性受吸水底閥質(zhì)量的影響，如果底閥關(guān)閉不嚴(yán)或者漏水，吸水管內(nèi)的水就會慢慢流入水池，時間長了，吸水管內(nèi)的吸水真空就會被破壞，進而會影響水泵的吸水。因此，吸入式吸水必須在吸水管上設(shè)置可靠的補水措施，以補充底閥漏掉的水，保證吸水管內(nèi)充滿水，確保水泵吸水正常。

5 管道布置

5.1 消防泵吸水管

消防泵在吸水管的布置方面，可以采用單泵單吸方式，也可以采用多臺泵共用吸水管的方式。

單泵單吸方式:每臺泵單獨吸水，互不影響，即使一臺泵的吸水管出現(xiàn)故障也不會影響其他泵的吸水。

多臺泵共用吸水管方式:為一組(可以是一個系統(tǒng)，也可以是多個系統(tǒng))消防泵共用吸水管，每臺消防泵通過吸水母管從水池吸水，進入水池的吸水管必須不少于兩條，吸水管可以認(rèn)為是一用一備或多用一備，保證在一條吸水管關(guān)閉、檢修或損壞時，不影響水泵的正常吸水。吸水管及母管的管徑要用需通過的全部水量來校核。

5.2 消防泵出水管

每個系統(tǒng)的消防泵的出水管可以直接與系統(tǒng)管網(wǎng)相連接，也可以合并后再以不少于兩條的出水管與系統(tǒng)管網(wǎng)相連，以保證在其中一條出水管關(guān)閉、檢修或故障時，系統(tǒng)能正常運行。出水管的管徑要以系統(tǒng)全部用水量來校核。

6 消防泵的控制

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》8.6.9條規(guī)定:“消防水泵應(yīng)保證在火警后30 s內(nèi)啟動。”對于室內(nèi)消火栓系統(tǒng)來說，采用消火栓箱內(nèi)所設(shè)的消火栓按鈕來直接啟動消防泵，保證其啟動的可靠性，同時要將泵啟動的信號反饋回消防控制柜。對于自動噴水滅火系統(tǒng)來說，要用報警閥組上的壓力開關(guān)來聯(lián)動消防泵啟動，并將消防泵啟動信號反饋回消防控制柜。

為了保證消防泵啟動的可靠性，在消防控制室還要求設(shè)置多線制的消防泵啟動按鈕，并且要求消防泵必須在30 s內(nèi)正常啟動。

消防泵的啟動方式，常用的有以下幾種:

全壓啟動:也稱為直接啟動。全壓啟動在消防泵控制柜的制作方面具有控制設(shè)備及連接線路簡單，控制柜體積小，人員操作方便，易于管理維護，成本低，故障幾率小的優(yōu)點，但在直接啟動時的一剎那，啟動電流比額定電流大很多，容易造成電網(wǎng)供電的不穩(wěn)定和供電設(shè)備的故障。因此，直接啟動一般適合小功率的電機，一般只在15 kW以下的泵上使用，價格便宜。

降壓啟動:簡單的說就是降低電壓的啟動方式，通過降低電壓來降低啟動電流，以達到更好的保護電網(wǎng)及供電設(shè)備的目的。

降壓啟動的方法很多，常用的有星三角啟動、軟啟動等。降壓啟動在消防泵的控制上被廣泛采用。一般在18.5 kW及以上的泵上使用降壓啟動。

變頻啟動:是通過改變頻率來達到降低啟動電壓及電流的啟動方式，此種方式，對電網(wǎng)及控制設(shè)備無沖擊，易于控制。但此種啟動方式控制設(shè)備復(fù)雜，成本高，能耗大。在消防泵的控制方式上除了特殊場合外很少采用。

7 水泵供電要求

為了保證消防泵的正常運行，我們要在消防泵的供電方面力保其可靠性。《建筑設(shè)計防火規(guī)范》11.1.5條規(guī)定:“……消防水泵房應(yīng)在其配電線路的最末一級配電箱處設(shè)置自動切換裝置。”《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》9.1.2條規(guī)定:“……消防水泵應(yīng)在最末一級配電箱處設(shè)置自動切換裝置。”

火災(zāi)實踐證明，保證火災(zāi)時滅火設(shè)備的正常運行是至關(guān)重要的，因此，需要有可靠的電源和消防配電線路。對于一級和二級負(fù)荷供電的建筑，需要有兩個電源(工作電源和備用電源)，以確保消防設(shè)備供電的可靠性。消防泵應(yīng)設(shè)雙回路供電，在消防泵的配電箱處設(shè)置雙電源切換裝置。

8 水泵房

筆者這些年來在大量的建筑設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，大部分建筑的消防水泵房都設(shè)置在地下層，其主要目的是為了保證消防水泵的可靠吸水，再者就是設(shè)置在地下層時，很少影響建筑的美觀度。需要指出的是，當(dāng)消防水泵房設(shè)置在地下層時，其出口應(yīng)直通安全出口，以保證操作人員的安全。

有很少數(shù)的建筑，消防水泵房設(shè)置在了建筑物的首層，常見于舊樓改造工程等建筑。當(dāng)消防水泵房設(shè)置于首層時，其出口應(yīng)直接通向室外，確保操作人員的安全。

消防水泵房的門應(yīng)采用甲級防火門，并應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明系統(tǒng)，其照度不得低于正常照明的照度，確保操作方便。泵房內(nèi)還應(yīng)設(shè)置消防對講電話分機，供操作人員火災(zāi)時使用。

9 結(jié)語

建筑在火災(zāi)期間，消防設(shè)施的有效運行，必須保證可靠的水源和電源，因此，我們在消防設(shè)計上必須要重視水源和電源及其相關(guān)配套設(shè)備的設(shè)計，尤其是作為火災(zāi)期間主要滅火動力輸出的消防水泵及其配套設(shè)備，一定要力求可靠。

［1］GB 50016-2006，建筑設(shè)計防火規(guī)范［S］.

［2］GB 50045-95，高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范(2005年版)［S］.

［3］陳 昀.消防水泵接合器設(shè)置的探討［J］.山西建筑，2011，37(16):150-151.