建筑消防給水系統中消防泵超壓的探討

王浩，翟光日

（安徽省建筑設計研究院有限責任公司，安徽 合肥 230000）

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建筑消防給水系統中消防泵超壓的探討

王浩，翟光日

（安徽省建筑設計研究院有限責任公司，安徽 合肥 230000）

文章主要探討《消防給水及消火栓系統技術規范》條文對于消防泵超壓運行立足點以及常用消防泵是否滿足其要求。

消防泵；超壓

1　問題的提出

原《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045-95）（以下簡稱《高規95》）7.5.6條：高層建筑消防系統應采取防超壓措施。《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）（以下簡稱《消規2014》）5.1.6第四條：流量揚程性能曲線應為無駝峰、無拐點的光滑曲線，零流量時的壓力不應大于設計工作壓力的140%，且宜大于設計工作壓力的120%。從《高規95》7.5.6條的防超壓到《消規2014》允許0.2～0.4倍設計壓力的超壓，立足點發生了巨大的變化，本文主要探討規范對于消防泵超壓立足點發生的變化以及一些典型消防泵在《消規2014》下是否滿足要求。

2　關于消防泵超壓問題的探討

2.1《高規95》對于超壓問題的立足點

火災初期用水量沒有達到設計流量的標準，泵出水量相應的也比較少，管網壓力升高甚至超壓發生事故。設想如果有一種泵流量變化很大的時候，而揚程基本不發生變化，這種泵就能解決超壓問題，隨之恒壓切線泵應運而生并得到了廣泛的應用。為了進一步的防超壓，消防泵出水管上設有泄壓閥，泄壓閥的泄壓值一般設置為設計壓力值加上0.1MPa，也就是切線泵和泄壓閥基本保證了消防管網內的超壓值不會太高。《高規95》對超壓的立足點是防止發生超壓。[1]

2.1《消規2014》對于超壓問題的立足點

超壓問題無法徹底解決，比如水錘超壓等突發性的超壓，超壓其實是相對的，超過了消防給水系統的系統工作壓力那就叫超壓。既然不可避免，[2]《消規2014》關于超壓問題的立足點就是接受超壓，拔高系統的工作壓力，《消規2014》8.2.3.3和8.2.3.4在計算消防給水系統的系統工作壓力的時候把消防水泵零流量的時候超壓計算在內，對于消防系統的承壓能力的要求。接受超壓不能無限制的超壓，一方面消防系統給水管網的系統工作壓力不能無限制的變大，另一方面低流量空載過熱會對水泵有很大的破壞作用[3]，所以《消規2014》規定了超壓時不得超過設計壓力的1.4倍。零流量時壓力不宜小于額定壓力的120%是因為消防給水系統是通過壓力來實現的，如果消防水泵的性能曲線沒有一定的坡度，實現壓力和水力控制有一定的難度，因此規定消防水泵零流量時壓力的上限和下限，新規范沒有防系統超壓的規定，筆者認為泄壓閥也沒有設置的必要，如設置泄壓閥，其泄壓閥泄壓值建議設置為1.4倍的消防水泵的額定流量。

3　關于消防泵選型的探討

《消規2014》關于消防泵規定如下：

5.1.6-4流量揚程性能曲線應為無駝峰、無拐點的光滑曲線，零流量時的壓力不應大于設計工作壓力的140%，且宜大于設計工作壓力的120%。[4]

5.1.6-5當出流量為設計流量的150%時，其出口壓力不應低于設計工作壓力的65%。

依據以上兩條規范得到消防泵性能曲線有如下特點：

特點1：曲線從零流量到150%的額定流量，有一定的水力坡度，且不出現駝峰，即單調遞減；

特點2：曲線從零流量到150%的額定流量，斜率在區間（-1，0）上；

依據規范繪制下圖的水泵選型的原則曲線——黑色和綠色的組成的閉合曲線中的藍色（黑色為零流量到150%的額定流量時，揚程的滑動范圍）。

以下的水泵性能曲線和水泵參數表均摘自國標圖集04S204。

3.1恒壓切線消防泵

下圖為摘自圖集04S204的臥式恒壓切線消防泵還是立式恒壓切線泵的性能曲線。

無論是臥式恒壓切線消防泵還是立式恒壓切線泵都無法滿足零流量時其壓力大于1.2倍額定壓力的要求，零流量到額定流量之間的壓力變化在額定流量的5%之內，不滿足特點1，臥式恒壓切線消防泵出現了駝峰，立式恒壓切線泵的性能曲線出現了拐點，不滿足規范要求。

3.3消防泵串聯或者并聯運行

串聯運行：流量不變揚程疊加的辦法合成供水曲線，曲線變的更陡，在消防設計點上（在聯合曲線上）有可能滿足規范“零流量時的壓力不應大于設計工作壓力的140%，且宜大于設計工作壓力的120%”的要求，但不滿足“當出流量為設計流量的150%時，其出口壓力不應低于設計工作壓力的65%”的要求。

并聯運行：揚程不變流量疊加的辦法合成供水曲線，曲線只會變的更加平坦，在消防設計點上（在聯合曲線上）是不滿足規范要求的，不滿足規范“零流量時的壓力不應大于設計工作壓力的140%，且宜大于設計工作壓力的120%。”

4　結論

①《消規2014》從原來的防超壓到接受超壓，具有更強的實用性和實際意義，同時對消防給水管網系統工作壓力的要求更高。

②《消規2014》中消防泵零流量時的工作不宜小于額定流量的120%，使得恒壓切線泵和恒壓消防泵不能滿足規范要求，切忌使用。

③單泵曲線不能滿足“零流量時的壓力不應大于設計工作壓力的140%，且宜大于設計工作壓力的120%”的要求時，串聯或者并聯此單泵時也不能滿足規范的要求。

④圖集04S204所列水泵基本都不能滿足《消規2014》對消防泵的要求，望相關部門及時更新滿足新規范的新圖集。

[1]蔣加林，夏楊.高層建筑消防泵超壓保護的改進[J].消防技術與產品信息，2005：23-25.

[2]郝鵬.消防水泵試驗管道與防超壓設施設置的問題分析[J].給水排水，2012（7）.

[3]陳捷添.水泵運行過熱原因分析及對策[J].煤礦機電，2008（10）：122-123.

[4]GB50974-2014，消防給水及消火栓系統技術規范[S].

TU991.41

A

1007-7359(2016)03-0233-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.084

王浩（1965-），男，安徽六安人，畢業于華中科技大學，高級工程師，國家注冊公用設備（給排水）工程師。