室內消火栓系統消防水泵自動啟動設計探討

高 黎 鋒

(山西省臨汾市消防支隊，山西 臨汾 041000)

室內消火栓系統消防水泵自動啟動設計探討

高 黎 鋒

(山西省臨汾市消防支隊，山西 臨汾 041000)

從室內消火栓系統壓力開關、流量開關的設置部位、動作設定值等方面，分析了室內消火栓系統設計中的常見問題，提出了消火栓系統消防水泵自動啟動方式設計時應注意的事項，并針對不同系統提出了優化啟動方式。

室內消火栓，消防水泵，壓力開關，流量開關，自動啟動

建筑發生火災之后，進行快速滅火是建筑內人員安全疏散和建筑結構安全的重要保證。室內消火栓作為建筑室內重要的滅火設施，是消防員內攻滅火的主要給水設備。室內消火栓有效供水是有效滅火的關鍵。而發生火災之后，消防水泵能否可靠啟動是室內消火栓能否有效供水的前提。為了保證消防水泵能可靠啟動，GB 50974—2014消防給水及消火栓系統技術規范(以下簡稱《水規》)對消防水泵的自動啟動方式給出了明確規定。《水規》第11.0.4條規定：“消防水泵應由消防水泵出水干管上設置的壓力開關、高位消防水箱出水管上的流量開關，或報警閥壓力開關等開關信號應能直接自動啟動消防水泵。消防水泵房內的壓力開關宜引入消防水泵控制柜內。”GB 50116—2013火災自動報警系統設計規范第4.3.1條也對消火栓系統消防水泵自動啟動做了相應的技術規定。

本文結合建設工程消防設計審核及竣工驗收，就室內消火栓系統消防水泵壓力開關、流量開關自動啟泵方式進行探討。

1 自動啟動的方式

《水規》規定了消火栓系統應采用設置壓力開關、流量開關等自動啟動的方式直接啟動消防水泵，針對不同的系統形式可以采取不同的啟動方式，以便節約成本，提高系統的可靠性。

1.1 壓力開關啟動方式

壓力開關啟動方式一般是在發生火災時，消火栓開啟，系統管網內壓力下降，通過設置在消防水泵出水干管上壓力開關動作，將系統內壓力信號轉化為電信號傳遞給消防水泵控制設備，從而自動啟動消防水泵。根據《水規》第11.0.4條條文說明，壓力開關一般可采用電接點壓力表、壓力傳感器等。壓力開關通常設置在消防水泵房的主干管道上，具有距離水泵控制柜較近、線路敷設較短、設備集中便于日常檢查管理、工程造價低、可靠性高的優點，廣泛應用于建設工程中。其缺點是啟動較慢，當系統內設置有穩壓設備時，由于穩壓泵對系統壓力的影響，對壓力開關的動作壓力、靈敏度等要求較嚴格，如果設計不當或未按照設計施工則可能造成壓力開關誤動作，從而使消防水泵不動作或者頻繁啟動。

1.2 流量開關啟動方式

流量開關啟動方式一般是在火災發生時，消火栓開啟，系統管網內水流波動，當管網內流速達到0.1 m/s～10 m/s時，設置在高位消防水箱出水管上的流量開關動作，將啟動信號轉化為電信號傳遞給消防水泵控制設備，從而啟動消防水泵。流量開關一般設置在屋頂消防水箱間，距離水泵控制柜較遠、線路敷設較長，日常維護較復雜，工程造價高。但由于水的流動性較強，其具有動作靈敏，啟動快的優點。

《<消防給水及消火栓系統技術規范>圖示》(15S909，以下簡稱《圖示》)說明中注明，消火栓系統設有穩壓泵時，應由壓力開關自動啟動消防水泵，消火栓系統無穩壓泵時，應由流量開關自動啟動消防泵。

2 設置部位的確定

2.1 壓力開關

壓力開關應設置在消防水泵的出水干管上，如圖1，圖2所示。

2.2 流量開關

流量開關應設置在消防水箱出水管上，當設有穩壓設施時，應設置在穩壓設施之后的出水管上，如圖3，圖4所示。

常見的流量開關錯誤安裝位置如圖5所示。

3 自動啟泵設定值的確定

3.1 壓力開關自動啟泵設定值的確定

當消火栓系統未設置穩壓設施時，管網內壓力主要來自于高位消防水箱自然高差形成的壓力和高位消防水箱內儲存消防用水形成的壓力之和。火災時，室內消火栓開啟，高位消防水箱內水位開始下降，消火栓出口壓力也開始下降，當壓力下降到一定值時，壓力開關動作啟動消防水泵。壓力開關動作壓力(P)可設定為：

P=PH+Ph-P0

(1)

其中，P為壓力開關動作壓力，MPa；PH為高位消防水箱高差形成的壓力，MPa；Ph為高位消防水箱有效水位形成的壓力，MPa；P0為消火栓開啟時形成的壓力降低值，MPa。

當消火栓系統設有穩壓設施時，根據《水規》第5.3.3條第2款“穩壓泵的設計壓力應保持系統自動啟泵壓力設置點處的壓力在準工作狀態時大于系統設置自動啟泵壓力值，且增加值宜為0.07 MPa～0.10 MPa”的規定，壓力開關動作壓力(P)可設定為：

P=P1+ΔP-(0.07～0.10)

(2)

其中，P為壓力開關動作壓力，MPa；P1為穩壓泵啟泵壓力，MPa；ΔP為穩壓設備壓力表與壓力開關幾何高差形成的壓力差，MPa，當二者位于同一水平面時，ΔP=0。

3.2 流量開關自動啟泵設定值的確定

當消火栓系統采用設置在高位消防水箱出水管上的流量開關啟動消防水泵時，當系統管網內運行而出現正常泄漏時，流量開關不應因正常泄漏而動作，火災時，室內消火栓開啟，管網內流量發生變化，流量開關動作啟動消防水泵。流量開關的流量設定應滿足以下要求：

Q1

(3)

其中，Q為流量開關動作流量,L/s；Q1為系統泄漏量，L/s；Q2為系統設計最不利點流量,L/s。

根據《水規》第5.3.2條“消防給水系統管網的正常泄漏量應根據管道材質、接口形式等確定，當沒有管網泄漏量數據時，穩壓泵的設計流量宜按消防給水設計流量的1%～3%計，且不宜小于

1 L/s”，因此系統泄漏量Q1取值宜為1 L/s。

4 啟動方式的優化

通過消防水泵出水干管上設置的壓力開關或者高位消防水箱出水管上的流量開關直接自動啟動消防水泵，其主要目的就是要采用可靠性能較高的壓力開關、流量開關替代故障率較高的遠程啟泵按鈕，確保火災發生時，能夠快速啟動消防水泵，有效地阻止火勢蔓延，撲滅火災。但由于上述兩種自動啟動方式均存在不同程度的優缺點，可以對其進行優化設計，減少誤動作，從而提高系統的可靠性。

1)同時采用壓力開關和流量開關兩種啟動方式。根據建筑物設置消火栓系統的不同，充分考慮建筑物的使用性質、建設規模以及經濟成本與產出效益的比例關系，在設計時可以同時采用兩種啟動方式，在優先確定一種啟動方式的前提下，互為備用，提高消防水泵啟動的可靠性和準確性。對重要的建筑物或者一旦發生火災可能無法還原的場所(如文物古建筑等歷史遺存)，室內消火栓系統可以采取此種優化設計。

2)在消火栓系統增設管網泄漏監測設備。通過設置在管網上的監測設備及時發現管網泄漏故障，采取人工的方式及時進行維修和保養，避免因管道泄漏而使流量開關誤動作，從而導致消防泵啟動。對室內存放、使用貴重物品、精密儀器的場所，一旦發生管網泄漏將造成嚴重損失的建筑內的消火栓系統可以采取此種優化設計。

3)采用壓力開關或者流量開關與消火栓按鈕啟動消防水泵的組合方式。消火栓按鈕經聯動控制器啟動消防泵具有減少布線量和線纜使用量，提高整個消火栓系統可靠性的優點，雖然《水規》第11.0.19條規定“消火栓按鈕不宜作為直接啟動消防水泵的開關”，但是在建筑物設有火災自動報警系統時，采用消火栓按鈕與壓力開關或者流量開關組合啟動消防水泵的方式可以提高消火栓系統動作的可靠性。

5 結語

《水規》的頒布實施，對室內消火栓系統的供水可靠性進行了嚴格的規定，在建設工程消防設計及消防設備的施工安裝過程中，必須嚴格按照規范要求，綜合考慮建筑物特征、消火栓系統形式、工程施工造價等方面因素，合理確定消防水泵的啟動方式、安裝位置、產品技術參數，選擇可靠性強、經濟成本低的啟動方式，加強日常消防設施的檢查和維護保養，確保火災發生時，能夠快速啟動消防水泵給室內消火栓系統供水，有效實施火災撲救。

[1] 陳新宇.淺議室內消火栓系統中的壓力開關與流量開關[J].給水排水,2015(9):109-112.

[2] 郝秦峰.淺析GB 50974—2014中消防水泵的自動啟動[J].給水排水，2015(6)：123-128.

[3] GB 50974—2014.消防給水及消火栓系統技術規范[S].

[4] 15S909，《消防給水及消火栓系統技術規范》圖示[Z].

[5] GB 50116—2013，火災自動報警系統設計規范[S].

On design for automatic start for fire-fighting pump in indoor fire hydrant system

Gao Lifeng

(LinfenFire-FightingBrigadeinShanxi,Linfen041000,China)

From the pressure switch, allocation of flow valve, and action settings of indoor fire-fighting hydrant system, the paper analyzes the common problems in the system design, indicates the problems in the automatic start design of the fire-fighting hydrant system pump, and points out the optimistic start means in various systems.

indoor hydrant, fire-fighting pump, pressure switch, flow switch, automatic start

1009-6825(2017)02-0132-02

2016-11-03

高黎鋒(1979- )，男，工程師

TU998.1

A