新規范下消防給水穩壓系統設置探討

周瑾

中國電子工程設計院世源科技工程有限公司 北京 100142

引言

消防穩壓系統設置作為消防給水系統的重要組成部分，筆者在近幾年國內外消防設計項目的過程中發現，參照對比最新的國標規范GB50974-2014《消防給水及消火栓系統技術規范》、國標圖集GB17S205《消防給水穩壓設備選用與安裝》，與舊國標圖集和美國消防標準規范（NFPA）在穩壓系統設置上具體要求上有著許多不同之處，分析如下：

1、穩壓水罐的儲水容積

在上一版舊國標設計圖集GB98S205《消防給水穩壓設備選用與安裝》中要求：用于消火栓穩壓系統的氣壓水罐儲水容積不小于300L，用于自噴穩壓系統的氣壓水罐儲水容積不小于150L，用于消火栓及自噴穩壓系統氣壓水罐儲水容積不小于450L。

而新規范GB50974-2014《消防給水及消火栓系統技術規范》（下文簡稱《消水規》）只要求：調節容積應根據穩壓泵啟泵次數不大于 15 次/h,有效儲水容積不宜小于 150L。

美國消防標準規范（NFPA）未對穩壓水罐的儲水容積做明確要求。

舊版國標的有效容積是在確保初期救火的30s儲水量的要求上確定的，因為火災初起的消防給水量，消火栓系統為兩股消火栓流量：2X5=10L/s （30s對應儲水容積為300L），自噴系統考慮5個噴頭的流量：5X1L/s=5L/s (30s對應儲水容積為150L)，儲水容積由此得來。

由此可以看出，在穩壓水罐有效容積的取值上，舊國標規范要求是建立在保證火災初期救火水量的角度，而最新國標規范是以避免穩壓水泵頻繁啟動為出發點要求的。

2、穩壓泵的設計流量取值比較

在上一版舊國標圖集GB98S205《消防給水穩壓設備選用與安裝》中要求穩壓泵的流量應在3分鐘內，補足氣壓水罐內實際穩壓水容積所需流量. 對應穩壓水罐的容積（消火栓系統300L，自噴系統150L） ，所以通常設計消火栓穩壓泵流量取3L/s，自噴系統穩壓泵為1L/s而最新國標規范GB50974-2014《消水規》對穩壓泵的流量的要求：“穩壓泵的設計流量不應小于消防給水系統管網的正常泄漏量和系統自動啟動流量”；“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 1L/s”。

在美國消防標準規范NFPA20 A.4.26中 ，穩壓泵流量以10分鐘補充系統泄漏量的對應流量值或1gpm(3.8L/min),以兩者較大者取值。

可以發現，新的國標規范和美標規范在穩壓泵的設計取值上都是以系統漏損量為考慮，不以舊規之前按初期滅火的要求取值。

3、穩壓系統的壓力值設置選擇

消防穩壓系統是通過氣壓水罐設定的不同壓力值，來控制水泵的運行工況，實現增壓穩壓的功能。根據管網平時少量滲漏壓降和一旦火情發生時大量用水泄壓的特點， 采用壓力遞減的方式,來設定穩壓泵的停啟泵及消防泵的啟泵壓力值.。

在國內GB規范的范圍內消防穩壓設備既可以布置在高位水箱間內（上置式，圖1），又可以布置在同消防水泵一起布置的水池水泵房內（下置式，圖2），由于在國外規范中對高位水箱不做要求， 所以國外項目的穩壓裝置通常為下置式，穩壓系統均從消防水池取水。

圖1 消防系統穩壓設備上置式

圖2 消防系統穩壓設備下置式

為便于比較，我們以國內外都常用的穩壓設備下置式（圖2，美標規范可不布置高位水箱）為例討論：

舊版國標圖集GB98S205《消防給水穩壓設備選用與安裝》中， 穩壓設備以P1（消防給水系統最不利點消火栓或自動噴水頭所需的消防壓力），作為設備運行的最低壓力，并以此為基礎數據， 進而設定消防穩壓泵的停泵壓力（PS2）、穩壓泵啟泵壓力(PS1)、消防泵啟泵壓力（P2），如下：

P2=P1/αb，(αb為選型規格氣壓罐的工作壓力比),MPa

PS1= P2+（0.02～0.03），MPa

PS2= PS1+(0.05～0.06),Mpa

而最新國標規范GB50974-2014《消水規》的要求是穩壓泵設計壓力的要求是保持最不利點靜水壓力應大于0.15MPa;穩壓泵設計壓力的增加值，也由舊版的0.02～0.05MPa，調整為0.07～0.10MPa. 與此同時新版發行的國標圖集GB17S205《消防給水穩壓設備選用與安裝》也是做出相應調整：以穩壓泵啟泵壓力(PS2)大于最不利靜壓0.15Mpa的要求作為壓力取值的基本數據，計算方法如下：

穩壓泵啟泵壓力PS1>H+15,且≥H3+10,m;

穩壓泵停泵壓力PS2= PS1/0.85,m;

消防泵啟泵壓力P2= PS1-(7～10),m

參閱國外美標NFPA 20對穩壓泵設計壓力取值則是如下要求：穩壓泵的的停泵壓力值=消防泵的憋泵壓力+泵前靜壓;

(憋泵壓力是指水泵啟動后，達到額定轉速時，但系統沒有水流流出或微量泄流時，此時的壓力)

穩壓泵的啟泵壓力值=穩壓泵的停泵壓力-70kPa(10psi);

消防泵的啟泵壓力值=穩壓泵的啟動壓力-35kPa(5psi);

經過計算取值對比后發現：舊國標和新國標穩壓系統設定壓力值的基礎數據兩者的出發點不同，以舊規中靜壓力保證最不利點的消防所需壓力取值的話會高于新規范規定的最不利點靜壓不小于0.15mpa. 因為末端最不利點消火栓或自噴保護區的壓力需求通常大于0.15mpa。

（《消水規》中規定室內消火栓栓口動壓不小于0.25Mpa, 高層建筑、廠房等動壓不小于0.35Mpa），再加上考慮管道管道的水損，所以按國標新規的要求穩壓系統在準工作狀態下的壓力取值大小基本上會低于國標舊規的取值要求。

另外我們在做國外項目參考美標規范的要求計算取值時，穩壓系統的準工作狀態的壓力取值（消防泵的憋泵壓力+泵前靜壓）肯定是大于消防泵的額定壓力，也就是大于最不利點的消防所需壓力,雖然這點上美標規范的取值會接近舊國標規范，但是從前文描述的美標對穩壓泵流量的要求取值以及對穩壓水箱容積不做要求這些方面來看，美標對穩壓系統的準工作狀態的壓力取值也只是基于通過壓力降來自動啟動消防泵，而非要求其參與初期滅火的功能。

結語：

綜上，筆者認為現行新的國標規范對消防系統穩壓泵的設置的要求內容主要遵循穩壓設備不參與滅火，只補充系統漏損，穩定系統壓力的用途，不同于舊國標規范基于穩壓系統要滿足初期滅火的要求,這點上也與國外先進國家對穩壓泵設置的理念相近，但又不盡相同。

所以我們在設計相關國、內外項目消防穩壓系統時也要注意區分，特別是在國內設計建設相關有外資保險商投保要求的項目時，在充分滿足GB的前提要求下，積極與保險商進行溝通了解學習最新的FM條款及先進國際標準內容，在順利準確完成外資項目的設計任務的同時，更可以提高對系統的更加全面的深入了解，完善對系統的認知。