消防水泵房質量通病分析及處理

張 斌，劉清林，柴琬淇

(1.北京東方華脈工程設計有限公司青島分公司,山東 青島 266055;2.中鐵十四局集團有限公司市政工程分公司,山東 青島 266000)

消防水泵房是保障消防給水系統正常運行的重要設施,消防水泵房的可靠性將直接影響消防給水系統的安全性。通過對泊里鎮駐地改造項目地塊四的設計審查和泊里鎮駐地改造項目地塊二、地塊三的消防驗收時發現,由于設計和施工等原因,導致消防水泵房存在一些質量問題,大大降低了消防給水系統的供水安全性,最后不得不進行大量的整改,既增加了成本,又影響竣工驗收的時間。因此,解決這些質量問題特別重要。將項目中發現的消防水泵房通病類質量問題按照設計、施工的不同階段進行分類,分析并處理這些問題,提高消防水泵房的一次驗收合格率,保障消防水泵房的供水安全性。

1 消防水泵房存在的質量通病

1.1 設計階段質量通病

1.1.1 消防水泵房的疏散門未采用甲級防火門

GB 50974—2014消防給水及消火栓系統技術規范(以下簡稱“消水規”)規定消防水泵房的疏散門應直通安全出口或室外,開向疏散走道的門應采用甲級防火門[1]。但在驗收時發現,很多消防水泵房的疏散門采用了乙級防火門。依據是GB 50016—2014建筑設計防火規范(2018年版)(以下簡稱“建規”)中要求,除通風、空氣調節機房和變配電室外,其他設備用房開向建筑內的門應采用乙級防火門[2]。

之所以出現這個問題,主要是由于“建規”和“消水規”兩本規范對消防水泵房疏散門的要求不一致造成的,設計時給排水專業未及時向建筑專業提資,建筑專業依據“建規”進行設計。兩本規范對于疏散門的規定都是強制性條文,“建規”是母規范,“消水規”是子規范,子規范的要求不得低于母規范的規定。當兩本規范不一致時,原則上應從嚴執行。因此,消防水泵房開向疏散走道的門應采用甲級防火門。

最新執行的GB 55036—2022消防設施通用規范(以下簡稱“消通規”)中,沒有對消防水泵房的疏散門做出要求,且取消了“消水規”中所有條文的強制性屬性[3],而GB 55037—2022建筑設計防火通用規范規定消防水泵房疏散門應采用乙級防火門[4]。因此,“消通規”實施以后建設的消防水泵房,疏散門可采用乙級防火門。

1.1.2 消防水泵房未設置防水淹措施

消防水泵房是消防給水系統的心臟,如果消防水泵房進水導致消防控制設備、消防電源、消防水泵或配電裝置被淹,將會影響消防給水系統的供水安全,影響系統的滅火救援[2]347,因此,消防水泵房應設置防水淹措施[2]112。

消防水泵房未設置防水淹措施的原因,主要與設計人員的經驗不足有關。防水淹措施有很多種:1)消防水泵房設置在地下時,盡量避免設置在最底層;2)設置擋水門檻;3)抬高消防水泵房地面標高,保證高于周邊區域的最大積水深度,一般為200 mm～300 mm;4)設置排水設施,保證排水流量不小于進水流量。措施3)會導致消防水池的最低有效水位增高,有效水深降低,消防水池的面積加大,增加建造成本;措施4)為保證能夠及時排除進水流量,需要保證排水泵的排水能力不小于消防水池的溢流水量和消防設施滅火出水量,且應保證消防時仍能正常啟動,采用消防電源供電,增加消防用電負荷。因此,有條件時,消防水泵房防水淹措施優先采用措施1),當設置在地下最底層時,采用措施2)比較合理。

1.1.3 相鄰消防水泵機組的凈距不滿足要求

為保護工作人員的安全,消防水泵機組距墻壁、消防水泵機組之間的凈距要滿足操作空間要求[5],具體布置間距見表1[1]39-40。

表1 消防水泵機組布置要求

設計人員在布置消防水泵機組時,間距常常從機組外邊緣算起,未考慮水泵基礎和外邊緣管道的影響,導致水泵機組的布置間距不滿足檢修要求,增加了后期維護工作的難度。水泵基礎尺寸一般比水泵底座尺寸多150 mm～200 mm[6]。因此,消防水泵機組之間的間距應從基礎算起,側面如果有凸出基礎的管道,應從管道外側算起[7]。

1.1.4 消防水池分為兩格(座)時,未設置連通管

消防水池有效容積大于500 m3時,宜分為兩格;大于1 000 m3時,應分為兩座。兩格(座)消防水池應能獨立使用,并在最低有效水位下設置連通管,使兩格(座)水池連通,連通管的管徑應滿足流量要求[1]27。當每臺消防水泵吸水管獨立從消防水池吸水時,設計人員一般都會按要求設置連通管。當消防水泵采用共用吸水管從水池吸水時,設計人員認為共用吸水管具有連通作用,往往不設連通管,影響供水安全。如圖1(a)所示,泵組A1,A2和泵組B1,B2采用共用吸水管從兩座消防水池吸水。未設置水池連通管,閥門G1—G3之間的共用吸水管段檢修期間,消防水泵A2,B2啟動,將無法利用消防水池1中的儲水;同理,閥門G2—G3之間的共用吸水管段時,也無法利用消防水池2中的儲水,導致火災延續時間內的消防用水量無法保證。另外,若閥門G3損壞檢修更換時,整條共用吸水管都不能使用,此時如果發生火災,將會出現無水可用的困境。因此,當消防水池分為兩格(座)時,無論是否設置有共用吸水管,都必須設置連通管。考慮到連通管閥門和共用吸水管中間分隔閥門非常重要,建議此處的閥門設置兩個,如圖1(b)所示。連通管上設置兩個閥門L1,L2,共用吸水管中間分隔閥門G3處增加閥門G4,保證系統供水安全可靠性。

1.2 施工階段質量通病

1.2.1 消防水泵參數與設計不一致且未經設計復核

消防水泵在招標訂貨時一般考慮流量揚程不小于設計參數。消防水泵訂貨前,往往未經過設計人員復核確認就直接進貨安裝,消防水泵的流量、揚程和功率等參數與設計不一致,導致出現問題:

1)水泵的額定流量、揚程大于設計的流量揚程,可能造成消防流量時消防栓栓口壓力大于0.50 MPa,或自動噴水滅火系統配水管入口壓力大于0.40 MPa,嚴重的甚至會造成消防給水系統超壓,影響系統安全。2)實際安裝的消防水泵功率大于設計功率,導致電氣預留的斷路器、控制器等元件值不能滿足啟動要求,造成跳閘,消防水泵無法正常啟動。3)消防水泵與控制柜分別采購,兩者不匹配,應急啟動時跳閘,水泵無法正常啟動。4)消防水泵出水口標高大于設計值,導致設計最低有效水位不滿足水泵自灌吸水要求,消防水池有效容積減少。

消防水泵的性能直接影響消防給水系統的滅火效率,消防水泵的流量過大或者揚程過高,還會提前耗盡消防水池內的儲水,影響火災撲救[8]。因此,采購的消防水泵與設計參數應盡量匹配,設備訂貨前要經設計人員提前復核確認。消防水泵應在專業技術人員的指導下進行安裝和調整[9]。

1.2.2 消防水泵吸水管的布置宜形成氣囊

消防水泵的吸水管根據管徑不同,流速分別控制在1.0 m/s～1.2 m/s(DN<250 mm)和1.2 m/s～1.6 m/s(DN≥250 mm)[1]33,因此吸水管的直徑一般比消防水泵進水口的直徑大。消防水泵的吸水管與水泵進水口連接時,應采用偏心異徑管頂平接,如圖2(a)所示。但驗收時經常發現,現場采用同心異徑管代替偏心異徑管管中心平接,如圖2(b)所示,更有甚者,采用偏心異徑管以管底平接的方式安裝,如圖2(c)所示,致使消防水泵吸水管形成氣囊,影響吸水管過水能力,導致消防水泵供水量不足。

當采用共用吸水管,消防水泵吸水管與共用吸水管連接時,應從吸水管上方連接,如圖3(a)所示;或者采用等徑三通和偏心異徑管管頂平接,如圖3(b)所示。現場驗收時經常發現采用異徑三通連接的情況,如圖3(c)所示,同樣使消防水泵吸水管形成氣囊,影響供水安全。

1.2.3 消防水泵吸水管上設置的過濾器選型有誤

消防水泵吸水管上建議設置管道過濾器[1]34。管道過濾器有三通過濾器(包括:Y型過濾器和T型過濾器)、籃式過濾器等形式。現場安裝時,一般選用Y型過濾器比較多,但由于Y型過濾器的過濾網需要從底部抽出清理,檢修口距地面需要留足檢修空間,對吸水管距地面的高度有要求,以DN200的Y型過濾器為例,要滿足檢修要求,管中心距地面高度不得小于820 mm[10]。為了盡可能降低消防水池的最低有效水位,消防水泵的吸水管管底距地面距離一般保證不小于200 mm～250 mm即可[11],導致Y型過濾器安裝后無法清理、雜物積聚,影響吸水管的過水能力。為解決此問題,可采用籃式過濾器,籃式過濾器檢修時從上方抽出過濾網,方便檢修;也可將吸水管底部的排水溝加寬加深,保證管中心距排水溝底的距離滿足所選用的Y型過濾器的檢修要求。

1.2.4 防水套管的設置不符合要求

管道從水位以下穿越消防水池時,應設置防水套管[1]83。防水套管按照防水性能的不同,有柔性防水套管、剛性防水套管和防水翼環。管道穿越消防水池時,一般采用柔性防水套管[12]。施工時,有時考慮墻厚的原因,采用了剛性防水套管,但沒有在靠近池壁處管道上設置柔性接頭,由于管道振動等原因,容易導致套管處漏水。因此,當管道穿越消防水池時,應采用柔性防水套管,特別是水泵吸水管應采用柔性防水套管[13],設置柔性防水套管時應保證墻厚不小于300 mm,當墻厚不滿足要求時,可局部加厚墻體;當采用剛性防水套管時,應在靠近墻體處設置柔性連接,避免由于管道振動造成防水套管處漏水。

2 原因及處理

2.1 設計質量通病的產生原因及處理

設計階段質量通病出現的原因:一是因為設計院的人員年齡結構不合理,設計人員偏年輕,技術能力不足;二是由于設計單位的質量管理缺失,很多單位甚至連基本的校審都不做;三是因為業主為節省成本提出的不合理要求[14]。

要減少設計階段的質量問題,主要采取以下措施:1)定期對設計人員進行技術培訓,提高設計人員的技術水平;2)設計單位重視質量管理,認真執行校審制度;3)充分利用圖審單位的力量,圖紙經審查合格后方可發往現場施工;4)拒絕業主的不合理要求。

2.2 施工質量通病的產生原因及處理

施工階段質量通病出現的原因:一是業主選用的施工單位技術力量差,很多施工人員都是臨時拼湊,人員的素質參差不齊;二是施工隊伍缺乏消防安全意識,對消防問題的嚴重性認識不足;三是監理單位監管力度不夠,監理人員未認真履行監理責任。

為提高施工質量,應采取以下措施:1)查驗施工單位的資質證書和技術管理人員的資格證書,選擇技術能力強的施工單位和技術人員[15];2)加強對施工單位的管理,督促施工單位對施工人員進行施工技術和消防安全的培訓,并制定考核機制;3)強化施工管理人員的安全意識,實行質量責任制,出現質量問題責任追查到人;4)充分發揮監理單位的監管作用,嚴把質量關,建立獎懲制度。

3 結語

無論設計還是施工過程中出現的質量問題,都會影響消防供水的安全可靠性。在項目實施過程中,通過加強對設計質量的審查和施工質量的監管,消除質量缺陷,提高消防水泵房的供水安全性,保障建筑物的消防安全。