高 黎 鋒

(山西省臨汾市消防支隊(duì)，山西 臨汾 041000)

室內(nèi)消火栓系統(tǒng)消防水泵自動(dòng)啟動(dòng)設(shè)計(jì)探討

高 黎 鋒

(山西省臨汾市消防支隊(duì)，山西 臨汾 041000)

從室內(nèi)消火栓系統(tǒng)壓力開(kāi)關(guān)、流量開(kāi)關(guān)的設(shè)置部位、動(dòng)作設(shè)定值等方面，分析了室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題，提出了消火栓系統(tǒng)消防水泵自動(dòng)啟動(dòng)方式設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，并針對(duì)不同系統(tǒng)提出了優(yōu)化啟動(dòng)方式。

室內(nèi)消火栓，消防水泵，壓力開(kāi)關(guān)，流量開(kāi)關(guān)，自動(dòng)啟動(dòng)

建筑發(fā)生火災(zāi)之后，進(jìn)行快速滅火是建筑內(nèi)人員安全疏散和建筑結(jié)構(gòu)安全的重要保證。室內(nèi)消火栓作為建筑室內(nèi)重要的滅火設(shè)施，是消防員內(nèi)攻滅火的主要給水設(shè)備。室內(nèi)消火栓有效供水是有效滅火的關(guān)鍵。而發(fā)生火災(zāi)之后，消防水泵能否可靠啟動(dòng)是室內(nèi)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(dòng)，GB 50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱《水規(guī)》)對(duì)消防水泵的自動(dòng)啟動(dòng)方式給出了明確規(guī)定?！端?guī)》第11.0.4條規(guī)定：“消防水泵應(yīng)由消防水泵出水干管上設(shè)置的壓力開(kāi)關(guān)、高位消防水箱出水管上的流量開(kāi)關(guān)，或報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)信號(hào)應(yīng)能直接自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵。消防水泵房?jī)?nèi)的壓力開(kāi)關(guān)宜引入消防水泵控制柜內(nèi)?！盙B 50116—2013火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范第4.3.1條也對(duì)消火栓系統(tǒng)消防水泵自動(dòng)啟動(dòng)做了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)定。

本文結(jié)合建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審核及竣工驗(yàn)收，就室內(nèi)消火栓系統(tǒng)消防水泵壓力開(kāi)關(guān)、流量開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟泵方式進(jìn)行探討。

1 自動(dòng)啟動(dòng)的方式

《水規(guī)》規(guī)定了消火栓系統(tǒng)應(yīng)采用設(shè)置壓力開(kāi)關(guān)、流量開(kāi)關(guān)等自動(dòng)啟動(dòng)的方式直接啟動(dòng)消防水泵，針對(duì)不同的系統(tǒng)形式可以采取不同的啟動(dòng)方式，以便節(jié)約成本，提高系統(tǒng)的可靠性。

1.1 壓力開(kāi)關(guān)啟動(dòng)方式

壓力開(kāi)關(guān)啟動(dòng)方式一般是在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消火栓開(kāi)啟，系統(tǒng)管網(wǎng)內(nèi)壓力下降，通過(guò)設(shè)置在消防水泵出水干管上壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作，將系統(tǒng)內(nèi)壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給消防水泵控制設(shè)備，從而自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵。根據(jù)《水規(guī)》第11.0.4條條文說(shuō)明，壓力開(kāi)關(guān)一般可采用電接點(diǎn)壓力表、壓力傳感器等。壓力開(kāi)關(guān)通常設(shè)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(shè)較短、設(shè)備集中便于日常檢查管理、工程造價(jià)低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建設(shè)工程中。其缺點(diǎn)是啟動(dòng)較慢，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有穩(wěn)壓設(shè)備時(shí)，由于穩(wěn)壓泵對(duì)系統(tǒng)壓力的影響，對(duì)壓力開(kāi)關(guān)的動(dòng)作壓力、靈敏度等要求較嚴(yán)格，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)或未按照設(shè)計(jì)施工則可能造成壓力開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作，從而使消防水泵不動(dòng)作或者頻繁啟動(dòng)。

1.2 流量開(kāi)關(guān)啟動(dòng)方式

流量開(kāi)關(guān)啟動(dòng)方式一般是在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消火栓開(kāi)啟，系統(tǒng)管網(wǎng)內(nèi)水流波動(dòng)，當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)流速達(dá)到0.1 m/s～10 m/s時(shí)，設(shè)置在高位消防水箱出水管上的流量開(kāi)關(guān)動(dòng)作，將啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳遞給消防水泵控制設(shè)備，從而啟動(dòng)消防水泵。流量開(kāi)關(guān)一般設(shè)置在屋頂消防水箱間，距離水泵控制柜較遠(yuǎn)、線路敷設(shè)較長(zhǎng)，日常維護(hù)較復(fù)雜，工程造價(jià)高。但由于水的流動(dòng)性較強(qiáng)，其具有動(dòng)作靈敏，啟動(dòng)快的優(yōu)點(diǎn)。

《<消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范>圖示》(15S909，以下簡(jiǎn)稱《圖示》)說(shuō)明中注明，消火栓系統(tǒng)設(shè)有穩(wěn)壓泵時(shí)，應(yīng)由壓力開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵，消火栓系統(tǒng)無(wú)穩(wěn)壓泵時(shí)，應(yīng)由流量開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)消防泵。

2 設(shè)置部位的確定

2.1 壓力開(kāi)關(guān)

壓力開(kāi)關(guān)應(yīng)設(shè)置在消防水泵的出水干管上，如圖1，圖2所示。

2.2 流量開(kāi)關(guān)

流量開(kāi)關(guān)應(yīng)設(shè)置在消防水箱出水管上，當(dāng)設(shè)有穩(wěn)壓設(shè)施時(shí)，應(yīng)設(shè)置在穩(wěn)壓設(shè)施之后的出水管上，如圖3，圖4所示。

常見(jiàn)的流量開(kāi)關(guān)錯(cuò)誤安裝位置如圖5所示。

3 自動(dòng)啟泵設(shè)定值的確定

3.1 壓力開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟泵設(shè)定值的確定

當(dāng)消火栓系統(tǒng)未設(shè)置穩(wěn)壓設(shè)施時(shí)，管網(wǎng)內(nèi)壓力主要來(lái)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(nèi)儲(chǔ)存消防用水形成的壓力之和。火災(zāi)時(shí)，室內(nèi)消火栓開(kāi)啟，高位消防水箱內(nèi)水位開(kāi)始下降，消火栓出口壓力也開(kāi)始下降，當(dāng)壓力下降到一定值時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作啟動(dòng)消防水泵。壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作壓力(P)可設(shè)定為：

P=PH+Ph-P0

(1)

其中，P為壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)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(kāi)啟時(shí)形成的壓力降低值，MPa。

當(dāng)消火栓系統(tǒng)設(shè)有穩(wěn)壓設(shè)施時(shí)，根據(jù)《水規(guī)》第5.3.3條第2款“穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)保持系統(tǒng)自動(dòng)啟泵壓力設(shè)置點(diǎn)處的壓力在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)大于系統(tǒng)設(shè)置自動(dòng)啟泵壓力值，且增加值宜為0.07 MPa～0.10 MPa”的規(guī)定，壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作壓力(P)可設(shè)定為：

P=P1+ΔP-(0.07～0.10)

(2)

其中，P為壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作壓力，MPa；P1為穩(wěn)壓泵啟泵壓力，MPa；ΔP為穩(wěn)壓設(shè)備壓力表與壓力開(kāi)關(guān)幾何高差形成的壓力差，MPa，當(dāng)二者位于同一水平面時(shí)，ΔP=0。

3.2 流量開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟泵設(shè)定值的確定

當(dāng)消火栓系統(tǒng)采用設(shè)置在高位消防水箱出水管上的流量開(kāi)關(guān)啟動(dòng)消防水泵時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)管網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行而出現(xiàn)正常泄漏時(shí)，流量開(kāi)關(guān)不應(yīng)因正常泄漏而動(dòng)作，火災(zāi)時(shí)，室內(nèi)消火栓開(kāi)啟，管網(wǎng)內(nèi)流量發(fā)生變化，流量開(kāi)關(guān)動(dòng)作啟動(dòng)消防水泵。流量開(kāi)關(guān)的流量設(shè)定應(yīng)滿足以下要求：

Q1

(3)

其中，Q為流量開(kāi)關(guān)動(dòng)作流量,L/s；Q1為系統(tǒng)泄漏量，L/s；Q2為系統(tǒng)設(shè)計(jì)最不利點(diǎn)流量,L/s。

根據(jù)《水規(guī)》第5.3.2條“消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)的正常泄漏量應(yīng)根據(jù)管道材質(zhì)、接口形式等確定，當(dāng)沒(méi)有管網(wǎng)泄漏量數(shù)據(jù)時(shí)，穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)流量宜按消防給水設(shè)計(jì)流量的1%～3%計(jì)，且不宜小于

1 L/s”，因此系統(tǒng)泄漏量Q1取值宜為1 L/s。

4 啟動(dòng)方式的優(yōu)化

通過(guò)消防水泵出水干管上設(shè)置的壓力開(kāi)關(guān)或者高位消防水箱出水管上的流量開(kāi)關(guān)直接自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵，其主要目的就是要采用可靠性能較高的壓力開(kāi)關(guān)、流量開(kāi)關(guān)替代故障率較高的遠(yuǎn)程啟泵按鈕，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，能夠快速啟動(dòng)消防水泵，有效地阻止火勢(shì)蔓延，撲滅火災(zāi)。但由于上述兩種自動(dòng)啟動(dòng)方式均存在不同程度的優(yōu)缺點(diǎn)，可以對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少誤動(dòng)作，從而提高系統(tǒng)的可靠性。

1)同時(shí)采用壓力開(kāi)關(guān)和流量開(kāi)關(guān)兩種啟動(dòng)方式。根據(jù)建筑物設(shè)置消火栓系統(tǒng)的不同，充分考慮建筑物的使用性質(zhì)、建設(shè)規(guī)模以及經(jīng)濟(jì)成本與產(chǎn)出效益的比例關(guān)系，在設(shè)計(jì)時(shí)可以同時(shí)采用兩種啟動(dòng)方式，在優(yōu)先確定一種啟動(dòng)方式的前提下，互為備用，提高消防水泵啟動(dòng)的可靠性和準(zhǔn)確性。對(duì)重要的建筑物或者一旦發(fā)生火災(zāi)可能無(wú)法還原的場(chǎng)所(如文物古建筑等歷史遺存)，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)可以采取此種優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2)在消火栓系統(tǒng)增設(shè)管網(wǎng)泄漏監(jiān)測(cè)設(shè)備。通過(guò)設(shè)置在管網(wǎng)上的監(jiān)測(cè)設(shè)備及時(shí)發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)泄漏故障，采取人工的方式及時(shí)進(jìn)行維修和保養(yǎng)，避免因管道泄漏而使流量開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作，從而導(dǎo)致消防泵啟動(dòng)。對(duì)室內(nèi)存放、使用貴重物品、精密儀器的場(chǎng)所，一旦發(fā)生管網(wǎng)泄漏將造成嚴(yán)重?fù)p失的建筑內(nèi)的消火栓系統(tǒng)可以采取此種優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3)采用壓力開(kāi)關(guān)或者流量開(kāi)關(guān)與消火栓按鈕啟動(dòng)消防水泵的組合方式。消火栓按鈕經(jīng)聯(lián)動(dòng)控制器啟動(dòng)消防泵具有減少布線量和線纜使用量，提高整個(gè)消火栓系統(tǒng)可靠性的優(yōu)點(diǎn)，雖然《水規(guī)》第11.0.19條規(guī)定“消火栓按鈕不宜作為直接啟動(dòng)消防水泵的開(kāi)關(guān)”，但是在建筑物設(shè)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)，采用消火栓按鈕與壓力開(kāi)關(guān)或者流量開(kāi)關(guān)組合啟動(dòng)消防水泵的方式可以提高消火栓系統(tǒng)動(dòng)作的可靠性。

5 結(jié)語(yǔ)

《水規(guī)》的頒布實(shí)施，對(duì)室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的供水可靠性進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，在建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)及消防設(shè)備的施工安裝過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求，綜合考慮建筑物特征、消火栓系統(tǒng)形式、工程施工造價(jià)等方面因素，合理確定消防水泵的啟動(dòng)方式、安裝位置、產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)，選擇可靠性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)成本低的啟動(dòng)方式，加強(qiáng)日常消防設(shè)施的檢查和維護(hù)保養(yǎng)，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，能夠快速啟動(dòng)消防水泵給室內(nèi)消火栓系統(tǒng)供水，有效實(shí)施火災(zāi)撲救。

[1] 陳新宇.淺議室內(nèi)消火栓系統(tǒng)中的壓力開(kāi)關(guān)與流量開(kāi)關(guān)[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(dòng)啟動(dòng)[J].給水排水，2015(6)：123-128.

[3] GB 50974—2014.消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].

[4] 15S909，《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》圖示[Z].

[5] GB 50116—2013，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)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