張鑫峰

上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院 上海 200235

城市地下隧道軌道交通工程的消防系統(tǒng)供水，一般由城市給水干管引入兩路進(jìn)水管，其中管網(wǎng)壓力和管網(wǎng)水量是消防系統(tǒng)設(shè)置模式的限制性條件。當(dāng)城市管網(wǎng)壓力不能滿足消防水壓要求時，消防泵直接從城市管網(wǎng)抽水，不設(shè)消防水池；當(dāng)市政給水不能滿足消防水量要求時，為了保證供水安全性，需增加消防水池[1]。

市政直接供水和消防水池供水是兩種常見的供水形式。下面針對這兩種不同形式的供水方案，著重分析壓力自動起泵控制點(diǎn)位的設(shè)置方案。

1 市政直抽增壓方案

城市地下隧道軌道交通工程通常穿越市政配套成熟的中心城區(qū)，雖然該區(qū)域市政給水管網(wǎng)密集，具備兩路供水的先天條件，可以有效保證車站的供水安全。但由于中心城區(qū)市政管網(wǎng)距離城市水廠較近，管網(wǎng)富余水壓較高，且市政管網(wǎng)水壓波動較大，無形中增大了采用市政直抽增壓供水自動起泵控制點(diǎn)位的設(shè)計難度。

自來水公司通常情況下不出具用水節(jié)點(diǎn)實時水壓數(shù)據(jù)，僅承諾給水節(jié)點(diǎn)水壓不低于國家規(guī)定的0.14MPa，為了保證消防增壓系統(tǒng)的可靠性。消防增壓設(shè)備參數(shù)設(shè)計過程中往往以最低值計算水泵揚(yáng)程，這種設(shè)計模式，雖然保證了消防供水的可靠性，但水泵的揚(yáng)程往往不能根據(jù)用水節(jié)點(diǎn)最低水壓達(dá)到合理選型、經(jīng)濟(jì)節(jié)約的設(shè)計初衷。一方面，近中心城區(qū)的地方，市政節(jié)點(diǎn)水壓正常情況下都可以達(dá)到0.4MPa，倘若按照實際節(jié)點(diǎn)水壓值，消火栓增加設(shè)備基本上沒有設(shè)置的現(xiàn)實必要。出于安全供水的實際需要，根據(jù)最低水壓值的相關(guān)要求，又增設(shè)增壓穩(wěn)壓設(shè)備[2]。

市政直抽增壓方案系統(tǒng)示意圖如下：

從市政給水管網(wǎng)設(shè)計直接抽水的方案，在增壓泵組后設(shè)置3處電接點(diǎn)壓力表。1號電接點(diǎn)壓力表控制穩(wěn)壓泵的啟停狀態(tài)；2號電接點(diǎn)壓力表控制消防主泵的啟動狀態(tài)；3號電接點(diǎn)壓力表控制管網(wǎng)的最高、最低報警壓力（最高報警壓力=管網(wǎng)安全泄壓閥的泄壓值，最低報警壓力=消防泵啟泵壓力-1m）。

消防泵主泵設(shè)計揚(yáng)程按照在市政最低水壓0.14MPa前提下，滿足最不利點(diǎn)消火栓壓力需求不小于0.25MPa計算。穩(wěn)壓泵設(shè)計揚(yáng)程在主泵基礎(chǔ)上增加0.05-0.10MPa。

業(yè)內(nèi)對于穩(wěn)壓泵是否參與消防，存在兩種分歧。第一種主流觀點(diǎn)，穩(wěn)壓泵不參與消防。一方面在于著火后穩(wěn)壓泵水量較小，達(dá)不到滅火的水量要求。另一方面，設(shè)置穩(wěn)壓泵的目的僅僅是為了補(bǔ)償管網(wǎng)滲漏水，維持管網(wǎng)正常壓力需求。另一種觀點(diǎn)為穩(wěn)壓泵參與火災(zāi)初期消防自救，在消防主泵啟動時穩(wěn)壓泵停止工作。筆者認(rèn)為穩(wěn)壓泵參與初期火災(zāi)，可以有效避免消防主泵頻繁啟動。只有在穩(wěn)壓泵及氣壓罐無法滿足水量需求的情況下，消防主泵再參與進(jìn)來，一方面在一定程度上可以避免因誤開消火栓造成主泵啟動的情況發(fā)生；另一方面可以減少因自救式卷盤挪為他用情況下，不頻繁啟動主泵[3]。

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》圖示，針對設(shè)置有消防泵及穩(wěn)壓泵的系統(tǒng)，穩(wěn)壓泵起泵壓力P1≥P不利市政穩(wěn)壓(0.15MPa)，穩(wěn)壓泵停泵壓力P2=P1/0.85。消防泵啟泵壓力P=P1-(0.07-0.10)。通常情況在地下車站，由于最不利點(diǎn)消火栓水壓P不利市政穩(wěn)壓=0.14MPa +0.08MPa＞0.15MPa,致使發(fā)生火災(zāi)前期,由于用水量少,管道水損低,管網(wǎng)壓力短時間內(nèi)壓降無法滿足穩(wěn)壓泵及主泵啟泵條件，致使延誤撲滅初期火災(zāi)最佳時機(jī)。

鑒于此，為了避免中心城區(qū)管網(wǎng)壓力過高，消防主泵不能正常啟動的特殊情況。筆者認(rèn)為為了保障最不利點(diǎn)栓口動壓要求，電接點(diǎn)壓力表控制點(diǎn)位設(shè)計如下：1號電接點(diǎn)壓力表的上下限對應(yīng)穩(wěn)壓泵的啟停狀態(tài)，穩(wěn)壓泵起泵壓力P1需滿足最不利點(diǎn)動壓不小于0.32MPa，穩(wěn)壓泵停泵壓力P2=P1/0.85。消防主泵起泵壓力P需滿足最不利點(diǎn)動壓不小于0.25MPa[4]。

消防主泵起泵壓力選在滿足最不利點(diǎn)動壓不小于0.25MPa有如下原因：首先，消火栓栓口動壓不小于0.25MPa情況下，可以滿足最不利點(diǎn)消火栓栓口不應(yīng)小于0.25MPa的規(guī)范要求；其次，由于采用市政直抽的設(shè)計方案，最不利點(diǎn)存在大于0.25MPa的情況，在不啟動消防泵的情況下，可滿足消防水壓要求?；谠撛?，起泵壓力值大于0.25MPa，一方面會造成消防主泵頻繁啟動；小于0.25MPa，水泵基本上形同虛設(shè)，無實際意義。

消防水泵直抽的形式水泵啟動流程如下：正常情況下最不利點(diǎn)P不利介于P1與P2之間：(1)當(dāng)P不利壓力下降至P1時，穩(wěn)壓泵啟動，給消防管網(wǎng)補(bǔ)水；(2)當(dāng)P不利升至P2時，穩(wěn)壓泵停泵；(3)穩(wěn)壓泵啟動，P不利持續(xù)下降，當(dāng)下降至P時，消防主泵啟動同時穩(wěn)壓泵停泵。

筆者認(rèn)為消防水直抽的消防系統(tǒng)，將穩(wěn)壓泵起泵壓力設(shè)置在滿足最不利點(diǎn)栓口動壓始終不低于0.32MPa，消防主泵起泵壓力設(shè)置在滿足最不利點(diǎn)栓口動壓始終不低于0.25MPa，這樣做可以有效消減市政水壓波動對車站消防系統(tǒng)的影響，消防主泵是否啟動，均不影響最不利點(diǎn)消火栓的使用需求。另外最不利點(diǎn)栓口動壓始終不低于0.25MPa，一方面避免消防泵頻繁啟停，另一方面可以盡量利用市政富裕水頭。增大消防泵起泵的壓力值，為保證管網(wǎng)消防供水安全，具有現(xiàn)實意義。

2 消防水池增壓方案

針對偏遠(yuǎn)郊區(qū)及周邊市政當(dāng)市政給水暫時配套不全的地方，由于周邊管線不能滿足消防水量要求，為了保證供水安全性，需增設(shè)消防水池。消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)直接從消防水池抽水。由于設(shè)置了消防水池，使室內(nèi)消防環(huán)管與室外市政給水管隔離開來，市政富余水壓不直接作用于室內(nèi)消防環(huán)管。由于消防水泵自動起泵的壓力控制點(diǎn)無市政水壓波動等因素的影響，使該系統(tǒng)在起泵點(diǎn)位控制上相對簡單[5]。

由于遠(yuǎn)郊區(qū)市政供水存在覆蓋不全，管線不完善的特殊情況，增設(shè)消防水池是大部分地區(qū)自來水公司的推薦選項。考慮到隧道工程消防供水的可靠性，增設(shè)消防水池成為不二之選。

消防水池增壓方案系統(tǒng)示意圖如下：

增設(shè)消防水池的消防系統(tǒng)，從消防水池直接抽水的設(shè)計方案，電接點(diǎn)壓力表設(shè)置情況同直接抽水的方案，根據(jù)需要設(shè)置3處電接點(diǎn)壓力表。1號電接點(diǎn)壓力表控制穩(wěn)壓泵的啟停狀態(tài)；2號電接點(diǎn)壓力表控制消防主泵的啟動狀態(tài)；3號電接點(diǎn)壓力表控制管網(wǎng)的最高、最低報警壓力（最高報警壓力=管網(wǎng)安全泄壓閥的泄壓值，最低報警壓力=消防泵啟泵壓力-1m）。

消防泵主泵設(shè)計揚(yáng)程按照滿足最不利點(diǎn)消火栓壓力需求不小于0.25MPa計算，穩(wěn)壓泵設(shè)計揚(yáng)程在主泵的基礎(chǔ)上增加0.07MPa，為保證水泵啟動瞬時超壓需要設(shè)置減壓閥[6]。

根據(jù)以往工程實際案例，筆者認(rèn)為1號電接點(diǎn)壓力表的上下限對應(yīng)穩(wěn)壓泵的啟停狀態(tài)，穩(wěn)壓泵起泵壓力P1需滿足最不利點(diǎn)動壓不小于0.25MPa，穩(wěn)壓泵停泵壓力P2=P1/0.85。消防主泵起泵壓力P需滿足最不利點(diǎn)動壓不小于0.18MPa。這樣設(shè)置水泵自動起泵點(diǎn)位，可以保證消防主泵在投入使用時可以盡快參與消防，減小響應(yīng)時間。

消防主泵起泵壓力選在滿足最不利點(diǎn)動壓不小于0.18MPa有如下原因：首先，消火栓栓口動壓不小于0.18MPa情況下，可以滿足最不利點(diǎn)消防水槍具有10米充實水柱出水要求；其次，穩(wěn)壓泵的起泵壓力值高于主泵起泵壓力0.07MPa，滿足《新消規(guī)》“5.3.3-2穩(wěn)壓泵的設(shè)計壓力應(yīng)保持系統(tǒng)自動啟泵壓力設(shè)置點(diǎn)處的壓力在準(zhǔn)工作狀態(tài)時大于系統(tǒng)設(shè)置自動啟泵壓力值，且增加值宜為0.07MPa～0.10MPa”規(guī)范相關(guān)指導(dǎo)意見；再次，消防系統(tǒng)準(zhǔn)工作狀態(tài)的壓力可以不小于0.15MPa的相關(guān)要求。

根據(jù)該方案，電接點(diǎn)壓力表控制消防泵的啟停，穩(wěn)壓泵及主泵水泵啟動流程如下：正常情況下最不利點(diǎn)P不利介于P1與P2之間，1、當(dāng)P不利壓力下降至P1時，穩(wěn)壓泵啟動，給消防管網(wǎng)補(bǔ)水；2、當(dāng)P不利升至P2時，穩(wěn)壓泵停泵；3、穩(wěn)壓泵啟動，P不利持續(xù)下降，當(dāng)下降至P時，消防主泵啟動同時穩(wěn)壓泵停泵。

筆者認(rèn)為設(shè)置消防水池的消防系統(tǒng)，將穩(wěn)壓泵起泵壓力設(shè)置在滿足最不利點(diǎn)栓口動壓始終不低于0.25MPa，消防主泵起泵壓力設(shè)置在滿足最不利點(diǎn)栓口動壓始終不低于0.18MPa，具有現(xiàn)實意義。穩(wěn)壓泵啟停壓力區(qū)間需保證自救式卷盤消防供水水壓需求，消防主泵起泵壓力滿足管網(wǎng)充水設(shè)計要求。

3 結(jié)語

綜上所述，鑒于地下隧道消防通常采用直抽及消防水池供水的兩種不同設(shè)計模式，穩(wěn)壓泵是否參與初期消防眾說紛紜。筆者認(rèn)為提高穩(wěn)壓泵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，讓穩(wěn)壓泵參與日常滲漏及初期火災(zāi)，根據(jù)不同消防水泵吸水模式采用適合的起泵控制點(diǎn)位具有現(xiàn)實意義：（1）市政直抽增壓方案：穩(wěn)壓泵起泵壓力P1需滿足最不利點(diǎn)動壓不小于0.32MPa，穩(wěn)壓泵停泵壓力P2=P1/0.85。消防主泵起泵壓力P需滿足最不利點(diǎn)動壓不小于0.25MPa。（2）消防水池增壓方案：穩(wěn)壓泵起泵壓力P1需滿足最不利點(diǎn)動壓不小于0.25MPa，穩(wěn)壓泵停泵壓力P2=P1/0.85。消防主泵起泵壓力P需滿足最不利點(diǎn)動壓不小于0.18MPa。