消火栓泵應用探討與優(yōu)化

2012-12-21

消火栓泵的性能規(guī)定如下：水泵出流量為選定工作點的流量的150%時，其揚程不小于選定的工作點的揚程的65%，關(guān)閉水泵時的揚程不大于選定工作點揚程的140%。.消火栓泵給水系統(tǒng)：
1.1消火栓的栓口壓力和系統(tǒng)分區(qū)
　　我國《建筑設計防火規(guī)范》GBJ16—87修訂版（以下簡稱《建規(guī)》）第8.6.2和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045—95（以下簡稱《高規(guī)》）第7.4.6條規(guī)定消火栓栓口靜水壓力不應大于0.8Mpa，當大于0.8Mpa時應采取分區(qū)給水系統(tǒng)。
　　美國NFPA14《StandardfortheInstallationofStanpipeandHoseSystem》(1996Editon)中規(guī)定系統(tǒng)任何一點的壓力在任何時間不能超過2.41Mpa，當栓口處靜壓力超過1.21Mpa時應設減壓裝置。
　　我國消火栓的靜壓不應大于0.80Mpa是系統(tǒng)分區(qū)值。消火栓的靜壓要求是鑒于消火栓的質(zhì)量——承壓力。我國《室內(nèi)消火栓》GB3445—82中規(guī)定室內(nèi)消火栓工作壓力為1.60Mpa，試驗壓力為2.40Mpa，遠大于靜壓分區(qū)值0.80Mpa，因而我國的系統(tǒng)分區(qū)值可適當提高。在美國系統(tǒng)分區(qū)有兩個值確定，一是與我國相當?shù)乃陟o壓不超過1.21Mpa；二是系統(tǒng)任何一點的壓力在任何時間不能超過2.41Mpa，這是系統(tǒng)必須串聯(lián)分區(qū)的要求。據(jù)調(diào)查，我國有不少的建筑高度在60m—70m，這樣高度的建筑物加上地下室高度和屋頂水箱高度，其總高度往往大于80m，致使消火栓系統(tǒng)要分區(qū)，造成消火栓給水系統(tǒng)設備、管道增加，投資增加。適當提高此值或借鑒美國標準，可節(jié)省大量投資，并簡化系統(tǒng)。
　　建議靜壓分區(qū)值1.0Mpa—1.2Mpa，系統(tǒng)串聯(lián)分區(qū)值2.40Mpa。這樣既可以充分利用消火栓的承壓力，又可以節(jié)省投資。

1.2消火栓泵的等級
我國室內(nèi)消火栓有DN65、DN50、和DN253個規(guī)格，DN25的水喉不能單獨使用，僅可與DN65和DN50配合使用。NEPA14消火栓泵分為3個等級：Ⅰ級為DN65的消火栓，僅設栓口；Ⅱ級為DN40的消火栓箱，配有水龍帶和水槍的消火栓，對于輕危險等級的場所可選用DN25的水喉；Ⅲ級為DN65的栓口和DN40的消火栓箱，對于輕危險等級的場所，DN40的消火栓箱可改為DN25的水喉；設有自動噴水系統(tǒng)的場所，可不設DN40的消火栓箱。目前我國DN50的消火栓基本不用，DN40的消火栓沒有，DN25的水喉不能單獨使用。DN65的消火栓職業(yè)消防隊員和非職業(yè)消防隊員都可用。在美國DN65消火栓僅為職業(yè)消防隊員用。所以DN40、DN25的消火栓為自救消火栓。
建議《建規(guī)》中不設消火栓的場所均設水喉，水喉可與給水系統(tǒng)聯(lián)合。設有自動噴水系統(tǒng)的場所僅設DN65的消火栓栓口；不設自動噴水的場所設DN65的消火栓栓口和DN25的水喉。這樣既可以節(jié)省投資，又可以兼顧消防隊員專業(yè)救火和非專業(yè)人員火災初期救火。

1.3、消火栓泵的位置、設置以及栓口壓力
　　我國《建規(guī)》和《高規(guī)》規(guī)定消火栓泵設在走道、樓梯附近等明顯易于取用的地點。消火栓的間距：高層為30m，多層為50m，水龍帶長度為20m—25m。消防電梯前室設消火栓，屋頂設試驗消火栓。消火栓栓口距地高度為1.1m，美國NF—PA14規(guī)定：（1）消火栓立管亦即是消火栓（因不設栓箱和水龍帶）不應通過危險的區(qū)域，應設于防止機械破壞和火災破壞的地方；（2）消火栓立管和供水邊緣立管應設于封閉樓梯間，或者位于與封閉樓梯間等效防火的位置；（3）干式系統(tǒng)的消火栓立管不應封閉于建筑物的墻內(nèi)或壁栓內(nèi)；（4）消火栓應置于沒有障礙物，距地0.9m—1.5m的位置。若設有自動噴水系統(tǒng)時，邊緣主管可不考慮保護，給DN40的消火栓供水的立管可不考慮保護。DN65的消火栓應位于下列位置：（a）每一個樓梯的中間樓梯平臺；(b)鄰近墻的任一邊的水平出口；(c)在從建筑物進入走廊的每一個走廊出口；(d)在有采光頂?shù)氖覂?nèi)林蔭地的每一個走廊出口和回廊出口，或者在外部公共空間進入室內(nèi)林陰地；（e）在去屋面的高層的樓梯中間平臺設不利點試驗消火栓；（f）在沒有自動噴水系統(tǒng)的樓層不利點到消火栓的距離不應超過45.7m，在有自動噴水系統(tǒng)的樓層不利點到消火栓的距離不應超過61m。對于設置Ⅱ級DN40消火栓的建筑物：其任何部位到消火栓距離不大于39.7m。小于DN40的消火栓距離不大于36.6m。這樣消火栓的設置與疏散距離相當，便于理解。我國《建規(guī)》規(guī)定民用建筑房間到樓梯口的疏散距離為20m—40m，設有自動噴水系統(tǒng)時疏散距離可增加25%，即增加10m。房間門至室內(nèi)點的直線距離為15m。如果DN65的消火栓設置在樓梯間，則樓層不利點到消火栓的距離不應超過55m，當設有自動噴水系統(tǒng)時為65m。《高規(guī)》規(guī)定的疏散距離與《建規(guī)》相同。所以如果我國規(guī)范規(guī)定DN65的消火栓設置在樓梯間，消火栓的布置與美國規(guī)范相當。
　　我國的消火栓泵布置僅消防電梯前室允許設消火栓泵，而樓梯間不允許設消火栓。原因是消火栓設在樓梯間會破壞樓梯間的密封性，即使得防排煙功能被削弱或被破壞，影響疏散，通常消火栓設在走廊內(nèi)。走廊內(nèi)的消火栓火災時沒有保護，而且走廊內(nèi)又充滿煙氣，往往本層著火點附近的消火栓消防隊員無法取用，消防隊員要使用本層較遠的消火栓或者著火層上下層的消火栓，或者由消防車供水，水龍帶沿樓梯敷設至著火層。這樣同樣會破壞封閉樓梯間的防煙功能。其實消防隊員要5min內(nèi)才能趕到，此時如建筑物內(nèi)人員還在建筑物內(nèi)，該疏散的人員已經(jīng)疏散，而無法疏散的人員僅靠疏散樓梯可能已無法實現(xiàn)。所以消火栓置于樓梯間并不影響疏散樓梯間的功能，為此建議DN65的消火栓宜設于樓梯間，DN40和DN25的自救消火栓設于走廊。
　　我國的消火栓都配有水龍帶，多年不用和不維護，到消防時基本不能使用，消防時消防隊員使用自帶的水龍帶。為此建議DN65的消火栓僅設栓口不配栓箱和水龍帶，DN40、DN25消火栓設消火栓箱和水龍帶。

1.5、消火栓泵系統(tǒng)
　　我國《高規(guī)》第7.1.3條規(guī)定室內(nèi)消防給水泵應采用高壓或臨時高壓給水系統(tǒng)，《建規(guī)》第8.6.1條規(guī)定嚴寒地區(qū)非采暖的廠房、庫房的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，可采用干式系統(tǒng)。
　　美國NFPA14把消火栓系統(tǒng)分為5個系統(tǒng)：（1）全自動干式系統(tǒng)——平時系統(tǒng)管道充滿壓縮空氣，并設有像干式報警閥一樣的裝置，允許水自動進入開啟的消火栓，系統(tǒng)的供水設施有能力供應并滿足系統(tǒng)消防用水量；（2）全自動濕式系統(tǒng)——平時系統(tǒng)管道為充水的濕式系統(tǒng)，其供水設施能夠自動供應并滿足系統(tǒng)所需消防水量；（3）半自動干式系統(tǒng)——干式管道系統(tǒng)上設有像雨淋閥一樣的裝置，在每一個消火栓處設一個遙控裝置，以便允許水進入系統(tǒng)，遙控裝置動作時，系統(tǒng)的供水設施有能力供應并滿足系統(tǒng)所需消防水量（4）手動干式系統(tǒng)——系統(tǒng)管道為干式，且系統(tǒng)無永久的給水設施，手動干式系統(tǒng)需要的消防用水來自消防車的消防泵，并通過消防水泵接合向系統(tǒng)供水；（5）手動濕式系統(tǒng)——管道為濕式，而且連接一個小流量供水裝置以維持系統(tǒng)內(nèi)水壓，但系統(tǒng)無永久的能夠滿足系統(tǒng)所需水量的給水設施，手動濕式系統(tǒng)需要的消防用水來自消防車的消防泵，并通過消防水泵接合器向系統(tǒng)供水。
顯然《高規(guī)》所指的常高壓系統(tǒng)和臨時高壓系統(tǒng)實際都是美國規(guī)范所指的全自動濕式系統(tǒng)，《建規(guī)》所指的干式系統(tǒng)應是美國規(guī)范所指的全自動干式系統(tǒng)或半自動干式系統(tǒng)。對于全自動干、濕式系統(tǒng)而言只要消防時系統(tǒng)能全自動并提供滿足系統(tǒng)消防所需水量即可?？梢妵鴥?nèi)對消火栓系統(tǒng)提出常高壓系統(tǒng)和臨時高壓系統(tǒng)意義不大，原因是很難找到一個真正意義上的常高壓消火栓給水系統(tǒng)，大西洋泵業(yè)消防泵領(lǐng)域、即消火栓給水系統(tǒng)任何時間不需啟動消防泵即能滿足系統(tǒng)消防所需的水量和水壓。為此建議取消常高壓系統(tǒng)和臨時高壓系統(tǒng)的概念，用全自動干式系統(tǒng)、全自動濕式系統(tǒng)、半自動干式系統(tǒng)、手動干式系統(tǒng)、手動濕式系統(tǒng)等新概念，這樣概念明確。同時鑒于國內(nèi)的實際情況，建議采用全自動干式系統(tǒng)、全自動濕式系統(tǒng)、半自動干式系統(tǒng)、手動干式系統(tǒng)4個系統(tǒng)。同時對于極為重要的建筑物采用雙水源供水系統(tǒng)，即除消防水池和消防泵供水外，增設屋頂水箱或壓力水罐供水。

1.6、消火栓泵設計流量
　　《高規(guī)》規(guī)定高層建筑室內(nèi)消火栓的設計流量為20L/S—40L/S，《建規(guī)》規(guī)定民用建筑室內(nèi)消火栓的設計流量為5L/S—30L/S，室外消防水量為10L/S—30L/S；廠房倉庫等設計流量為5L/S—40L/S；室外消防水量為10L/S—45L/S。設計消防歷時，甲、乙、丙類倉庫為3h，一類高層建筑為3h，其它為2h。

2、消防給水泵系統(tǒng)穩(wěn)壓泵
　　消防給水系統(tǒng)穩(wěn)壓是系統(tǒng)平時維持壓力的水泵，對系統(tǒng)起著監(jiān)護作用和使系統(tǒng)具有自動控制的功能。穩(wěn)壓泵的壓力可根據(jù)系統(tǒng)壓力而確定，一般穩(wěn)壓泵的壓力可根據(jù)系統(tǒng)壓力而確定，一般穩(wěn)壓泵的壓力比主泵高0.1Mpa—0.2Mpa，或者穩(wěn)壓泵壓力為主泵的1.1倍—1.2倍。但對于穩(wěn)壓泵流量的確定就有不同的說法。《高規(guī)》第7.4.8條增壓設施應符合下列規(guī)定：對消火栓給水系統(tǒng)不應大于5L/S；對自動噴水系統(tǒng)不應大于1L/S。美國NFPA20《StandandfortheInstallationofCentrifugalFirePumps》(1996Edition)規(guī)定穩(wěn)壓泵（PressureMaintenanPumps/JoceyPumps/Make—UpPumps）的流量不少于系統(tǒng)正常條件下的泄漏量，壓力應能足夠維持系統(tǒng)所需的壓力。顯然我國規(guī)定了穩(wěn)壓泵的流量的上限，而美國規(guī)定了穩(wěn)壓泵的下限。我國的穩(wěn)壓泵的流量設置要求是能滿足1個消防單元的用水量，美國是系統(tǒng)的泄漏水量。
　　自動噴水泵系統(tǒng)管道的泄漏水量按國家《采暖與衛(wèi)生工程施工及驗收規(guī)范》第3.15條規(guī)定：水壓試驗時，10min內(nèi)壓力降不大于0.05Mpa。然后將試驗壓力降至工作壓力作外觀檢查，以不漏為合格?！蹲詣訃娝疁缁鹣到y(tǒng)施工及驗收規(guī)范》第6.2.3條規(guī)定水壓試驗的測試點應設在系統(tǒng)管網(wǎng)的低點，對管網(wǎng)注水時，應將管網(wǎng)的空氣排凈，并應緩慢升壓，達到試驗壓力后，穩(wěn)壓30min，目測管網(wǎng)無泄漏、無變形，且壓力降不大于0.05Mpa。《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268—97第10.2.13條規(guī)定：DN100的鋼管允許滲水量為0.28L(min•km)，DN150的鋼管允許滲水量為0.3L(min•km)。顯然若管道施工達到國家規(guī)范，系統(tǒng)管網(wǎng)的泄漏水量很少。作者本人曾觀察過兩個已竣工的工程，室內(nèi)管道的泄漏水主要在管道的接口處毛細作用滲漏水，以及一端與大氣接觸的試驗排水閥門和水泵出口止回閥的泄漏水量。管道接口處毛細作用滲漏水一般形不成水滴，多在空氣中蒸發(fā)。一端與大氣接觸的閥門漏水很易觀察，及時關(guān)閉或更換閥門便不成問題。水泵出口止回閥由于關(guān)不嚴而向水池中回水，這一現(xiàn)象不易觀察，是系統(tǒng)管網(wǎng)泄漏水量的一大隱患。例如一工程選用的穩(wěn)壓泵流量為1.33L/S，穩(wěn)壓泵長時間運行亦達不到設定壓力，經(jīng)檢查是水泵出口止回閥關(guān)不嚴而向水池中漏水，更換止回閥后，穩(wěn)壓泵正常工作，而且?guī)滋靻右淮巍＿@說明系統(tǒng)的泄漏量很少很少，幾乎可以忽略不計。
　　據(jù)調(diào)查國內(nèi)外穩(wěn)壓泵的流量多選為0.5L/S—2.0L/S之間，當系統(tǒng)無氣壓罐時停泵有水錘現(xiàn)象。鑒于穩(wěn)壓泵對系統(tǒng)有著監(jiān)護和自動控制功能的要求。我們建議穩(wěn)壓泵的流量為1.0L/S—2.0L/S，壓力為比主泵高0.1Mpa—2.0Mpa或者為主泵的1.1倍—1.2倍。穩(wěn)壓泵設有氣壓罐，若不設氣壓罐，應在穩(wěn)壓泵的控制器上作文章，使之在停泵時不至于因水錘作用而頻繁啟動。

3、消火栓泵
　　NFPA20對消火栓泵的性能規(guī)定如下：水泵出流量為選定工作點的流量的150%時，其揚程不小于選定的工作點的揚程的65%，關(guān)閉水泵時的揚程不大于選定工作點揚程的140%。其實際是規(guī)定了水泵的性能曲線是一條平滑的曲線。我國規(guī)范對消防水泵沒有詳細的規(guī)定，致使消防水泵的選用上有不少出入。建議設計人員在設計時參考NFPA20的規(guī)定。
　　《高規(guī)》和《建規(guī)》對消防水泵的性能沒有測試要求，NFPA20規(guī)定消防泵在出水管上設測量用流量計。流量計應能測試水泵選定流量的175%，消防泵在出水管上應設直徑大于89mm的壓力表，這樣水泵安裝后可全面測試水泵的性能，以便得知是否能滿足設計要求。建議設計人員在設計中考慮這個問題。

上海帕特泵業(yè)制造有限公司

2012年12月21日星期五

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