消防水泵房是消火栓、自动喷水灭火系统以及其它灭火系统的“心脏”,而消防水泵更是消防水泵房的核心所在,在整个消防供水系统中起着至关重要的作用。然而由于消防设计、审核、验收人员对规范理解的不同和规范间存在的差异,导致水泵在设置过程中存在了一些问题,不能有效发挥其作用。笔者就工作中遇到的消防水泵的设计和安装以及维护保养中存在的问题,谈一些个人的看法。
一、多层建筑消防水泵的设置范围问题
《建筑设计防火规范》(以下称《建规》)第8.6.1条规定:具有下列情况的应设消防水池:一是当生产、生活用水量达到最大时,市政给水管道进水管或天然水源不能满足室内外消防用水量;二是市政给水管道为枝状或只有一条进水管,且消防用水量之和超过25L/s。根据此条规定,一栋建筑物体积大于5000M3,根据建筑物的室外消火栓用水量标准,室外消火栓用水量均大于20L/s,一般设有室内消火栓的建筑物室内消火栓用水量均在10L/s以上。这样室内外消防用水量之和均超过25L/s,加上城市管网一般不能满足3层以上建筑物室内消火栓压力要求,可以说,3层以上设有室内消火栓的每栋楼房基本上都要建造消防水池,并应设置泵房。此外,《建规》第8.4.4条规定:“设置临时高压给水系统的建筑物,应设消防水箱或气压水罐、水塔”。照此规定,设置临时高压消防给水系统的建筑物,均应设置消防水箱。这类建筑多为4、5层的多层建筑,而市政管网的压力一般为20到30米水柱,为满足最不利点消火栓所需充实水柱的需要,这类建筑也应设置消防水泵。但是,在实际操作中一栋体积大于5000M3建筑物,就要设置消防水池和泵房,从城市建设用地和节约水用的角度出发很难做到,大多数3层以上建筑体积相对较小的多层建筑采用设置屋顶消防水箱保证火灾扑救初期10分钟消防用水量。在实际火灾扑救中,为了保证屋顶消防水箱的有效压力和流量要求。对于这类建筑,能否采用在屋顶消防水箱出水管上设置增压设施的做法,在消防水箱的出水管上设置能够通过消火栓箱内的按钮或由消防水箱出水管上的水流指示器启动的增压泵来满足充实水柱的需要。
二、消防水泵的选型问题
消防水泵的选型直接关系到水泵运行的效能问题,但《建规》对消防水泵的性能选用没有做出较详细的特别规定,有的设计人员常常将消防水泵的流量设计的偏小,不能满足室内消防用水量的要求。有的将消防泵的扬程设计的偏大从而对管网工作不利。部分刚从事建审和验收的工作人员,对这些问题还很难发现,常常是设计人员怎么设计就怎么审怎么验,造成了一些先天性隐患的存在。对此,我们应弄清楚三个概念。一是流量,水泵的流量又称为输水量,它是指水泵在单位时间内输送水的数量。以符号Q来表示,其单位为升/秒、立方米/秒、立方米/小时;二是扬程,水泵的扬程是指水泵能够扬水的高度,通常以符号H来表示,其单位为米。扬程分由两部分组成。即水泵能把水吸上来的高度,叫做吸水扬程,简称吸程;水泵能把水压上去的高度,叫做压水扬程,简称压程。水泵扬程=吸水扬程 + 压水扬程。应当指出,铭牌上标示的扬程是指水泵本身所能产生的扬程,它不含管道水流受摩擦阻力而引起的损失扬程。在选用水泵时,注意不可忽略。否则,将会抽不上水来;三是功率,在单位时间内,机器所做功的大小叫做功率。通常用符号N来表示。常用的单位有:公斤•米/秒、千瓦、马力。通常电动机的功率单位用千瓦表示。动力机传给水泵轴的功率,称为轴功率,可以理解为水泵的输入功率,通常讲水泵功率就是指轴功率。因此,我们在选泵时一定要根据建筑物的室内、外消防用水量和建筑物的高度来确定消防水量,然后定好管径,计算出管损,由此确定水泵扬程和流量,这样就能定下水泵型号,然后根据流量和扬程来查出功率。在此基础上,还可以参照美国对消防泵的性能要求如消防泵的最大流量应为设计值的150%,扬程不小于选定工作点扬程的65%,关闭水泵时的扬程不大于选定工作点扬程的140%,稳压泵流量为1—2L/S,扬程为消防泵扬程的1.1—1.2倍。此外,每个工程系统对水泵都有不同的技术、使用要求。要使各系统都能正常、安全、高效地投入运行,设计中水泵的选择应综合考虑水泵特性、参数、适用范围、水泵生产厂家的生产技术力量及水泵的价格等各方面因素。
三、消防水泵的管道连接问题
《建规》第8.6.5条规定:消防水泵房应有不少于2条的出水管直接与环状消防给水管网连接。当其中一条出水管关闭时,其余的出水管仍应能通过全部用水量。《建规》第8.6.6条规定:一组消防水泵的的吸水管不应少于2条。当其中1条关闭时,其余的吸水管仍应能通过全部用水量。但在一些消防工程中我们发现,仍有一些工程一组消防水泵只有一根吸水管或只有一根出水管。一组消防水泵只有一根吸水管的话,当吸水管检修时,整个系统就会瘫痪。一组消防水泵只有一根出水管的话就会降低消防系统的可靠性。在消防验收的过程中还发现,有些水泵出水管上没有设置压力表、无试验放水阀、无泄压阀、消防水泵出水管装有压力表,试验放水阀,在检查消防泵时,可使消防泵的出水不进入管网,使管网免受超压和水锤的影响。由于发生初期火灾时启动消防泵后管网会超压,且会产生水锤效应,停泵时也会产生水锤效应。出水管上设置泄压阀后能泄压且能减小水锤效应。此外,有些水泵的吸水管的管径偏小,水泵的流量达不到设计值。这些都会影响到消防供水系统的正常使用。
四、水泵线路的敷设问题
《高层民用建筑设计防火规范》9.1.4条规定:消防用电设备暗敷时,应穿管并应敷设在不燃烧体结构内且保护层厚度不应小于30mm;明敷设时,应穿有防火保护的金属管或有防火保护的封闭式金属线槽。但《建规》只要求消防用电设备的配电线路明敷时穿金属管,没有要求暗敷时穿金属管保护,因此,在一些设计图纸中发现:消防水泵的供配电线路、控制线路多穿PVC管进行保护,并从吊顶内走线。笔者认为这种走线方法欠妥。《民用建筑电气设计规范》(以下称《民规》)24.8.5条要求:消防联动控制、自动灭火控制等的线路,应采用阻燃电缆穿钢管暗敷在不燃烧体结构层内,保护层厚度不小于3cm,当必须明敷时,应在金属管上采取防火措施。《火灾自动报警系统设计规范》(以下称《自动报警规范》)第8.2.2条对此也做出了相应规定。我们知道,消防水泵在火灾发生后一段时间内仍要发挥作用,来完成对建筑火灾的扑救工作。因此在这段时间内,仍要保证水泵线路的安全。对于配电室与电气竖井距离较远,消防用电设备容量较大,线路无法暗敷的,可以在采取有效的防火措施后敷设在吊顶内。在这种情况下应避免采用耐火槽盒,因为吊顶也是火灾多发地段,敷设在吊顶内的线路火灾时并不安全,而且槽盒仅能防止外部燃烧对线路的破坏,无法防止槽盒内线路自身故障造成的火灾。建议消防水泵等重要消防设备采用耐火电缆供电,以保证发生火灾时能够在一定的时间内不受影响继续工作。
五、消防水泵的过载保护问题
消防水泵是重要负荷,在消防灭火中起着极为重要的作用,一般情况下应确保连续供电。按照我们的习惯性思维,凡是重要设备就应设过载保护。但《民规》第8.6.3.5条、第10.2.2.4条(3)条规定:“对于突然停电会导致比因过负荷而造成损失更大的配电线路,不应装设切断电路的过负荷保护电器(如消防水泵的供电线路),但应装设过负荷报警电器”。照此规定,消防水泵不应装设过载保护切断装置。这主要是考虑到火灾发生时,应全力保证消防用水的需要,因为由于水泵过载可能造成的线路、设备损失与火灾损失相比微不足道。
六、消火栓启泵按钮的控制电压问题
在使用消火栓的时候,如果消防水管的压力很大或消火栓口不紧,就会有水从水管中溢出来,弄湿消火栓按钮。可能会使消防水带电,如果电压过大会造成消防员在灭火中受伤。《民规》第24.6.2.1规定:设在消防栓箱中的起动消防水泵的按钮及启泵信号灯的控制回路应采用50V以下的安全电压。第24.9.11规定:消防联动装置的直流操作电源电压应采用24V.这主要是从保护消防队员的角度出发。但在施工中仍有一些工程消火栓按钮的操作电源电压接到了交流220V上。应引起高度重视。
七、消防水泵的维护保养问题
消防水泵也存在自然老化、受不良环境影响、因管理不善人为损坏或关闭、系统缺乏日常维护致使系统出现问题不能及时处理等情况。有了完善的设计、良好的施工质量和科学技术检测,仅可以保证消防水泵进入良好的初始运行状态,并不能保证水泵始终完好如初。关键在于我们的日后的维护保养。在消防监督检查中,时常发现一些单位的消防水泵不能做到定期试机运行,天长日久导致泵体卡死、锈死,以至火灾时不能发挥应有的作用。相关规范、规章都对消防设施、器材维护保养作了明确规定,我们应严格执行相关规定,切实加强对消防水泵及其系统的维护,确保系统的完好有效运行。
扬州支队江都大队