《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》實施后在改造工程中的相關(guān)問題

李明一

摘 要 在改造項目中要考慮的由于新老規(guī)范不同引起的系統(tǒng)變化、改造問題以及消防水泵的揚(yáng)程，穩(wěn)壓泵運(yùn)行參數(shù)計算和消防水箱各水位確定等相關(guān)問題的分析探討，供工程設(shè)計參考。

關(guān)鍵詞 改造；消防水泵揚(yáng)程；穩(wěn)壓泵；消防水箱水位

1 引言

《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974-2014實施以后，對于既有建筑的改造工程除了業(yè)主提出的相關(guān)功能劃分及使用需求涉及的給水排水改造，通常也會要求根據(jù)“水消規(guī)”進(jìn)行消防系統(tǒng)的全面改造。本文將對新舊消防系統(tǒng)中消防水泵的揚(yáng)程計算及穩(wěn)壓泵的壓力設(shè)置等相關(guān)問題予以介紹[1]。

2 工程概況

本工程位于上海華東師范大學(xué)（閔行校區(qū)），為華師大閔行校區(qū)學(xué)生發(fā)展空間基礎(chǔ)設(shè)施改造工程，為3層，建筑高度15.3m，一層為超市、書吧、設(shè)備用房，二層為小劇場、沙龍（講座）空間，三層為多功能廳、展覽廳、自由研討室，建筑面積約為3648㎡?；貎?nèi)已建有完善的自來水管，污水管網(wǎng)，雨水管網(wǎng)。市政壓力為0.16MPa。本次設(shè)計包括單體內(nèi)生活給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、自動噴淋滅火系統(tǒng)、滅火器配置。屋面增加一個18T的消防水箱，新增自動噴淋系統(tǒng)，本單體西南方向約30米處有一個地下水泵房，水泵房內(nèi)新增噴淋泵組和噴淋穩(wěn)壓泵組，原本的消火栓泵組及消火栓穩(wěn)壓泵組重新改造，增加新的消防控制系統(tǒng)[2]。

3 消火栓系統(tǒng)介紹

本工程水泵房原有一套消火栓泵組及消火栓穩(wěn)壓泵組，原系統(tǒng)為穩(wěn)高壓系統(tǒng)，消火栓穩(wěn)壓泵置于地下水泵房內(nèi)，屋頂無消防水箱，消防水源為市政直抽。原消火栓水泵參數(shù)：Q=15L/s，H=56m，P=18.5kW。原消火栓穩(wěn)壓泵參數(shù)：Q=3L/s，H=70m，P=5.5kW。

對本建筑《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中明確消火栓栓口動壓不應(yīng)小于0.25MPa，而原來的系統(tǒng)是按照0.189MPa設(shè)計的；消防水泵從市政管網(wǎng)直接抽水時，應(yīng)在消防水泵出水管上設(shè)置有空氣隔斷的倒流防止器，原設(shè)計的出水管上是沒有這個空氣隔斷倒流防止器的。這樣我們在計算水泵揚(yáng)程的時候就要比原來的系統(tǒng)多增加6米的栓口動壓和7米的水頭損失。

消防用水量：

4 消火栓泵參數(shù)計算

P=

P——消防水泵或消防給水系統(tǒng)所需的設(shè)計揚(yáng)程或設(shè)計壓力（MPa）；

——安全系數(shù)，可取1.2～1.4；宜根據(jù)管道的復(fù)雜程度和不可預(yù)見發(fā)生的管道變更所帶來的不確定性；

H——當(dāng)消防水泵從消防水池吸水時，H為最低有效水位至最不利水滅火設(shè)施的幾何高差；當(dāng)消防水泵從市政給水管網(wǎng)直接吸水時，H為火災(zāi)時市政給水管網(wǎng)在消防水泵入口處的設(shè)計壓力值的高程至最不利水滅火設(shè)施的幾何高差（m）；

——最不利點水滅火設(shè)施所需的設(shè)計壓力（MPa）。

——管道沿程水頭損失（MPa）；

L——管道直線段的長度（m）

——管件和閥門等局部水頭損失（MPa），空氣隔斷倒流防止器7米；

——管件和閥門等當(dāng)量長度（m）。

45×0.0517=2.33m=0.0233MPa

=2.33×0.1=0.23m=0.0023MPa

最不利消火栓標(biāo)高為10.1米，室外地面標(biāo)高為0.06米，水泵房地面標(biāo)高-4.50米。

H=9+1.1+0.06-16=-5.84m

P=

=1.2×（0.0233+0.0023+7×2×0.01）-0.01×5.84+0.25=0.39 MPa

本消火栓泵組服務(wù)于周邊多個單體建筑，原本的消火栓泵組揚(yáng)程56m、流量15L/s，此次改造根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974-2014，增加14米揚(yáng)程為70米，流量照舊15L/s。

則消火栓泵單泵參數(shù)：Q=15L/s，H=70m，P=22kW。

單體入口的壓力超過0.50MPa時，設(shè)減壓閥組，保證消防時入口壓力為0.45MPa。

地下水泵房設(shè)消火栓增壓穩(wěn)壓設(shè)備，配有穩(wěn)壓泵兩臺（一用一備），150L穩(wěn)壓罐一個。設(shè)備運(yùn)行參數(shù)：

穩(wěn)壓泵啟泵壓力：Ps1=10.1+4.5+15=30m=0.30MPa；

穩(wěn)壓泵停泵壓力：Ps2=30+7=37m=0.37MPa。

穩(wěn)壓泵揚(yáng)程：H=10.1+15-（16-7）+7=24m

消火栓穩(wěn)壓泵參數(shù)：Q=1L/s，H=24m，P=2.2kW，氣壓罐150L。

5 自動噴淋系統(tǒng)介紹

本次改造要新增多聯(lián)機(jī)集中空調(diào)系統(tǒng)，所以我們要新增噴淋系統(tǒng)。噴淋泵及噴淋穩(wěn)壓泵統(tǒng)一設(shè)置于地下水泵房內(nèi)，去現(xiàn)場了解了情況是一次設(shè)計時是做了噴淋系統(tǒng)的，但由于某些原因在施工的過程中只做到預(yù)留套管，后續(xù)的接管和水泵設(shè)備都沒有安裝，設(shè)計復(fù)核下來預(yù)留套管的尺寸和位置合適可以利用[3]。

6 自動噴淋水泵參數(shù)計算

本工程按中危Ⅰ級，噴水強(qiáng)度6L/min ·m2，作用面積160m2，火災(zāi)延續(xù)時間1h。因為此次改造不但是土建施工改造還包括裝修裝飾設(shè)計，因此天花的設(shè)計上基本是大空間或敞開空間我們用了格柵吊頂直立型噴頭，小空間我們用了石膏板吊頂下垂型噴頭，噴頭公稱動作溫度68℃。

根據(jù)《民用建筑水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程》DGJ08-94-2007，噴淋泵設(shè)計流量取21L/s×1.3=27 L/s。

噴淋泵供水壓力：

P=

P——消防水泵或消防給水系統(tǒng)所需的設(shè)計揚(yáng)程或設(shè)計壓力（MPa）；

——安全系數(shù)，可取1.2～1.4；宜根據(jù)管道的復(fù)雜程度和不可預(yù)見發(fā)生的管道變更所帶來的不確定性；

H——當(dāng)消防水泵從消防水池吸水時，H為最低有效水位至最不利水滅火設(shè)施的幾何高差；當(dāng)消防水泵從市政給水管網(wǎng)直接吸水時，H為火災(zāi)時市政給水管網(wǎng)在消防水泵入口處的設(shè)計壓力值的高程至最不利水滅火設(shè)施的幾何高差（m）；

——最不利點水滅火設(shè)施所需的設(shè)計壓力（MPa）。

——管道沿程水頭損失（MPa）；

L——管道直線段的長度（m）

——管件和閥門等局部水頭損失（MPa），空氣隔斷倒流防止器7米；

——管件和閥門等當(dāng)量長度（m）。

30×0.0616=1.848m=0.0185MPa

=30m=0.3MPa

最不利噴頭標(biāo)高為13.0米，室外地面標(biāo)高為0.06米，水泵房地面標(biāo)高-4.50米。

H=13-16=-3.0m

P=

=1.2×（0.0185+0.3+7×2×0.01+0.02+0.04）-0.01×3.0+0.10=0.70MPa

則噴淋泵單泵參數(shù)：Q=27L/s，H=70m，P=37kW。

地下水泵房設(shè)噴淋增壓穩(wěn)壓設(shè)備，配有穩(wěn)壓泵兩臺（一用一備），150L穩(wěn)壓罐一個。設(shè)備運(yùn)行參數(shù)：

穩(wěn)壓泵啟泵壓力：Ps1=13+4.5+10=28m=0.28MPa；

穩(wěn)壓泵停泵壓力：Ps2=28+7=35m=0.35MPa。

配水管入口的壓力超過0.40MPa時，設(shè)減壓孔板減壓，保證消防時入口壓力不超過0.40MPa。

穩(wěn)壓泵揚(yáng)程：H=13+10-（16-7）+7=21m。

噴淋穩(wěn)壓泵參數(shù)：Q=1L/s，H=21m，P=1.5kW，氣壓罐150L。

注意穩(wěn)壓泵的啟停壓力在運(yùn)行過程中是不通過市政壓力的，因此啟停泵的壓力計算不與市政壓力相關(guān)，而穩(wěn)壓泵的揚(yáng)程計算是與市政壓力有關(guān)的，因此在計算穩(wěn)壓泵的揚(yáng)程是要注意減掉市政壓力。

7 屋頂增加18T消防水箱

由于《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》明確消火栓栓口動壓不應(yīng)小于0.25MPa，而市政壓力僅為0.16MPa，因此原先的穩(wěn)高壓系統(tǒng)改為臨時高壓系統(tǒng)以滿足規(guī)范要求。屋頂新設(shè)18T消防水箱經(jīng)結(jié)構(gòu)專業(yè)復(fù)核可以滿足屋面荷載。

本次改造工程由于只改造水泵房服務(wù)區(qū)域內(nèi)的一棟建筑，并且這棟建筑可能不是服務(wù)范圍內(nèi)的最高建筑，因為缺乏其余幾棟樓的詳細(xì)資料，我們暫時放置于本次改造的單體屋面，如若以后改造次水泵房服務(wù)范圍內(nèi)比此棟樓高的單體，可以將此屋面消防水箱移至最高建筑屋面。

這本規(guī)范關(guān)于消防水箱各水位要求更明確，首先是最低有效水位指出需考慮防止旋流器的高度150mm和防止旋流器以上高度200mm，從而確定最低有效水位為水箱低以上350mm。其次是最高水位，最高水位為應(yīng)為最低有效水位以上50mm。第三是高液位報警水位，這個水位業(yè)內(nèi)很多人有不同的理解，主要是高液位報警水位與溢流水位之間的關(guān)系，究竟是誰高誰低，筆者根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015-2003中3.7.7的條文解釋報警水位應(yīng)高出最高水位50mm，報警水位距溢流水位一般約50mm，如進(jìn)水管徑大，進(jìn)水流量大，報警后需人工關(guān)閉或電動關(guān)閉時，應(yīng)給予緊急關(guān)閉的時間，一般報警水位距溢流水位250mm～300mm ，筆者理解為溢流水位應(yīng)高于高液位報警水位。最后是低液位報警水位，低液位報警水位也是有很多種說法，筆者認(rèn)為低液位報警水位應(yīng)該是比最高水位低50mm左右，但要保證最低有效水位和低液位報警水位之間的儲水容積滿足消防有效容積，所以這個水位可以取最低有效水位以上18T有效容積，根據(jù)消防水箱的尺寸定水位標(biāo)高。

8 結(jié)束語

規(guī)范在不斷地更新完善，每年都有規(guī)范修訂、重編，《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974-2014的實施是匯聚了諸多一線專業(yè)人員以及專家領(lǐng)導(dǎo)的不斷實踐經(jīng)驗和智慧，而我們從事在設(shè)計行業(yè)中的人員也都通過規(guī)范的宣貫和借助各種平臺解讀，把這本規(guī)范條文作為指導(dǎo)工程設(shè)計人員的重要依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50974-2014.消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2014.

[2]GB50015-2003（2009年版）.建筑給水排水設(shè)計規(guī)范[S].中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2009.

[3]DGJ08-94-2007.民用建筑水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程[S].上海市工程建設(shè)規(guī)范，2007.