《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行過程中的若干問題探討

摘要：GB 50974-2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》發(fā)布多年但執(zhí)行過程中仍存在一些問題，文章針對臨時高壓消防給水系統(tǒng)工作壓力、止回閥和壓力表的位置、壓力開關(guān)的啟泵設(shè)定值等問題進(jìn)行了探討，并提出建議。

[作者簡介]黃乾（1989—），男，本科，工程師，主要從事建筑工程質(zhì)量監(jiān)督工作。

消火栓系統(tǒng)是運(yùn)用最為廣泛同時也是最為重要的滅火系統(tǒng)之一，為適應(yīng)社會發(fā)展需要，GB 50974-2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱“栓規(guī)”）于2014年發(fā)布，為消火栓系統(tǒng)的設(shè)計、施工及維護(hù)管理提出了新的要求。

盡管“栓規(guī)”已實施多年，或由于規(guī)范不細(xì)，或由于工程人員的理解有偏差，規(guī)范在執(zhí)行過程中依然存在一些爭議和問題，本文針對目前常見的3個問題進(jìn)行探討：①臨時高壓系統(tǒng)工作壓力的計算;②消防泵出水管壓力表與止回閥的位置;③壓力開關(guān)的啟泵設(shè)定值。

1 臨時高壓消防給水系統(tǒng)工作壓力的計算

1.1 提高系統(tǒng)工作壓力計算的準(zhǔn)確性

根據(jù)“栓規(guī)”8.2.3 規(guī)定，臨時高壓消防給水系統(tǒng)工作壓力的計算，首先需要消防水泵零流量時的壓力[1]，然而，不同廠商、不同型號的水泵，流量揚(yáng)程性能曲線均不同，因而首先需要選定某個廠商的某個型號的水泵，才能根據(jù)該水泵的性能曲線確定其零流量的壓力。建設(shè)或施工單位通常是按照設(shè)計人員提出的產(chǎn)品型號規(guī)格進(jìn)行水泵的采購和選用，在施工圖設(shè)計階段，水泵生產(chǎn)廠商并未確定下來，所以設(shè)計人員在設(shè)計過程中并無生產(chǎn)廠商提供的性能曲線可作參考。若由設(shè)計人員來指定廠商，又違反了《建筑法》的規(guī)定。因而這里就產(chǎn)生了一個矛盾。實際操作中，設(shè)計人員通常只能先計算出設(shè)計工作壓力，再根據(jù)“栓規(guī)”5.1.6第4條的要求[1]，自行選取120 %～140 %范圍內(nèi)的百分比，與設(shè)計工作壓力相乘，大致得出水泵零流量時的壓力，再計算出系統(tǒng)工作壓力。由于系統(tǒng)工作壓力的大小是選用管材的依據(jù)[1]，粗略的計算結(jié)果，有可能比實際值偏大較多，而大幅提高工程造價，造成浪費(fèi);也有可能偏小較多，而使系統(tǒng)可靠性降低。同時，“栓規(guī)”中其他對水泵性能曲線的要求（如5.1.6第5條）[1]也無法得到落實。

筆者認(rèn)為，設(shè)計人員應(yīng)在設(shè)計說明中注明，設(shè)備采購階段水泵初步選定后，建設(shè)單位應(yīng)提供水泵的性能曲線等數(shù)據(jù)，由設(shè)計人員校核是否符合規(guī)范要求，并計算出正確的系統(tǒng)工作壓力，用以確定選用何種管材。該校核結(jié)果可通過設(shè)計核定、變更或深化設(shè)計等形式作為整個設(shè)計圖紙的補(bǔ)充。工程監(jiān)督驗收人員應(yīng)對水泵是否進(jìn)行校核進(jìn)行確認(rèn)，并依照校核后的結(jié)果進(jìn)行監(jiān)督驗收。

1.2 設(shè)減壓閥分區(qū)供水的系統(tǒng)工作壓力計算

根據(jù)“栓規(guī)”8.2.3規(guī)定[1]，系統(tǒng)工作壓力是考慮系統(tǒng)可能承受的最大壓力，以保證管道系統(tǒng)在任何可能出現(xiàn)的壓力狀況下都能可靠運(yùn)行。但在設(shè)減壓閥分區(qū)供水的系統(tǒng)中，由于減壓閥的減壓作用，閥后的管道壓力比閥前顯著減小，而“栓規(guī)”6.2.4規(guī)定，減壓閥不少于2組且每組設(shè)有備用[1]，故其工作的可靠性是有保障的，因而可能的最大運(yùn)行壓力幾乎不可能出現(xiàn)在減壓閥后的管道系統(tǒng)中。然而受限于規(guī)范既有的規(guī)定，設(shè)計人員往往只能以整個系統(tǒng)可能承受的最大壓力來確定每一處管材的選用，導(dǎo)致減壓閥后的低區(qū)管道通常也采用無縫鋼管，提高了工程造價，造成了不必要的浪費(fèi)。

筆者認(rèn)為，采用減壓閥減壓分區(qū)供水時，減壓閥后的系統(tǒng)工作壓力可單獨計算。通常系統(tǒng)可能的最大運(yùn)行壓力出現(xiàn)在消防泵出水管上，減壓閥組一般設(shè)于消防泵房內(nèi)，其與消防泵組的高差及和距離較小，泵組到減壓閥的水頭損失可忽略不計，可先依據(jù)“栓規(guī)”8.2.3確定出系統(tǒng)工作壓力，再根據(jù)采用的減壓閥的類型，對應(yīng)計算出經(jīng)減壓后的閥后系統(tǒng)工作壓力。

2 消防泵出水管壓力表與止回閥的設(shè)置位置

由于“栓規(guī)”中僅提及水泵出水管上應(yīng)安裝消聲止回閥和壓力表[1]，未對其設(shè)置的順序作出明確要求，很多工程人員對于消防泵出水管壓力表的設(shè)置位置沒有一個清晰的認(rèn)知。實際案例中，有設(shè)計人員在圖紙上直接將壓力表放在止回閥之后的，也有圖紙上壓力表在止回閥之前，但施工人員將其安裝在止回閥后的，更有甚者直接將之省略，認(rèn)為系統(tǒng)總出水管上設(shè)有壓力表，此處所設(shè)為多余。這些工程人員通常認(rèn)為壓力表和止回閥的設(shè)置位置對其測量效果并無影響，或是不清楚此處設(shè)置壓力表的作用。筆者認(rèn)為，消防水泵出水管上設(shè)置的壓力表是作為“栓規(guī)”5.1.11所述的“壓力測試裝置”[1]，對水泵性能能否滿足工程的需要做直接的測定和反映，其位置應(yīng)設(shè)置在止回閥之前。因為止回閥的工作原理是利用閥瓣兩側(cè)的壓力差來控制閥瓣的開閉從而控制介質(zhì)的流動方向，即通過閥瓣的物理作用切斷介質(zhì)某一方向的流動，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。若壓力表設(shè)在止回閥后，其示數(shù)將受系統(tǒng)上部水流靜壓及穩(wěn)壓壓力的影響，無法直接反映水泵的出水口壓力情況;設(shè)在止回閥前，則由于閥瓣的物理隔斷作用，通過壓力表可直接有效地觀測水泵出水口壓力的變化情況。在圖集《消防專用水泵選用及安裝》（04S204）第9頁、第10頁“消防水泵管路系統(tǒng)基本圖式”中[2]，壓力表也均設(shè)置在止回閥之前。

3 臨時高壓消火栓系統(tǒng)壓力開關(guān)啟泵壓力的設(shè)置

筆者發(fā)現(xiàn)，由于規(guī)范沒有明確規(guī)定流量開關(guān)和壓力開關(guān)的啟泵設(shè)定值該如何確定，很多設(shè)計人員僅僅在設(shè)計說明中引用“栓規(guī)”原文，要求系統(tǒng)由壓力開關(guān)直接自動啟動消防泵[1]，而由施工人員自行設(shè)定啟泵值。施工人員往往只為了在聯(lián)動測試中實現(xiàn)迅速啟泵來進(jìn)行設(shè)定，這樣的設(shè)定導(dǎo)致系統(tǒng)易誤動作，物業(yè)在日常管理中為了“杜絕”誤動作帶來的麻煩，直接將消防泵啟泵方式設(shè)置為手動，給火災(zāi)的撲救帶來極大隱患?？梢?，設(shè)計人員確定出啟泵設(shè)定值并明確標(biāo)注于圖紙是必要的，筆者認(rèn)為，圖審機(jī)構(gòu)應(yīng)該在審圖過程中對此進(jìn)行把關(guān)。流量開關(guān)的設(shè)定已有不少學(xué)者進(jìn)行了探討，本文不再贅述，僅針對壓力開關(guān)的設(shè)定展開討論。

3.1 設(shè)穩(wěn)壓泵的臨時高壓系統(tǒng)

設(shè)穩(wěn)壓泵的臨時高壓系統(tǒng)分為穩(wěn)壓泵上置和下置兩種形式，其壓力開關(guān)設(shè)定值確定方式同理，本文以穩(wěn)壓泵上置的系統(tǒng)為例，其布置如圖2所示，根據(jù)“栓規(guī)”5.3.3要求[1]，有：

同時，壓力開關(guān)設(shè)定值應(yīng)高于壓力開關(guān)準(zhǔn)工作狀態(tài)的靜水壓力，否則無法正常啟泵，有：

式中：P1為穩(wěn)壓泵啟泵壓力，MPa;P為壓力開關(guān)設(shè)定值，MPa;P0為系統(tǒng)最不利點消火栓準(zhǔn)工作狀態(tài)靜水壓力，MPa;H為壓力開關(guān)與最不利點消火栓之間的垂直距離，m;H1為穩(wěn)壓泵與最不利點消火栓之間的垂直距離，m;H2為高位水箱最高有效水位與穩(wěn)壓泵之間的垂直距離，m。

由式（1）～式（3）可得，P1>15-H1且P1>H2+（7～10），當(dāng)確定P1的值后，將其代入式（1），即可確定壓力開關(guān)設(shè)定值。

3.2 不設(shè)穩(wěn)壓泵的臨時高壓系統(tǒng)

火災(zāi)初期，壓力開關(guān)處的壓力即為該處的靜水壓力，當(dāng)消火栓開啟后，高位水箱水位下降，壓力開關(guān)處的靜壓減小，啟泵壓力只需設(shè)置為高位水箱水位下降一定量時該處的靜壓值即可。但“栓規(guī)”并未規(guī)定應(yīng)設(shè)置水位下降多少時的靜壓值，對此也存在很多爭議。有學(xué)者認(rèn)為壓力開關(guān)產(chǎn)品精度有限，水箱水位的變化并不能使其動作;即使能動作，從消火栓開啟到理論上壓力開關(guān)動作的時間間隔很長，而在這期間高位水箱出水管流量開關(guān)已經(jīng)動作使水泵啟動，壓力開關(guān)實際并未起作用，故可不設(shè)置壓力開關(guān)[3-4]。對此，筆者并不認(rèn)同。盡管在不設(shè)穩(wěn)壓泵的系統(tǒng)中，啟泵主要依靠流量開關(guān)，但一旦流量開關(guān)失效，等到發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)壓力明顯不足時，再手動啟泵，此時水箱的水已消耗殆盡，水泵從啟動到正常運(yùn)行又將耗費(fèi)一定時間，對于火災(zāi)的撲救和消防員的安全都非常不利。再者，目前市場上流通的壓力開關(guān)產(chǎn)品精度一般為0.5 %，更高的可達(dá)0.2 %，以準(zhǔn)工作狀態(tài)下靜水壓力為0.98 MPa、產(chǎn)品精度為0.5 %的壓力開關(guān)為例，其測量誤差為0.98×0.5%=4.9 kPa（0.5 mH2O），水箱有效容積按18 m3算，若長寬均為2 m，則水箱高度為18/（2×2）=4.5 m，其水位變化0.5 m引起的管網(wǎng)壓力變化足以使壓力開關(guān)動作。所以筆者認(rèn)為，壓力開關(guān)可以也應(yīng)當(dāng)作為自動啟泵的備用方式，與流量開關(guān)共同設(shè)置于系統(tǒng)中。為避免設(shè)定值對應(yīng)的水位過高，壓力開關(guān)易誤動作，或水位過低，火災(zāi)時啟泵不及時，設(shè)計人員可取水箱有效水位下降一半時壓力開關(guān)處的靜壓作為其啟泵設(shè)定值，建筑物高度越高，應(yīng)采用精度更高的壓力開關(guān)，同時，對于水箱的尺寸，增加水箱高度，可適當(dāng)?shù)販p小橫截面積，使火災(zāi)初期水箱向系統(tǒng)供水時水位變化更明顯。

4 結(jié)束語

（1）水泵初步選定后，應(yīng)由設(shè)計人員校核并計算出準(zhǔn)確的系統(tǒng)工作壓力;減壓閥后的系統(tǒng)工作壓力可單獨計算。

（2）消防水泵出水管上壓力表應(yīng)設(shè)在止回閥前，以直接反映水泵的出水口壓力情況。

（3）設(shè)穩(wěn)壓泵的臨時高壓系統(tǒng)應(yīng)先確定出穩(wěn)壓泵啟泵壓力，再計算出壓力開關(guān)啟泵設(shè)定值;不設(shè)穩(wěn)壓泵的系統(tǒng)，可取水箱有效水位下降一半時壓力開關(guān)處的靜壓作為啟泵設(shè)定值。

參考文獻(xiàn)

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