文/周賁 廣州市建筑科學研究院新技術開發中心有限公司南寧分公司 廣西南寧 530001
在消防系統中各環節工作的開展都需要根據國家規定的行業內的設計規范進行設計和施工,只有將設計和施工進行標準化管理,才有利于提高工作的執行性以及設備應用和管理維護。在消防設施中消防的給水系統和消火栓系統是整個消防系統中應用最為廣泛的系統,加強對其設計所依從的設計規范中內容的了解和掌握非常重要。因此,現階段加強對消防給水系統和消火栓系統的技術設計規范的研究具有重要的現實意義。
在2014年新推行的《消水規》的2.1術語章節將消防給水系統中的穩高壓給水系統進行了單獨的設立,額外增加了該給水系統,脫離了臨時高壓給水系統的范疇。這種設置方式可以更加系統的對消防給水系統進行分類,便于相關工作的理解和設計。同時,之所以將其從臨時高壓給水系統中進行分離,是因為其工作狀態、工作壓力以及其他的設置要求,甚至是在定義上就與臨時高壓給水系統就有著明顯的區別,如下所示:
(1)兩者在定義上的區別。在某些特殊行業或者建筑防火行業在其消防給水系統設計規范中所涉及的消防給水系統,都是將高壓消防給水系統進行單獨的設立,將其作為一套獨立的系統進行定義和研究,比如,石油化工行業中,其防火規范中,就將穩高壓給水系統的穩壓泵工作時的維持管網的給水壓力大于或等于0.7Mpa時,就將其單獨設置為高壓消防給水系統。而在上海的民用建筑防火設計規范中,穩高壓消防給水系統被作了如下定義:“平時的給水管網系統會時刻保持不利點水壓,并保證其能滿足消防滅火給水的需求,并將其與消防泵裝置進行連接,以起到及時啟動消防給水系統,并保證給水的壓力和水量都能夠滿足滅火的需要”。
(2)消防給水系統準工作狀態下壓力的區別。根據消防給水設計規范中工作壓力的要求,對于穩高壓消防給水系統的壓力要求較高,需要其壓力能夠滿足系統中最不利點的壓力需求;而對于臨時高壓給水系統的壓力設計并沒有涉及到最不利點的壓力要求,在供水壓力方面只需要滿足水管的靜壓要求即可,通常是7m、10m或者是13m等等。
(3)在穩壓泵設置要求方面的區別。在穩高壓給水系統設計過程中一定要設置穩壓泵,同時要保證在管路中的任意點都要保證其靜壓狀態的壓力都要大于當主泵處于運行狀態時的壓力。而對于臨時高壓給水系統在進行設置時,對于穩壓泵的設置沒有強制的標準要求,當屋頂的消防水箱的靜壓不足時,才需要設置穩壓泵,同時對于管網的任意點位置靜壓也可以不一定必須大于運行壓力。
(4)在系統控制要求方面的區別。
兩者的系統控制要求的主要區別在于運行時是否需要與消防主泵進行聯動。穩高壓給水系統在運行時必須通過相應的壓力開關信號與消防主泵進行聯動,保證主泵的及時運行來加大系統的給水壓力,其壓力開關的設置位置一般處于穩壓罐出口的下游。而對于臨時高壓給水系統則對聯動裝置的設置沒有強制要求,同時也可以通過其他的方式來與消防主泵進行聯動,比如,可以通過在屋頂的消防水箱下游等位置安裝流量開關裝置等。
所以,在《消水規》的術語章節中,可以適當的增加一些有關穩高壓消防給水系統方面的概念描述,便于相關工作和設計人員對該概念的認識和理解,保障認識的全面性。
對于高水位消防水池中的給水管數量的設置問題,在《消水規》中有明確的規定,其基本要求就是要保證為高位消防水水池進行供水的給水管最少為兩條,如果建筑內只有一路消防供水的特殊情況除外。透過此條規定可以看出該規定對于一些工程類型的項目,在實際操作中相對生硬,可以進行適度的探討和商榷。比如,在某些礦業工程項目中,一般對于高位消防水池進行供水的給水管路都保證在10km以上,并且在工程施工之前都會在消防水池內儲存最多的消防用水,對于突發的火災,儲水量已經足夠需要,不需要再次進行補水,所以,一條供水管路就可以滿足實際需要,如果按照規范中的要求設置兩條供水管路的話,就會對施工造成一定的難度和影響。所以,可以對此項規范要求進行適當的調整,在設置兩條管路的問題上再進行一條除外補充,即如果消防儲水量足以滿足整個項目過程中的消防需要的情況下,可以設置一條管路。這樣的設計可以在很大程度上節約資源,為工程項目的節約成本,提高工程施工的效率和收益。
在《消水規》中對于消防水泵自灌式吸水系統做了如下的規定,也就是說消防水泵的吸水方式應該采用自灌式吸水,主要的目的在于要保證消防水泵要時刻保持可靠的供水,在消防水泵進行隨時啟動時都要保證水量的充足,以保證消防的需要,所以需要采用自灌吸水。
根據《建筑給水排水設計規范》術語,自灌的定義是指“水泵啟動時水靠重力充入泵體的引水方式”。 在《建筑給水排水設計規范》第 3.8.6條條文說明里解釋“生活給水水泵的自灌吸水,并不要求水泵位于貯水池最低水位以下。但是,在實際應用過程中,在蓄水池的最低吸水位置時自灌式吸水泵并不能有效地啟動,所以,貯水池的最低啟動水位要按照自灌式吸水泵的工作特點進行科學的設置,保證只要水位超過最低水位時就能夠保證水泵的啟動,反之,水位低于最低水位時禁止水泵啟動,但已經在運行的水泵應繼續運行,達到貯水池最低水位時自動停泵”。 對于《消水規》自灌式吸水,規范沒有給出明確的定義,但根據《消水規》第 5.1.9 條第 5 款獲知“當消防水池最低水位低于離心水泵出水管中心線或水源水位不能保證離心水泵吸水時,可采用軸流深井泵”。 因此,消防水泵自灌式吸水是指消防水池最低水位應高于消防水泵出水管中心線標高。根據《消防給水及消火栓系統技術規范》圖示第5.1.12 條,對于臥式消防泵配置情況下,消防水池應滿足自灌式啟泵的最低水位高于泵殼頂部放氣孔的要求,如圖 2。對于立式消防水泵配置情況下,消防水池應滿足自灌式啟泵的最低水位高于水泵出水管中心的要求,如圖 1。 同時,根據該圖示第 5.1.13條,消防水池最低有效水位可低于消防水泵吸水管中心線,如圖 3。

水泵正確的吸水條件,也就是說抽水過程中,如果泵的內部不產生氣蝕的話,其最大的吸水高度。所以,消防系統中再進行消防水泵的配置過程中,首先,在啟動消防水泵時,一定要保證消防水泵必須能夠進行自灌吸水,以保證吸水管以及消防水泵的泵殼內可以處于正常的充水狀態,以滿足消防需要;其次,要對消防水池進行科學設計,通過根據實際需要對水池的容積進行有效的設計和優化,可以在很大程度上為項目節約成本。同時,在進行最低有效吸水位設計時要與樣本中的氣蝕需量進行結合,合理選擇設計參數,并按照規范要求進行配置。所以,《消水規》中對于自灌式吸水的設計需要進一步的明確,避免工程施工過程中產生誤解,影響消防設計的科學性和合理性。針對此問題,在進行自灌式吸水設計時可以將其分為兩個概念,即自灌式啟泵以及最低有效吸水位,并對其進行規定和說明。
綜上所述,消防設施的給水系統和消防栓系統是消防系統的重要組成部分,在進行設計和配置時要嚴格按照《消水規》中的相關標準和規定進行,從而對《消水規》內容的科學性和嚴謹性提出了較高的要求。在今后的設計工作中,一定要將《消水規》的規定與項目本身的實際情況相結合,必要的時候對規范的標準進行適當的調整,以達到最佳的效果,一方面可以滿足項目消防的需要,另一方面也可以降低項目的成本投入。