建筑消防水泵房設(shè)計(jì)探析

文/韓輝 蘇州藍(lán)光置地有限公司 江蘇蘇州 215000

消防水泵房是建筑消防給水系統(tǒng)的核心所在，其設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)建筑整體消防安全產(chǎn)生直接影響。2014年10月1日起，新的消防給水規(guī)范《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974-2014）正式實(shí)施，但很多設(shè)計(jì)人員在針對(duì)建筑消防水泵房進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，依然沿用傳統(tǒng)做法，不能適應(yīng)建筑行業(yè)的發(fā)展需求，同時(shí)也給建筑消防安全帶來(lái)了一定威脅。

1、現(xiàn)代建筑火災(zāi)特點(diǎn)

現(xiàn)代建筑多以高層和超高層建筑為主，本身逃生路線長(zhǎng)，人員密度大，出口少且集中。其火災(zāi)事故具有幾個(gè)與普通多層建筑不同的特點(diǎn)：1.火災(zāi)發(fā)展速度快。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)因?yàn)楦邔咏ㄖ莾?nèi)煙囪效應(yīng)，容易導(dǎo)致火情在樓層中上下串聯(lián)，迅速蔓延至全樓。2.裝修復(fù)雜，燃燒產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)多。現(xiàn)代高層建筑通常為精裝修，在裝修的過(guò)程中，會(huì)用到大量的高分子材料來(lái)保證裝修效果，有相當(dāng)一部分高分子材料中含有一定的有毒有害物質(zhì)，如果遭遇高溫，有毒有害物質(zhì)將會(huì)被釋放，在導(dǎo)致火勢(shì)加劇的同時(shí)，也會(huì)威脅人們的生命安全；3.建筑內(nèi)部情況復(fù)雜，人員撤離困難。現(xiàn)代建筑的層數(shù)高且人員集中，通常考慮通過(guò)疏散通道或避難層進(jìn)行逃生。過(guò)長(zhǎng)的垂直距離導(dǎo)致人員的撤離難度較大，如果建筑消防本身設(shè)計(jì)不合理，更會(huì)使得人們?cè)诨馂?zāi)發(fā)生后無(wú)法及時(shí)撤離，引發(fā)嚴(yán)重的傷亡情況。同時(shí)，建筑高度的增加也會(huì)給救援工作帶來(lái)很大難度，如果建筑中層或者低層爆發(fā)火災(zāi)，在電梯無(wú)法使用而樓梯被大火和濃煙封堵的情況下，單純依靠消防云梯進(jìn)行人員救助存在相當(dāng)大的難度。基于此，做好建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證良好的消防安全非常重要[1]。

2、建筑消防水泵房設(shè)計(jì)

2.1 消防水池設(shè)計(jì)

2.1.1 容積確定

在消防水池設(shè)計(jì)中，首先要做的就是確定好水池的有效容積，可以依照火災(zāi)發(fā)生時(shí)，需要同時(shí)運(yùn)作的室內(nèi)及室外消防給水設(shè)施的用水量進(jìn)行計(jì)算，首先應(yīng)考慮地塊是否有兩路供水來(lái)源，視其情況考慮是否設(shè)置獨(dú)立的室外消防給水系統(tǒng)。通常情況下，消防給水系統(tǒng)需要考慮室內(nèi)、室外在火災(zāi)持續(xù)時(shí)間內(nèi)的全部消防水量。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分考慮建筑高度以及市政給水管網(wǎng)的實(shí)際情況，確定好供水壓力及供水流量，然后根據(jù)實(shí)際情況確定水池容積：若市政給水管網(wǎng)的供水壓力及流量能夠滿足消防用水需求，則水池容積只需要滿足火災(zāi)持續(xù)過(guò)程中室內(nèi)消防用水需求即可；反之，水池容積必須能夠同時(shí)滿足室內(nèi)和室外消防用水需求，將用水量的和作為水池的有效容積。如果消防水池通過(guò)兩路不同管道進(jìn)行供水，可以將其有效容積利用補(bǔ)水容積進(jìn)行折減，不過(guò)其最小容積不能低于100m3[2]。

2.1.2 水池分格

依照建筑本身的屬性以及新消規(guī)的要求，可以對(duì)建筑消防水池所需的貯水容積進(jìn)行明確，若水池總貯水容積超過(guò)500m3，應(yīng)該將其分成兩格，確保每一格都能獨(dú)立使用，設(shè)置獨(dú)立的進(jìn)水管和出水管，兩者的有效容積應(yīng)該大致相同；若水池總貯水容積超過(guò)1000m3，應(yīng)該將其設(shè)置為兩個(gè)可以獨(dú)立運(yùn)作的消防水池，在確保其容積大致相等的情況下，不能對(duì)池壁進(jìn)行共用，這樣能夠保證消防用水的安全性。每一座消防水池都應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的連通管道，經(jīng)由分析計(jì)算確定管道直徑，將管道內(nèi)水體流速控制在1m/s以內(nèi)。另外，從保證消防貯水量合理利用的角度，應(yīng)該將連通管頂部標(biāo)高設(shè)置在消防水池最低有效水位以下。

2.1.3 最低有效水位確定

在新消規(guī)中明確提出，建筑消防系統(tǒng)中，應(yīng)該選擇自罐式吸水水泵，水池最低有效水位應(yīng)該高出消防水泵放氣孔，因?yàn)樵谶\(yùn)行過(guò)程中，如果消防水泵突然重啟或者發(fā)生故障切換，且消防水池水位低于消防水泵放氣孔，則水泵將無(wú)法吸水。通常為了能夠最大限度地利用消防水池的容積，如果消防水泵房設(shè)置在消防水池的下一樓層，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡可能將水池最低有效水位降低，其容積可以實(shí)現(xiàn)最佳利用，此時(shí)水池的最低有效水位只需要高于吸水喇叭口0.6m即可；當(dāng)采用旋流防止器時(shí)，淹沒(méi)深度不應(yīng)小于200mm[3]。

如果消防水泵房與消防水池樓層相同，則此時(shí)消防水泵的位置會(huì)直接影響消防水池容積的利用率，可以采用臥式消防泵，或者采用局部降板的方式，適當(dāng)降低水泵房的地面標(biāo)高，以實(shí)現(xiàn)對(duì)消防水池容積的充分利用。

高位消防水箱的最低有效水位應(yīng)根據(jù)出水管喇叭口和防止旋流器的淹沒(méi)深度確定，當(dāng)采用防止旋流器時(shí)不應(yīng)小于150mm的保護(hù)高度。

2.2 水泵房設(shè)計(jì)

2.2.1 吸水管設(shè)計(jì)

在不需要對(duì)消防水池進(jìn)行分格的情況下，消防水泵應(yīng)該設(shè)置獨(dú)立的吸水管道，分別連接消防水池；在消防水池容積超過(guò)分格標(biāo)準(zhǔn)的情況下，可以在消防水泵房?jī)?nèi)設(shè)置吸水母管，確保其能夠分別與兩格或者兩座消防水池進(jìn)行連接，母管管徑必須確保一根吸水管損壞時(shí)，其他吸水管依舊可以通過(guò)全部的消防給水設(shè)計(jì)力量。從工程實(shí)際情況著眼，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮吸水母管連通管的功能，可以在母管節(jié)點(diǎn)位置增加閥門(mén)來(lái)保證消防供水安全[4]。

2.2.2 水泵布置

在實(shí)際應(yīng)用中，消防水泵可以分為立式和臥式兩種，應(yīng)該依照消防水泵房的位置、消防水池的容積以及消防給水系統(tǒng)整體需求等進(jìn)行選擇。就目前而言，立式水泵因?yàn)檎嫉孛孑^小，應(yīng)用更加廣泛，針對(duì)新消規(guī)中要求的消防水泵必須選擇自罐式吸水的規(guī)定，臥式泵其實(shí)有著更加明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠在一定程度上降低消防水池最低有效水位。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該依照新消規(guī)在建筑消防水量、消防水壓等方面的要求，確定好消防水泵的流量和壓力，同時(shí)保證流量-壓力特性曲線平坦，沒(méi)有駝峰的存在。另外，設(shè)計(jì)師在對(duì)消防水泵進(jìn)行布置的過(guò)程中，應(yīng)該就相鄰兩個(gè)水泵機(jī)組以及機(jī)組與墻壁之間的距離進(jìn)行合理控制，具體如表1所示。如果在建筑內(nèi)設(shè)置多套不同的消防保護(hù)系統(tǒng)，則應(yīng)該將其消防水泵錯(cuò)開(kāi)排列，以此來(lái)提升水泵運(yùn)行的安全系數(shù)。

表1 消防水泵布置

2.2.3 參數(shù)確定

在新消規(guī)中，要求消防水泵應(yīng)由水泵出水干管上設(shè)置的壓力開(kāi)關(guān)、高位消防水箱出水管上的流量開(kāi)關(guān)，或報(bào)警閥壓力開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)信號(hào)直接自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵。消防系統(tǒng)運(yùn)作中，由穩(wěn)定泵提供管網(wǎng)壓力，若管網(wǎng)壓力升高至氣壓罐內(nèi)高水位壓力時(shí)，穩(wěn)壓泵會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行；若管網(wǎng)壓力降低至氣壓罐內(nèi)低水位壓力時(shí)，穩(wěn)壓泵又會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，通過(guò)循環(huán)的方式將消防管網(wǎng)系統(tǒng)保持在較高的壓力狀態(tài)[5]。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，伴隨著人們生活水平的不斷提高，建筑工程項(xiàng)目愈發(fā)復(fù)雜且集中，屢次發(fā)生的慘痛火災(zāi)事故受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，為保證人民群眾財(cái)產(chǎn)安全、維護(hù)社會(huì)繁榮穩(wěn)定，建筑消防給水設(shè)計(jì)作為預(yù)防控制火情的先鋒隊(duì)，理應(yīng)更加嚴(yán)格規(guī)范。設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)重視消防水泵房的設(shè)計(jì)工作，不僅要考慮建筑成本，更應(yīng)當(dāng)把消防系統(tǒng)整體的合理、合規(guī)、適用性放在首位，才能最大程度上保證建筑使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全。