楊樹宏

中山市舜一建筑工程設計咨詢有限公司

摘要：《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974—2014）的發(fā)布整合并優(yōu)化了原有相關(guān)消防給水規(guī)范內(nèi)容，在此基礎上對部分消防給水技術(shù)措施新增加為規(guī)范性要求，但相關(guān)舊有設計手冊及資料對部分新增條文并無詳述及設計要求，尤其對穩(wěn)壓系統(tǒng)（包括氣壓穩(wěn)壓設備和高位消防水箱）、壓力開關(guān)、流量開關(guān)的設置要求不甚詳盡，現(xiàn)對該內(nèi)容進行分析。

關(guān)鍵詞：氣壓穩(wěn)壓設備；高位消防水箱；壓力開關(guān)；流量開關(guān)

引言 《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB50974—2014，以下簡稱“水栓規(guī)”）自2014年10月實施已經(jīng)發(fā)布一年，關(guān)于氣壓穩(wěn)壓設備、高位消防水箱、壓力開關(guān)、流量開關(guān)的設置及啟動設定值舊手冊較少提及，在此提出些問題及部分數(shù)據(jù)供同行作為參考及指正。原有規(guī)范《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016-2006，以下簡稱“舊建規(guī)”）及《高層民用建筑設計防火規(guī)范》（GB50045-95，2005年版）要求臨時高壓消防給水系統(tǒng)的每個消火栓處應設直接啟動消防水泵的按鈕，均未要求消火栓系統(tǒng)自動啟泵。對《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB50084-2001，2005年版，以下簡稱“噴規(guī)”），僅在第11.0.5條對壓力開關(guān)、流量開關(guān)、信號閥等反饋信號能在消防控制室顯示的要求。“水栓規(guī)”為了提高消防給水的可靠性和滅火的成功率，提出消火栓系統(tǒng)消防水泵要自動啟動的要求。因此消火栓箱報警按鈕啟動消防水泵的必要性降低，另外消火栓箱報警按鈕啟泵投資大；目前我國居住小區(qū)、工廠企業(yè)等消防水泵是向多棟建筑給水，消火栓箱報警按鈕的報警系統(tǒng)經(jīng)常因弱電信號的損耗而影響系統(tǒng)的可靠性。于是“水栓規(guī)”同時提出了另外兩種自動啟泵方式，即消防水泵出水干管上設置的壓力開關(guān)啟泵、高位消防水箱出水管上的流量開關(guān)啟泵。

1 設氣壓穩(wěn)壓設備的臨時加壓系統(tǒng)的自動啟泵

對“水栓規(guī)”的第5.3.3條第1款，穩(wěn)壓泵的設計壓力應滿足系統(tǒng)自動啟動和管網(wǎng)充滿水的要求，列為強制性條文?？煞譃閮牲c進行解讀：其一自動啟泵，當系統(tǒng)的壓力（以下為P2）小于最不利點處水滅火設施0.15MPa時，壓力開關(guān)指令消防主泵啟動；其二管網(wǎng)充滿水，這個由氣壓穩(wěn)壓設備來進行實現(xiàn)，啟動穩(wěn)壓泵的壓力為PS1=P2+0.02～0.03MPa，到PS2= PS1+0.05～0.06MPa時，氣壓罐充滿調(diào)節(jié)水量時系統(tǒng)達到準工作狀態(tài)，穩(wěn)壓泵停泵。反之當發(fā)生火災或泄漏時，氣壓罐調(diào)節(jié)水量進行消耗，下降到PS1時啟動穩(wěn)壓泵，穩(wěn)壓泵不能補充泄漏量壓力下降到P2時啟動消防主泵。整個啟動過程詳國家標準圖集《消防增壓穩(wěn)壓設備選用與安裝（隔膜式氣壓罐）》（98S205），穩(wěn)壓泵和氣壓罐的選型可參考98S205。

需要指出自動啟泵的壓力不小于最不利點處水滅火設施0.15MPa為系統(tǒng)壓力的最低要求，此時栓口流量約4.5L/s，消防充實水柱約9米。如按“水栓規(guī)”第7.4.12條的要求壓力應不小于0.35（0.25）MPa，但規(guī)范啟泵壓力控制點并無按此要求啟泵，由此看出規(guī)范出于對管網(wǎng)分區(qū)（1.0MPa）的考慮降低了靜壓的要求，靜壓過大增加分區(qū)設置，安裝復雜性提高增加管網(wǎng)造價。壓力過低不能滿足其系統(tǒng)充水和啟泵功能的要求，但這個壓力也是適當?shù)模髁?.5L/s，消防充實水柱9米）。但對低層建筑，消防管網(wǎng)遠未達到1.0MPa分區(qū)要求，穩(wěn)壓可按最不利0.35（0.25）MPa考慮；當高層建筑消防管網(wǎng)臨近1.0MPa時，可按0.15MPs考慮并優(yōu)化管網(wǎng)設計盡量不增加分區(qū)；由此可見最不利點控制壓力應綜合考慮。

流量開關(guān)又稱為水流開關(guān)、流量傳感器或水流動作閥，是利用各種原理測量管路中介質(zhì)的流動情況，并適時地傳輸給后端設備以開關(guān)通斷信號的一種傳感控制器。流量開關(guān)設置主要體現(xiàn)在“水栓規(guī)”第11.0.4條，此條并未列為強制性條文，要注意條文表述為“應由”所設置，并不是“應設置而由”，字眼弱化了其設置的必要性，甚至引起設計人員對壓力開關(guān)和流量開關(guān)是并設還是單設的疑問。本人認為當僅設置高位消防水箱穩(wěn)壓的系統(tǒng)時，應強制設置流量開關(guān)來進行自動啟泵，將以下該部分內(nèi)容進行論述。

關(guān)于流量開關(guān)的位置設置。當穩(wěn)壓設備設于高位消防水箱間時，消防水箱出水管上的流量開關(guān)應設于水箱出水管與穩(wěn)壓設備出水管連接點合管之后，這樣，當發(fā)生火情時流量開關(guān)才能及時動作。否則，因穩(wěn)壓泵出水壓力大于消防水箱重力出水壓力，流量開關(guān)處水流不會流動而不作自動啟泵。當穩(wěn)壓設備設于消防水泵房時，按以上理論有專家認為將高位消防水箱出水管引至消防水泵房，先與穩(wěn)壓設備出水管連接后再設置流量開關(guān)，然后與系統(tǒng)管道連接。筆者認為可對兩處位置同時設置以減少管材的投入及簡化管道連接。

在前部分已提及自動啟泵的壓力不小于最不利點處0.15MPa的要求，此時栓口流量約4.5L/s。又根據(jù)“水栓規(guī)”第12.2.8條第4款“流量開關(guān)應能在管道流速為0.1m/s～10m/s 之間時可靠啟動”的要求。當出水管為DN100時流速按0.10m/s計算，流量為0.9 L/s，若流量為4.5L/s時，流速為0.52m/s。而自動噴水滅火濕式系統(tǒng)要求開放一個噴頭后自動啟動，按0.15MPa一個噴頭流量為1.6L/s，一個噴頭流量為3.2 L/s，為防止誤噴啟泵，流量設定在大于1個噴頭近兩個噴頭的流量。故在當臨時加壓系統(tǒng)以氣壓加壓設備穩(wěn)壓時，按最不利壓力考慮，流量開關(guān)設定值消火栓可為4.5L/s，噴淋2.5L/s。因流量相應壓力開關(guān)的壓力設定變動，流量開關(guān)設定值可視壓力具體設定而調(diào)整。

2 僅設高位消防水箱穩(wěn)壓的自動啟泵

“水栓規(guī)”對僅設高位消防水箱而無氣壓穩(wěn)壓設備穩(wěn)壓的消防系統(tǒng)的自動啟泵并無像第5.3.3條作明確規(guī)定，也就對壓力開關(guān)和流量開關(guān)的設定留有探討的空間。翻閱《自動噴水滅火系統(tǒng)第10部分：壓力開關(guān)》（GB5135.10-2006）對壓力開關(guān)的簡介，按壓力開關(guān)應用形式可分為：普通型壓力開關(guān)、預作用裝置壓力開關(guān)、特殊型壓力開關(guān)。普通型壓力開關(guān)的動作壓力為0.035～0.05 MPa，預作用裝置壓力開關(guān)的動作壓力為0.03～0.05 MPa，特殊型壓力開關(guān)的動作壓力范圍及精度由生產(chǎn)廠家提供。對于消防水泵出水干管上設置的壓力開關(guān)，當系統(tǒng)僅設有高位消防水箱而無穩(wěn)壓設備時，水箱水位一般為1～2米，高差不明顯壓力變化不大，未能滿足之前所述一般開關(guān)的動作壓力要求，存在一個無法跨越的死區(qū)。如采用普通型壓力開關(guān)，則整個消防水箱的儲水都用完才會動作，此時宜選用動作壓力更低的特殊型系統(tǒng)壓力開關(guān)，動作壓力范圍由廠家確定，動作壓力精度宜為0.002MPa。這可以將消防水箱與壓力開關(guān)的壓力差設置為啟泵壓力點，相當于在高位水箱的最高水位下200mm及時啟動消防水泵。

需要指出的是受壓力表及壓力開關(guān)等儀表精度和計算公式的影響，圖面設置壓力不好確定。受壓力表及壓力開關(guān)等儀表開啟阻力及精度影響已在上段有述，而壓力如按第10.1.7條P=k2（ΣPf+ΣPp）+0.01H+P0公式計算，公式將0.0098簡化為0.01，則100米水柱與1.0MPa存在2米的誤差，本來壓力儀表精度就不足，加上計算公式簡化壓力開關(guān)就更難定值了。因為這個值難以確定也不好定，甚至有人認為僅把它大概設定作為備用啟動方式，可不作為主泵的啟動方式。本人認為啟泵壓力控制點可按0.0098H定初值并采用特殊型壓力開關(guān)，再由現(xiàn)場調(diào)試進行確定，可進行合理設置。

前兩段已分析啟泵壓力控制點不好設定，所以流量開關(guān)設置必要性及設定值對自動啟泵至關(guān)重要，也就有跟上部分提出 “當僅設置高位消防水箱穩(wěn)壓的系統(tǒng)時，應強制設置流量開關(guān)來進行自動啟泵”的必要性。與上部分道理相同，如按最不利點靜壓0.07MPa（0.10 MPa）計算，此時栓口流量約3.0L/s（3.6L/s），所以流量開關(guān)設定的流量值不宜超過3.0L/s（3.6L/s）。而自動噴水滅火濕式系統(tǒng)要求開放一個噴頭后自動啟動，按重力力流0.10MPa一個噴頭流量為1.3L/s，兩個噴頭流量為2.7L/s。流量開關(guān)設定值消火栓可為3.0L/s，噴淋2.0L/s。

3 結(jié)束語

“水栓規(guī)”僅對設有氣壓穩(wěn)壓設備的臨時加壓系統(tǒng)的自動啟泵作出要求，而對僅設高位消防水箱穩(wěn)壓的自動啟泵要求留有探討空間，對于兩種情況兩種啟動方式的設置是系統(tǒng)穩(wěn)壓和自動啟動的重要組成部分，合理設定壓力開關(guān)及流量開關(guān)的啟泵壓力值和流量值是保證消防給水系統(tǒng)安全運行的關(guān)健?，F(xiàn)有標準圖集和行業(yè)標準已滯后新編的“水栓規(guī)”，希望與“水栓規(guī)”相關(guān)的標準圖集盡快出臺，以供設計人員選用。

參考文獻：

[1] GB50974-2014 消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

[2] GB50015-2003 建筑給水排水設計規(guī)范（2009年版）

[3] 中國建筑標準設計研究院.全國民用建筑工程設計技術(shù)措施（給排水）北京：中國計劃出版社，2009.12

[4] 趙國平、張慧玲 “消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范”解讀及應用北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.2