李明一

摘 要 在改造項(xiàng)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(wèn)題以及消防水泵的揚(yáng)程，穩(wěn)壓泵運(yùn)行參數(shù)計(jì)算和消防水箱各水位確定等相關(guān)問(wèn)題的分析探討，供工程設(shè)計(jì)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(shí)施以后，對(duì)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(huì)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(duì)新舊消防系統(tǒng)中消防水泵的揚(yáng)程計(jì)算及穩(wěn)壓泵的壓力設(shè)置等相關(guān)問(wèn)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(shū)吧、設(shè)備用房，二層為小劇場(chǎng)、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㎡。基地內(nèi)已建有完善的自來(lái)水管，污水管網(wǎng)，雨水管網(wǎng)。市政壓力為0.16MPa。本次設(shè)計(jì)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(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)、滅火器配置。屋面增加一個(gè)18T的消防水箱，新增自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，本單體西南方向約30米處有一個(gè)地下水泵房，水泵房?jī)?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?jī)?nèi)，屋頂無(wú)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(duì)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(dòng)壓不應(yīng)小于0.25MPa，而原來(lái)的系統(tǒng)是按照0.189MPa設(shè)計(jì)的；消防水泵從市政管網(wǎng)直接抽水時(shí)，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(jì)的出水管上是沒(méi)有這個(gè)空氣隔斷倒流防止器的。這樣我們?cè)谟?jì)算水泵揚(yáng)程的時(shí)候就要比原來(lái)的系統(tǒng)多增加6米的栓口動(dòng)壓和7米的水頭損失。

消防用水量：

4 消火栓泵參數(shù)計(jì)算

P=

P——消防水泵或消防給水系統(tǒng)所需的設(shè)計(jì)揚(yáng)程或設(shè)計(jì)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(jiàn)發(fā)生的管道變更所帶來(lái)的不確定性；

H——當(dāng)消防水泵從消防水池吸水時(shí)，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(shí)，H為火災(zāi)時(shí)市政給水管網(wǎng)在消防水泵入口處的設(shè)計(jì)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(diǎn)水滅火設(shè)施所需的設(shè)計(jì)壓力（MPa）。

——管道沿程水頭損失（MPa）；

L——管道直線(xiàn)段的長(zhǎng)度（m）

——管件和閥門(mén)等局部水頭損失（MPa），空氣隔斷倒流防止器7米；

——管件和閥門(mén)等當(dāng)量長(zhǎng)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(gè)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(guò)0.50MPa時(shí)，設(shè)減壓閥組，保證消防時(shí)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(tái)（一用一備），150L穩(wěn)壓罐一個(gè)。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(dòng)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?jī)?nèi)，去現(xiàn)場(chǎng)了解了情況是一次設(shè)計(jì)時(shí)是做了噴淋系統(tǒng)的，但由于某些原因在施工的過(guò)程中只做到預(yù)留套管，后續(xù)的接管和水泵設(shè)備都沒(méi)有安裝，設(shè)計(jì)復(fù)核下來(lái)預(yù)留套管的尺寸和位置合適可以利用[3]。

6 自動(dòng)噴淋水泵參數(shù)計(jì)算

本工程按中危Ⅰ級(jí)，噴水強(qiáng)度6L/min ·m2，作用面積160m2，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1h。因?yàn)榇舜胃脑觳坏峭两ㄊ┕じ脑爝€包括裝修裝飾設(shè)計(jì)，因此天花的設(shè)計(jì)上基本是大空間或敞開(kāi)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(chēng)動(dòng)作溫度68℃。

根據(jù)《民用建筑水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》DGJ08-94-2007，噴淋泵設(shè)計(jì)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(jì)揚(yáng)程或設(shè)計(jì)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(jiàn)發(fā)生的管道變更所帶來(lái)的不確定性；

H——當(dāng)消防水泵從消防水池吸水時(shí)，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(shí)，H為火災(zāi)時(shí)市政給水管網(wǎng)在消防水泵入口處的設(shè)計(jì)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(diǎn)水滅火設(shè)施所需的設(shè)計(jì)壓力（MPa）。

——管道沿程水頭損失（MPa）；

L——管道直線(xiàn)段的長(zhǎng)度（m）

——管件和閥門(mén)等局部水頭損失（MPa），空氣隔斷倒流防止器7米；

——管件和閥門(mén)等當(dāng)量長(zhǎng)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(tái)（一用一備），150L穩(wěn)壓罐一個(gè)。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(guò)0.40MPa時(shí)，設(shè)減壓孔板減壓，保證消防時(shí)入口壓力不超過(guò)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(guò)程中是不通過(guò)市政壓力的，因此啟停泵的壓力計(jì)算不與市政壓力相關(guān)，而穩(wěn)壓泵的揚(yáng)程計(jì)算是與市政壓力有關(guān)的，因此在計(jì)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(dòng)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(shí)高壓系統(tǒng)以滿(mǎn)足規(guī)范要求。屋頂新設(shè)18T消防水箱經(jīng)結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)復(fù)核可以滿(mǎn)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?yàn)槿狈ζ溆鄮讞潣堑脑敿?xì)資料，我們暫時(shí)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(bào)警水位，這個(gè)水位業(yè)內(nèi)很多人有不同的理解，主要是高液位報(bào)警水位與溢流水位之間的關(guān)系，究竟是誰(shuí)高誰(shuí)低，筆者根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003中3.7.7的條文解釋報(bào)警水位應(yīng)高出最高水位50mm，報(bào)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(bào)警后需人工關(guān)閉或電動(dòng)關(guān)閉時(shí)，應(yīng)給予緊急關(guān)閉的時(shí)間，一般報(bào)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(bào)警水位。最后是低液位報(bào)警水位，低液位報(bào)警水位也是有很多種說(shuō)法，筆者認(rèn)為低液位報(bào)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(bào)警水位之間的儲(chǔ)水容積滿(mǎn)足消防有效容積，所以這個(gè)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(yǔ)

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(shí)施是匯聚了諸多一線(xiàn)專(zhuān)業(yè)人員以及專(zhuān)家領(lǐng)導(dǎo)的不斷實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和智慧，而我們從事在設(shè)計(jì)行業(yè)中的人員也都通過(guò)規(guī)范的宣貫和借助各種平臺(tái)解讀，把這本規(guī)范條文作為指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)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(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2014.

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

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