《消防给水及消火栓系统技术规范》实施后在改造工程中的相关问题

李明一

摘 要 在改造项目中要考虑的由于新老规范不同引起的系统变化、改造问题以及消防水泵的扬程，稳压泵运行参数计算和消防水箱各水位确定等相关问题的分析探讨，供工程设计参考。

关键词 改造；消防水泵扬程；稳压泵；消防水箱水位

1 引言

《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014实施以后，对于既有建筑的改造工程除了业主提出的相关功能划分及使用需求涉及的给水排水改造，通常也会要求根据“水消规”进行消防系统的全面改造。本文将对新旧消防系统中消防水泵的扬程计算及稳压泵的压力设置等相关问题予以介绍[1]。

2 工程概况

本工程位于上海华东师范大学（闵行校区），为华师大闵行校区学生发展空间基础设施改造工程，为3层，建筑高度15.3m，一层为超市、书吧、设备用房，二层为小剧场、沙龙（讲座）空间，三层为多功能厅、展览厅、自由研讨室，建筑面积约为3648㎡。基地内已建有完善的自来水管，污水管网，雨水管网。市政压力为0.16MPa。本次设计包括单体内生活给水系统、排水系统、消火栓系统、自动喷淋灭火系统、灭火器配置。屋面增加一个18T的消防水箱，新增自动喷淋系统，本单体西南方向约30米处有一个地下水泵房，水泵房内新增喷淋泵组和喷淋稳压泵组，原本的消火栓泵组及消火栓稳压泵组重新改造，增加新的消防控制系统[2]。

3 消火栓系统介绍

本工程水泵房原有一套消火栓泵组及消火栓稳压泵组，原系统为稳高压系统，消火栓稳压泵置于地下水泵房内，屋顶无消防水箱，消防水源为市政直抽。原消火栓水泵参数：Q=15L/s，H=56m，P=18.5kW。原消火栓稳压泵参数：Q=3L/s，H=70m，P=5.5kW。

对本建筑《消防给水及消火栓系统技术规范》中明确消火栓栓口动压不应小于0.25MPa，而原来的系统是按照0.189MPa设计的；消防水泵从市政管网直接抽水时，应在消防水泵出水管上设置有空气隔断的倒流防止器，原设计的出水管上是没有这个空气隔断倒流防止器的。这样我们在计算水泵扬程的时候就要比原来的系统多增加6米的栓口动压和7米的水头损失。

消防用水量：

4 消火栓泵参数计算

P=

P——消防水泵或消防给水系统所需的设计扬程或设计压力（MPa）；

——安全系数，可取1.2～1.4；宜根据管道的复杂程度和不可预见发生的管道变更所带来的不确定性；

H——当消防水泵从消防水池吸水时，H为最低有效水位至最不利水灭火设施的几何高差；当消防水泵从市政给水管网直接吸水时，H为火灾时市政给水管网在消防水泵入口处的设计压力值的高程至最不利水灭火设施的几何高差（m）；

——最不利点水灭火设施所需的设计压力（MPa）。

——管道沿程水头损失（MPa）；

L——管道直线段的长度（m）

——管件和阀门等局部水头损失（MPa），空气隔断倒流防止器7米；

——管件和阀门等当量长度（m）。

45×0.0517=2.33m=0.0233MPa

=2.33×0.1=0.23m=0.0023MPa

最不利消火栓标高为10.1米，室外地面标高为0.06米，水泵房地面标高-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

本消火栓泵组服务于周边多个单体建筑，原本的消火栓泵组扬程56m、流量15L/s，此次改造根据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014，增加14米扬程为70米，流量照旧15L/s。

则消火栓泵单泵参数：Q=15L/s，H=70m，P=22kW。

单体入口的压力超过0.50MPa时，设减压阀组，保证消防时入口压力为0.45MPa。

地下水泵房设消火栓增压稳压设备，配有稳压泵两台（一用一备），150L稳压罐一个。设备运行参数：

稳压泵启泵压力：Ps1=10.1+4.5+15=30m=0.30MPa；

穩压泵停泵压力：Ps2=30+7=37m=0.37MPa。

稳压泵扬程：H=10.1+15-（16-7）+7=24m

消火栓稳压泵参数：Q=1L/s，H=24m，P=2.2kW，气压罐150L。

5 自动喷淋系统介绍

本次改造要新增多联机集中空调系统，所以我们要新增喷淋系统。喷淋泵及喷淋稳压泵统一设置于地下水泵房内，去现场了解了情况是一次设计时是做了喷淋系统的，但由于某些原因在施工的过程中只做到预留套管，后续的接管和水泵设备都没有安装，设计复核下来预留套管的尺寸和位置合适可以利用[3]。

6 自动喷淋水泵参数计算

本工程按中危Ⅰ级，喷水强度6L/min ·m2，作用面积160m2，火灾延续时间1h。因为此次改造不但是土建施工改造还包括装修装饰设计，因此天花的设计上基本是大空间或敞开空间我们用了格栅吊顶直立型喷头，小空间我们用了石膏板吊顶下垂型喷头，喷头公称动作温度68℃。

根据《民用建筑水灭火系统设计规程》DGJ08-94-2007，喷淋泵设计流量取21L/s×1.3=27 L/s。

喷淋泵供水压力：

P=

P——消防水泵或消防给水系统所需的设计扬程或设计压力（MPa）；

——安全系数，可取1.2～1.4；宜根据管道的复杂程度和不可预见发生的管道变更所带来的不确定性；

H——当消防水泵从消防水池吸水时，H为最低有效水位至最不利水灭火设施的几何高差；当消防水泵从市政给水管网直接吸水时，H为火灾时市政给水管网在消防水泵入口处的设计压力值的高程至最不利水灭火设施的几何高差（m）；

——最不利点水灭火设施所需的设计压力（MPa）。

——管道沿程水头损失（MPa）；

L——管道直线段的长度（m）

——管件和阀门等局部水头损失（MPa），空气隔断倒流防止器7米；

——管件和阀门等当量长度（m）。

30×0.0616=1.848m=0.0185MPa

=30m=0.3MPa

最不利喷头标高为13.0米，室外地面标高为0.06米，水泵房地面标高-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

则喷淋泵单泵参数：Q=27L/s，H=70m，P=37kW。

地下水泵房设喷淋增压稳压设备，配有稳压泵两台（一用一备），150L稳压罐一个。设备运行参数：

稳压泵启泵压力：Ps1=13+4.5+10=28m=0.28MPa；

稳压泵停泵压力：Ps2=28+7=35m=0.35MPa。

配水管入口的压力超过0.40MPa时，设减压孔板减压，保证消防时入口压力不超过0.40MPa。

稳压泵扬程：H=13+10-（16-7）+7=21m。

喷淋稳压泵参数：Q=1L/s，H=21m，P=1.5kW，气壓罐150L。

注意稳压泵的启停压力在运行过程中是不通过市政压力的，因此启停泵的压力计算不与市政压力相关，而稳压泵的扬程计算是与市政压力有关的，因此在计算稳压泵的扬程是要注意减掉市政压力。

7 屋顶增加18T消防水箱

由于《消防给水及消火栓系统技术规范》明确消火栓栓口动压不应小于0.25MPa，而市政压力仅为0.16MPa，因此原先的稳高压系统改为临时高压系统以满足规范要求。屋顶新设18T消防水箱经结构专业复核可以满足屋面荷载。

本次改造工程由于只改造水泵房服务区域内的一栋建筑，并且这栋建筑可能不是服务范围内的最高建筑，因为缺乏其余几栋楼的详细资料，我们暂时放置于本次改造的单体屋面，如若以后改造次水泵房服务范围内比此栋楼高的单体，可以将此屋面消防水箱移至最高建筑屋面。

这本规范关于消防水箱各水位要求更明确，首先是最低有效水位指出需考虑防止旋流器的高度150mm和防止旋流器以上高度200mm，从而确定最低有效水位为水箱低以上350mm。其次是最高水位，最高水位为应为最低有效水位以上50mm。第三是高液位报警水位，这个水位业内很多人有不同的理解，主要是高液位报警水位与溢流水位之间的关系，究竟是谁高谁低，笔者根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003中3.7.7的条文解释报警水位应高出最高水位50mm，报警水位距溢流水位一般约50mm，如进水管径大，进水流量大，报警后需人工关闭或电动关闭时，应给予紧急关闭的时间，一般报警水位距溢流水位250mm～300mm ，笔者理解为溢流水位应高于高液位报警水位。最后是低液位报警水位，低液位报警水位也是有很多种说法，笔者认为低液位报警水位应该是比最高水位低50mm左右，但要保证最低有效水位和低液位报警水位之间的储水容积满足消防有效容积，所以这个水位可以取最低有效水位以上18T有效容积，根据消防水箱的尺寸定水位标高。

8 结束语

规范在不断地更新完善，每年都有规范修订、重编，《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014的实施是汇聚了诸多一线专业人员以及专家领导的不断实践经验和智慧，而我们从事在设计行业中的人员也都通过规范的宣贯和借助各种平台解读，把这本规范条文作为指导工程设计人员的重要依据。

参考文献

[1]GB50974-2014.消防给水及消火栓系统技术规范[S].中华人民共和国国家标准，2014.

[2]GB50015-2003（2009年版）.建筑给水排水设计规范[S].中华人民共和国国家标准，2009.

[3]DGJ08-94-2007.民用建筑水灭火系统设计规程[S].上海市工程建设规范，2007.