消防水泵房防水淹措施探讨

程明辉

(福建省建筑设计研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

消防水泵房担负着火灾期间向消防系统供水的职责，是整个建筑消防设施中最为重要的组成部分和各类消防灭火系统的心脏，在建筑消防灭火中发挥极其重要的作用。为避免和防止消防供水过程中出现意外情况，造成消防供水中断，保障各类消防供水设备安全、可靠运行至关重要。

消防水泵房通常由各系统的消防水泵、水泵控制柜、管道及阀门配件等组成。消防水泵房作为消防供水泵的工作场所，关系重大，只有确保消防水泵房这颗“心脏”的正常运转，才能保障在火灾发生时各类消防灭火系统能发挥其应有的作用。因此，国家相关规范除对消防水泵房的设置地点、耐火等级、疏散、布置、通风等有具体要求外，还专门对消防水泵房防水淹要求做出了相应的规定。国家标准《建筑设计防火规范》GB50016-2014(2018年版)[1]第8.1.8条中规定“消防水泵房和消防控制室应采取防水淹的技术措施”。规范要求消防泵房应考虑相应的防止水淹没的措施，以保证消防泵房的运行安全。

然而，造成消防水泵房被水淹的原因有诸多，因此，探讨如何采取对应的措施防止水淹，意义重大。笔者结合相关标准规范和工程设计实践，谈谈个人对消防水泵房防水淹措施的思考。

1 引起消防水泵房被水淹的原因

消防水泵房通常设置于建筑的地下室、独立设置在室外或者设置于建筑物的首层。当然，消防水泵房也可能设置于建筑的二层及以上，如消防转输水泵房。对于位于地下(室内、外)的消防水泵房位置综合分析，可能引起消防水泵房被水淹的原因有以下几种：

(1)消防水池进水管的液位水力控制阀失效，导致水池进水通过溢流管或人孔流入消防水泵房。

(2)泵房内压力管道材质和管道连接质量的因素发生超压现象，如水锤等原因而导致的爆管泄露。

(3)室外或外围场地洪涝雨水汇集、倒灌。

当发生以上几种情况时，若消防水泵房内的排水设施未能及时有效地排除积水，就有可能导致水泵房被淹，影响泵房的正常运行。

2 各种水淹情况分析及其解决思路

2.1 进水管液位水力控制阀失效

当消防水泵房位于地下室或者首层时，消防水池进水通常利用市政压力直接进水，并在进水管上装设液位阀。由于液位阀容易因杂质、砂粒等进入阀内密封部件引起工作失灵。对此，设计时应注意在液位阀前装设过滤器，以降低液位阀自身故障；此外，还可以通过以下两个措施降低液位水力控制阀失效产生的风险。

(1)为提高水池进水阀控制的可靠性，参考相关标准规范的措施，可在液位水力控制阀前装电动阀等双阀串联控制。这样，一旦液位水力控制阀失灵，可以依据国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014[2](以下简称“消水规”)第4.3.9条，利用最高报警水位联动电动阀启动关闭。

(2)根据国家相关标准规定，消防水泵房应设置排水设施。通常泵房排水设施的排水能力应不小于水池的溢流量、泄流量，而水池放空时管理人员在场，可以人为地通过泄空阀调节泄流量，泄空不会造成泵房淹没。因此，水泵房排水设施的排水能力应按溢流量确定，水池的溢流量应等于水池进水管流量。

根据“消水规”第4.3.3条中规定：“……消防水池进水管管径应经计算确定，且不应小于DN100。”水池进水管以钢塑复合管为例，管道内水的平均流速取1.5m/s(规范规定不宜小于1.5m/s)，当进水管管径为DN100，消防水池的补水流量为12.3L/S；当进水管管径为DN150，消防水池的补水流量为26.8L/S，由此可见，进水管进水压力、管径不同对应的进水流量相差较大。因此，在设计消防水泵房排水设施的排水能力时，不能一概而论，应根据进水管的进水压力、管径等经计算确定。

若消防水泵房采用设置集水坑提升泵的排水措施，提升泵尚应有可靠的电源保障，如采用消防电源供电；提升泵采用“一用一备”方式，超警戒水位时双泵开启，满足进水流量要求。

2.2 消防有压管爆管

泵房内压力管道多，容易因超压、水锤、现场施工质量等原因而导致爆管泄露。

(1)针对压力管道超压、水锤风险，建议采取以下两方面措施：①按消防给水系统的工作压力(消防水泵零流量时的压力)，选取消防给水系统的管材管件、阀门配件等组件的产品工作压力等级；②通过设置泄压及防水锤措施(水锤防止器)，减少超压、水锤引起的爆管事故。

(2)实际工程中，现场管道安装施工质量也是影响爆管的重要因素，爆管事故多发生在管道连接件处。因此，可靠的管道连接方式很重要。关于消防管道连接方式，“消水规”做了如下规定8.2.9 条：“架空管道的连接宜采用沟槽件(卡箍)、螺纹、法兰、卡压等方式，不宜采用焊接连接。鉴此，当管径小于或等于DN50时，应采用螺纹和卡压连接，当管径大于DN50时，应采用沟槽连接件连接、法兰连接……”

设计中，消防管道通常采用沟槽连接件或法兰连接。查阅相关资料，沟槽连接相比法兰连接存在以下不可控因素：①滚槽加工时，沟槽深度和沟槽宽度都超过了标准要求，截面有效壁厚偏小，在热胀冷缩或其它外力作用下容易产生断裂。②管道在轧制冷加工过程发生塑性变形，导致了加工硬化现象，即硬度上升、韧塑性下降，材料力学性能呈现变脆倾向。③不同管段间连接时未充分对齐，便用卡箍间强行连接，沟槽接口受外力引起变形[3]。

对此，鉴于沟槽连接容易受现场施工质量影响，法兰连接可以避免上述沟槽连接的不足，施工质量可控，故，建议泵房内有压管道采用法兰连接。

2.3 室外或外围场地雨水汇集水倒灌

当消防水泵房设置于首层或地下室时，水泵房可能会因外围场地雨水排除不及时发生倒灌被淹，对此可以采取以下措施降低被淹风险：

(1)注意消防水泵房位置的选取，泵房位置不宜处于易涝区域，减少受淹积水的几率。

(2)重视泵房外部汇水的截流和排除能力。泵房门口可设置门槛，防止灭火或自动喷水等灭火设施动作后的水积聚而至泵房被淹。消防水泵房位于地下室时，所属建筑地下入口处应设置截水沟；对于易涝场地，还可与建筑专业配合，在消防水泵房所属地下入口处设置防洪挡板等防涝措施。

(3)位于地下的消防水泵房，采用设置集水坑加压泵的排水措施。首先，建议消防泵房集水坑独立设置，不接纳其他区域排水。其次，建议集水坑加压泵出口设置的止回阀，采用滑道滚球式止回阀，以保证封闭效果；排出管接入室外检查井部位，建议抬高处理，位于室外地面下约300处(图1)。采用上述方法可以减少室外雨水通过加压排水管倒流进水泵房的风险。

图1 地下室加压排水管接入室外检查井示意图

(4)设置在室外的消防水池人孔、取水口顶应高出池顶覆土层顶不小于300mm，以保证雨水等不流入池内。

3 消防水泵房控制柜设置位置

“消水规”第11.0.9条中规定，“消防水泵控制柜设置在专用消防水泵控制室时，其防护等级不应低于IP30；与消防水泵设置在同一空间时，其防护等级不低于IP55”。“IP55”第一标记数字，表示接触保护和外来物保护等级，“5”代表不可能完全阻止灰尘进入，但灰尘进入的数量不会对设备造成伤害；第二，标记数字表示防水保护等级，“5”代表从每个方向对准柜体的射水都不应引起损害。防护等级IP55仅能保证控制柜受到射水不引起损害，若泵房内产生积水使其浸水，仍可能导致损害控制柜。因此，在条件允许情况下，建议消防水泵控制柜宜设置在专用消防水泵控制室内；若消防水泵控制柜与消防水泵设置在同一空间时，需抬高消防水泵房控制柜区域和柜体高度。

4 结论

综上探讨，采用以下方法可以减少水淹的风险：

(1)进水管采用液位阀控制的水池，液位阀前应设置过滤器；可在液位水力控制阀前装电动阀等双阀串联控制；消防水泵房排水设施的排水能力应经计算确定。

(2)泵房内有压管道推荐采用法兰连接方式。

(3)合理选取消防水泵房位置、重视泵房外部汇水的截流和排除能力。