关于消防给水系统设计中几个易忽略点的探讨

2021-04-11邢念田

甘肃科技 2021年15期

邢念田

（甘肃省建设设计咨询集团有限公司，甘肃兰州 730050）

1 关于消防水泵吸水方式

在国家规范《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974-2014[1]（以下文中均简称为“消规”）中要求消防离心水泵、稳压泵吸水方式应为自灌式吸水，以保证消防水泵随时启动并可靠运行。在设计中常出现一种认为最低有效水位高于消防离心水泵吸水管中心线即为自灌式吸水的观念，而没有具体计算满足消防水泵自灌式吸水条件下的消防水池最低有效水位，这样会导致消防水池的有效容积计算不准确，无法保证消防给水系统的可靠性。

同一设计条件下，消防离心水泵自灌启动的最低有效水位标高因所选消防水泵的类型、规格不同而有差异。消防水泵一般选用离心泵，离心泵分为立式离心泵和卧式离心泵。国家图集15S909[2]对消防离心水泵自灌式吸水的具体要求：（1）消防立式离心水泵的出水管中心线低于消防水池最低有效水位标高时，消防立式离心水泵可满足自灌式吸水[3]；（2）消防卧式离心水泵的泵壳顶部放气孔低于消防水池最低有效水位标高时，消防卧式离心水泵可满足自灌式吸水。国家图集04S204 中[4]，对消防卧式离心水泵自灌式吸水的要求与国家图集15S909 中的要求相同，而对消防立式离心水泵自灌式吸水要求比国家图集15S909 中的要求略高，即消防水池最低有效水位标高低于消防立式离心水泵的放气孔（一般消防立式离心水泵的放气孔位置高于消防立式离心水泵的出水管中心线），为保证消防水泵在发生火灾时及时启动，建议依据国家图集04S204 相关要求计算确定消防水池的最低有效水位标高，使其满足消防水泵自灌式吸水的要求。依据《消规》5.1.9.5 可知，当消防水池最有效低水位标高无法满足消防离心水泵自灌式吸水，或水源水位无法满足消防离心水泵吸水时，可选用轴流深井泵，且《消规》5.1.9.1～2 对轴流深井安装有具体的要求。

2 关于消防水池取水口设置

《消规》要求储存室外消防用水的消防水池或供消防车取水的消防水池应设置取水口，并要求吸水高度不应大于6m。设计中容易习惯性的将吸水高度算成取水口处地面距消防水池最低有效水位的垂直距离，而忽略消防车中水泵与地面的高度，导致吸水高度超过6m，很可能会导致水泵运行中产生气蚀，损坏水泵叶轮。吸水高度不超过6m 的规定是针对项目所在地海拔高度0～300m 范围内的工程而言，实际设计中大多项目所在地海拔高于此值，因此,还需考虑项目所在地海拔高度对吸水高度的影响，海拔越高最大吸水高度越低，在实际设计中可按《消防给水及消火栓系统技术规范GB 50974-2014 实施指南》（以下文中均简称为“实施指南”）中“海拔高度与最大吸水高度的关系表” 中数据相应计算确定设置取水口的消防水池的最低有效水位，即相应海拔高度下最大吸水高度不小于消防车水泵轴中心到消防水池最低有效水位的垂直距离。

虽然《消规》中对消防水池取水口连通管未做具体要求，但是在国家图集15S909 中提示连通管横管的管顶低于消防水池最低有效水位，能使消防车水泵取到水。设计中有时会因实际条件限制，使取水口连通管横管管顶标高大于最低有效水位标高，从而导致消防车水泵无法正常取水，因此在消防给水系统设计初期需要充分考虑取水口连通管横管的设置标高及位置。

3 关于消防水池各水位线的确定

消防给水系统中，比较常见的消防水源形式是消防水池，设计消防水池需要计算其有效水容积，必不可少的三个数据是：最低有效水位、最高有效水位及消防水池底面积。消防水池最低有效水位的确定，需要注意以下几点：（1）消防水池最低有效水位需要满足消防水泵自灌式吸水的要求；（2）消防水池出水管应保证消防水池的有效容积能被全部利用，即最低有效水位高于消防水泵吸水喇叭口0.6m，或最低有效水位高于防止旋流器顶部0.2m；（3）若消防水池储存室外消防用水或消防水池供消防车取水，则消防水池最低有效水位需要满足下消防车吸水高度。

最低有效水位确定后，可以通过消防给水系统所需的有效水容积和已知的消防水池底面积计算最高有效水位标高，消防水池最高有效水位标高可高于或等于计算水位标高，但不能低于该值，低于该值会导致消防水池有效水容积不满足消防给水系统用水量要求。

在消防水池最低有效水位和最高有效水位确定的情况下，计算其他水位标高（即报警水位、溢流水位），消规中要求消防水池设置就地水位显示装置，消防控制中心或值班室设置消防水池水位显示装置，同时应设置最高和最低报警水位，以保证消防水池有效灭火水源充足。但如何确定消防水池具体的最高和最低报警水位标高，在消规中没有提及，国家图集15S909 中规定：在溢流水位和最低有效水位时应报警，也就是最低报警水位同时是最低有效水位，最高报警水位同时是溢流水位；还有一个报警水位是消防水泵未启泵条件下，低于正常水位（即最高有效水位）50～100mm 时，向消防控制中心或值班室报警，以保证准工作状态下消防水池的有效水容积。

溢流水位参照《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019 中规定[5]：报警水位高于最高水位50mm 左右，小水箱可适当取小些，大水箱可取大些；（1）一般情况，报警水位距溢流水位50mm 左右；（2）进水管径大，进水流量大，报警后需人工关闭或电动关闭时，报警水位距溢流水位250mm～300mm。由此，一般情况下溢流水位比最高水位高100mm 左右。

现设计中普遍存在两种水位的算法：（1）按国家图集15S909 中的规定计算，即四个水位标高:溢流水位（同时是最高报警水位）、正常水位（同时是最高有效水位）、报警水位（消防水泵准工作状态下，水位低于50～100mm 时报警）和最低有效水位（同时是最低报警水位）；（2）按实施指南中规定计算，是五个水位标高:溢流水位（高于最高报警水位50mm）、最高报警水位（高于最高有效水位50mm）、最高有效水位、最低报警水位（低于最高有效水位50～100mm）和最低有效水位。

在消防水池水位设计中，对依据实施指南还是国家图集15S909 中的规定，不同审图专家的观点不尽一致，由于国家图集15S909 是消规的解析，因此笔者建议按国家图集15S909 规定设计计算，并在消防水池水位说明前或后注明依据国家图集15S909 规定计算。笔者认为国家图集15S909 中消防水池水位的规定，对最高报警水位的设置相对不节水，一旦进水管上阀门损坏后，在报警的同时就开始溢流水，若按实施指南中规定，进水管上阀门损坏后，水位到最高报警水位开始报警但不溢流水，可给值班管理人员的赶到预留一定时间，溢流水量相对较少；但实施指南中最低报警水位的设置没有国家图集15S909 中最低有效水位报警的设置合理，存在火灾时消防水池内储存水用完后，消防水泵零流量空转的情况，对消防水泵损害比较大。