中國(guó)建筑設(shè)計(jì)院有限公司 趙世明顧問總工程師

消防給水臨時(shí)高壓系統(tǒng)的自動(dòng)啟泵控制包含有消防水泵出口的壓力開關(guān)啟泵和高位水箱出水管流量開關(guān)啟泵。工程中符合現(xiàn)行消防規(guī)范要求的臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)存在多種，其中有的系統(tǒng)壓力開關(guān)啟泵和流量開關(guān)啟泵的技術(shù)問題已經(jīng)解決，但仍有些常用的系統(tǒng)，其自動(dòng)啟泵的控制尚存在技術(shù)難點(diǎn)，需要研究解決。

2018年1月實(shí)施的《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50084—2017，以下簡(jiǎn)稱“噴規(guī)”）要求高位水箱出水管上的流量開關(guān)啟泵，其啟泵流量值“噴規(guī)”中沒有規(guī)定，但據(jù)“噴規(guī)”修訂相關(guān)專家的口頭解釋，啟泵流量值的確定有兩種說法，一種是把大于等于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)泄漏量加一個(gè)噴頭的流量作為啟泵流量；另一種是把大于設(shè)計(jì)泄漏量作為啟泵流量。然而，這兩種啟泵流量控制方式都是行不通的。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，系統(tǒng)的泄漏流量是由管網(wǎng)系統(tǒng)的大小、管道敷設(shè)位置（如埋地與地上）、采購的管網(wǎng)材料、施工安裝質(zhì)量等多因素決定的，因此在工程設(shè)計(jì)階段是未知的?！断澜o水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974—2014，以下簡(jiǎn)稱“消水規(guī)”）規(guī)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)泄漏量可取系統(tǒng)消防用水流量的1%～3%，由此可見，設(shè)計(jì)泄漏流量是個(gè)假設(shè)的流量。在系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，這個(gè)流量可能發(fā)生，也可能不發(fā)生；或者，實(shí)際泄漏流量可能小于設(shè)計(jì)值，也可能大于設(shè)計(jì)值。筆者所在單位例行的工程回訪中就碰到過兩個(gè)截然相反的案例，一例是穩(wěn)壓泵很少運(yùn)行，以致于業(yè)主認(rèn)為這組泵是多余的；另一例是穩(wěn)壓泵幾乎不停的運(yùn)行，業(yè)主認(rèn)為泵選小了。

對(duì)于系統(tǒng)大量漏水而物業(yè)管理人員難以發(fā)現(xiàn)或難以找出原因及時(shí)應(yīng)對(duì)的現(xiàn)象，至少在兩種情況下幾乎是無法避免的：一是消防管道大量埋地，發(fā)生漏水難以發(fā)現(xiàn)；二是消防泵出水管上的逆止閥漏水，導(dǎo)致管網(wǎng)中的水漏回消防水池，而穩(wěn)壓泵又從消防水池吸水循環(huán)回管網(wǎng)，消防水在管網(wǎng)和消防水池之間循環(huán)，因而難以發(fā)現(xiàn)。

可以說，管網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際泄漏流量偏離設(shè)計(jì)值是大概率事件。

對(duì)于前述的把大于設(shè)計(jì)泄漏流量作為啟泵流量的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，當(dāng)實(shí)際泄漏流量超過設(shè)計(jì)值時(shí)，就會(huì)發(fā)生誤啟泵。比如某一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)泄漏流量為1.0 L/s，流量開關(guān)設(shè)計(jì)為在流量大于1.0 L/s就發(fā)出啟泵指令，那么，當(dāng)這個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際泄漏流量超過1.0 L/s但噴頭沒有啟動(dòng)時(shí)，流量開關(guān)就會(huì)發(fā)出啟泵指令，水泵誤啟動(dòng)。水泵的誤動(dòng)作會(huì)導(dǎo)致一種非常嚴(yán)重的后果，即，物業(yè)管理人員把系統(tǒng)的自動(dòng)啟泵功能關(guān)掉，使自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的“自動(dòng)”功能廢掉。因此，這種流量啟泵方法是不可行的。

對(duì)于前述的把大于等于設(shè)計(jì)泄漏量加一個(gè)噴頭的流量作為啟泵流量的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，當(dāng)實(shí)際泄漏流量超過啟泵流量設(shè)計(jì)值（即設(shè)計(jì)泄漏流量加一個(gè)噴頭流量）時(shí)，就會(huì)發(fā)生誤啟泵；而當(dāng)實(shí)際泄漏流量很小，一個(gè)噴頭動(dòng)作時(shí)有可能發(fā)不出啟泵指令，因?yàn)榇藭r(shí)通過流量開關(guān)的流量小于設(shè)計(jì)啟泵流量。例如某一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)泄漏流量為1.0 L/s，噴頭的開啟流量為1.2 L/s。流量開關(guān)啟主泵流量設(shè)計(jì)為大于等于2.2 L/s。那么，當(dāng)這個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際泄漏流量較大，超過2.2 L/s但噴頭沒有啟動(dòng)時(shí)，流量開關(guān)就會(huì)發(fā)出啟泵指令，水泵誤啟動(dòng)。同理，當(dāng)這個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際泄漏流量較小，達(dá)不到1.0 L/s但噴頭動(dòng)作開啟（1.2 L/s）時(shí)，則流量開關(guān)就會(huì)因流量沒有達(dá)到2.2 L/s而不動(dòng)作、不發(fā)出啟泵指令，造成噴頭啟動(dòng)但流量開關(guān)啟泵裝置沒有動(dòng)作的責(zé)任事故。

可見，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)置流量開關(guān)啟泵，在有些情況下會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成負(fù)面效果。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)要求加設(shè)流量開關(guān)啟泵，其出發(fā)點(diǎn)是增加一個(gè)或門啟泵的控制，啟泵會(huì)更加安全或可靠。但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，第一，這一路的控制有可能不會(huì)及時(shí)啟泵，即一個(gè)噴頭動(dòng)作時(shí)流量開關(guān)不一定會(huì)動(dòng)作、發(fā)出啟泵信號(hào)，不像報(bào)警閥那樣一個(gè)噴頭動(dòng)作后其壓力開關(guān)必須動(dòng)作發(fā)出啟泵指令（否則產(chǎn)品不合格，報(bào)警閥組不能出廠）。對(duì)此，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水泵不可僅設(shè)流量開關(guān)自動(dòng)開啟，必須還要有更可靠的能及時(shí)啟泵的控制器件比如壓力開關(guān)進(jìn)行啟泵，并且這個(gè)啟泵器件的重要等級(jí)要高于流量開關(guān)，作為重點(diǎn)依靠的啟泵裝置。同時(shí)，若噴頭動(dòng)作而流量開關(guān)沒有及時(shí)動(dòng)作，不能認(rèn)定為設(shè)計(jì)人失責(zé)。第二，流量開關(guān)有可能會(huì)誤啟動(dòng)水泵，即沒有火災(zāi)、噴頭沒有動(dòng)作情況下啟動(dòng)水泵。這是設(shè)置流量開關(guān)時(shí)要防治的重點(diǎn)。為此，啟泵流量要設(shè)置得盡量大一些，防止其誤啟動(dòng)水泵。

流量開關(guān)的流量參數(shù)啟泵如果轉(zhuǎn)化為流速探測(cè)啟泵，則又會(huì)多納入一個(gè)不確定參數(shù)——管徑，這將使流量開關(guān)啟泵控制變得更加復(fù)雜，本文不對(duì)此展開討論。

“消水規(guī)”11.0.4條規(guī)定，消防水泵應(yīng)由消防水泵出水干管上設(shè)置的壓力開關(guān)、高位消防水箱出水管上的流量開關(guān)、或報(bào)警閥壓力開關(guān)等開關(guān)信號(hào)直接自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵。另外，“消水規(guī)”5.3.3條第2款規(guī)定，穩(wěn)壓泵的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)保持系統(tǒng)自動(dòng)啟泵壓力設(shè)置點(diǎn)處的壓力在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)大于系統(tǒng)設(shè)置自動(dòng)啟泵壓力值，且增加值宜為 0.07～0.10 MPa。即消防泵出水管上的壓力開關(guān)應(yīng)在準(zhǔn)工作狀態(tài)壓力下降0.07～0.10 MPa時(shí)啟主泵。

工程中存在設(shè)有高位水箱但不設(shè)穩(wěn)壓泵的臨時(shí)高壓消防系統(tǒng)，比如：高位水箱的設(shè)置高度滿足“消水規(guī)”5.2.2條1～3款規(guī)定的系統(tǒng)（如圖1）和高、低區(qū)共用高位水箱的低區(qū)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中沒有穩(wěn)壓泵，啟動(dòng)主泵的壓力值和準(zhǔn)工作狀態(tài)的壓力差值應(yīng)該取多大，“消水規(guī)”中沒有規(guī)定。那么，是不是可以參考5.3.3條第2款確定啟泵壓力呢？答案是否定的。因?yàn)閷?duì)于這類系統(tǒng)，0.07～0.10 MPa的壓力差值太大，高位水箱中的水完全排空用完也達(dá)不到這個(gè)壓力差值。比如水箱中的水用掉一半，壓力開關(guān)的壓力值也只下降約0.01 MPa，但達(dá)到這個(gè)下降值的時(shí)間卻是漫長(zhǎng)的。例如水箱的容積18 m3，用 1支水槍耗用水箱一半儲(chǔ)水的時(shí)間是：18 000 L÷2÷5 L/s=1 800 s=30 min；若用2支水槍，時(shí)間是15 min。這些時(shí)間太長(zhǎng)，是無法接受的。

可見，這類系統(tǒng)采用水泵出水管上的壓力開關(guān)啟泵是很困難的。因?yàn)槌跗诨馂?zāi)時(shí)高位水箱中的水位下降緩慢，從而水泵出水管上的壓力開關(guān)的壓力值下降緩慢，遲遲不能發(fā)出啟泵信號(hào)。

2.2.1消火栓系統(tǒng)
高位水箱穩(wěn)壓的消火栓系統(tǒng)在高位水箱出水管上流量開關(guān)啟泵的基礎(chǔ)上再加設(shè)水泵出口壓力開關(guān)啟泵，其出發(fā)點(diǎn)也是增加一個(gè)或門啟泵的控制，會(huì)更加安全或可靠。但是，水泵出口的壓力開關(guān)控制不會(huì)及時(shí)啟泵，即一個(gè)消火栓出流時(shí)壓力開關(guān)不會(huì)及時(shí)動(dòng)作、發(fā)出啟泵信號(hào)。對(duì)此，高位水箱穩(wěn)壓的消火栓給水系統(tǒng)，水泵必須還要有更可靠的能及時(shí)啟泵的控制器件啟泵，這就是水箱出水管上的流量開關(guān)，且其啟泵流量不應(yīng)設(shè)得太小，以防止誤啟泵（頻繁誤啟泵會(huì)導(dǎo)致物業(yè)管理人員關(guān)閉系統(tǒng)的自動(dòng)啟泵功能）；同時(shí)也不應(yīng)太大，不超過準(zhǔn)工作狀態(tài)水壓下一個(gè)消火栓的流量，以防不能及時(shí)啟泵。建議啟泵流量取大于等于3.5 L/s。流量開關(guān)啟泵器件的重要等級(jí)應(yīng)高于壓力開關(guān)啟泵，作為重點(diǎn)依靠啟泵器件，并且，一兩支消火栓出水而壓力開關(guān)沒有及時(shí)動(dòng)作不能認(rèn)定為設(shè)計(jì)人失責(zé)。

2.2.2自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)
高位水箱穩(wěn)壓的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，水泵出口的壓力開關(guān)和高位水箱出水管上的流量開關(guān)都不能及時(shí)、準(zhǔn)確啟泵（原因前已論述），必須依靠報(bào)警閥組上的壓力開關(guān)才能可靠、及時(shí)啟泵，報(bào)警閥組的壓力開關(guān)其重要性等級(jí)要比流量開關(guān)和水泵出口的壓力開關(guān)更高，應(yīng)作為重點(diǎn)依靠啟泵器件。

高位水箱穩(wěn)壓的消防給水系統(tǒng)，壓力開關(guān)的設(shè)置位置若從水泵出口移至高位水箱的出水管上，則會(huì)較靈敏地感知因初期火災(zāi)滅火用水引起的管網(wǎng)壓力變化，建議開展試點(diǎn)應(yīng)用。

根據(jù)“消水規(guī)”5.1.12條第2款，消火栓泵可以從市政管網(wǎng)吸水，如圖2。工程中也大量存在這類系統(tǒng)，比如一些地鐵站房的消火栓臨時(shí)高壓系統(tǒng)，有些地方的多層消火栓臨時(shí)高壓系統(tǒng)。這類系統(tǒng)平時(shí)準(zhǔn)工作狀態(tài)的壓力由市政水壓保持，沒有穩(wěn)壓泵。

根據(jù)“消水規(guī)”，消防泵由其出口處的壓力開關(guān)啟動(dòng)。這類系統(tǒng)啟動(dòng)主泵的壓力值和準(zhǔn)工作狀態(tài)的壓力差值應(yīng)該取多大呢，“消水規(guī)”中沒有規(guī)定。同高位水箱穩(wěn)壓的系統(tǒng)一樣，此類系統(tǒng)也不可參考5.3.3條第2款規(guī)定的0.07～0.10 MPa的壓力差值確定啟泵壓力。其原因至少有兩個(gè)：第一，準(zhǔn)工作狀態(tài)水壓即市政水壓因火災(zāi)初期一兩支消防水槍的使用而導(dǎo)致下降，其緩慢程度會(huì)比高位水箱穩(wěn)壓的系統(tǒng)更甚。第二，設(shè)計(jì)依據(jù)的市政水壓或設(shè)計(jì)準(zhǔn)工作狀態(tài)水壓是自來水公司提供的一個(gè)保證率極高的供水壓力，其值很低，一般為0.18～0.20 MPa，出現(xiàn)的概率非常小，全年絕大部分時(shí)間的市政供水壓力都大于該值，高出的值有時(shí)甚至達(dá)一倍。在這個(gè)出現(xiàn)概率很小、數(shù)值較低的水壓值處再下降一定的壓力值而開啟消火栓泵，幾乎是不現(xiàn)實(shí)的。比如，一個(gè)地鐵站房建設(shè)項(xiàng)目，其臨時(shí)高壓消火栓系統(tǒng)從市政管網(wǎng)直接吸水，不設(shè)穩(wěn)壓泵，平時(shí)由市政水壓穩(wěn)壓，自來水公司提供的市政管網(wǎng)供水壓力為0.18 MPa。那么，這個(gè)壓力就是消火栓系統(tǒng)的準(zhǔn)工作狀態(tài)壓力，消火栓泵出口的壓力開關(guān)啟泵壓力值顯然不能設(shè)計(jì)為0.18 MPa，而應(yīng)該低于此值。低多少呢？即使僅僅低0.02 MPa即0.16 MPa啟泵，也極可能在一場(chǎng)火災(zāi)中導(dǎo)致水泵無法自動(dòng)啟動(dòng)，因?yàn)槭Щ饡r(shí)市政水壓或水泵出口處的水壓高于0.18 MPa，降低不到0.16 MPa。

上述的水泵無法自動(dòng)啟動(dòng)現(xiàn)象，是因?yàn)樗贸隹谔幍乃畨簺]有降低到設(shè)定啟泵值造成的。在這種情況下，消火栓口處有可能存在較高的供水壓力而順利實(shí)現(xiàn)滅火，但也有可能因水泵沒有啟動(dòng)而水壓不足，即栓口壓力只是高于啟泵壓力（0.16 MPa）而小于滅火壓力（0.25 MPa），從而沒有順利滅火。但不論水壓是否足夠，一旦滅火失敗，只要水泵沒有自動(dòng)啟動(dòng)，水泵控制的相關(guān)設(shè)計(jì)人或管理人就會(huì)被追責(zé)。

對(duì)于水泵直吸、市政水壓穩(wěn)壓的臨時(shí)高壓消火栓系統(tǒng)，火災(zāi)時(shí)水泵出口的壓力開關(guān)不一定能及時(shí)啟泵，甚至不一定能啟泵。該系統(tǒng)必須配置更可靠的能及時(shí)啟泵的控制器件進(jìn)行啟泵，并且這個(gè)啟泵器件的重要等級(jí)要高于壓力開關(guān)。這個(gè)重要啟泵器件應(yīng)該是水泵出口的流量開關(guān)而不是高位水箱出水管上的流量開關(guān)。同2.2節(jié)的理由相類似，流量開關(guān)的動(dòng)作流量宜取大于等于3.5 L/s。需要注意，水泵出口的管徑比高位水箱的出水管管徑大，其流量開關(guān)的性能應(yīng)該更靈敏。

同理，對(duì)于水泵直吸、市政水壓穩(wěn)壓的臨時(shí)高壓自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，水泵出口的壓力開關(guān)和流量開關(guān)都不是啟泵的可靠器件，必須配有報(bào)警閥組壓力開關(guān)啟泵才是可靠的，是重點(diǎn)依靠的啟泵器件。

“消水規(guī)”4.3.11條第3、4款規(guī)定，除可一路消防供水的建筑物外，向高位消防水池供水的給水管不應(yīng)少于2條；當(dāng)高層民用建筑采用高位消防水池供水的高壓消防給水系統(tǒng)時(shí)，高位消防水池儲(chǔ)存室內(nèi)消防用水量確有困難，但火災(zāi)時(shí)補(bǔ)水可靠時(shí)，其總有效容積不應(yīng)小于室內(nèi)消防用水量的 50%。以此為依據(jù)，臨時(shí)高壓系統(tǒng)的消火栓泵可向高位水池供水，然后再由該水池向消火栓配水管網(wǎng)重力供水，如圖3。此類系統(tǒng)在超高層建筑中比較常見。

高位水池臨時(shí)高壓系統(tǒng)，消防配水管網(wǎng)準(zhǔn)工作狀態(tài)的水壓和消防狀態(tài)的供水壓力均由高位水池維持。消防泵出水管和消防配水管網(wǎng)之間由高位水池隔斷，配水管網(wǎng)的水壓變化不能傳遞到水泵出水管，即水泵出水管上的壓力開關(guān)已不能反映消火栓管網(wǎng)系統(tǒng)中的壓力，或者說，無論管網(wǎng)中的消火栓是否使用，都不會(huì)導(dǎo)致水泵出口壓力開關(guān)處的壓力發(fā)生變化。因此，這類系統(tǒng)無法執(zhí)行“消水規(guī)”11.0.4條規(guī)定的水泵出水管上的壓力開關(guān)啟泵，或者說11.0.4條中的壓力開關(guān)啟泵對(duì)這類系統(tǒng)是無法操作的。

高位水池臨時(shí)高壓系統(tǒng)的另一個(gè)問題是流量開關(guān)的設(shè)置。借鑒高位水箱出水管上流量開關(guān)的設(shè)置方法，把高位水池臨時(shí)高壓系統(tǒng)的流量開關(guān)設(shè)于水池出水管上。然而，高位水池的出水管有2條，比高位水箱多一條，這樣，流量開關(guān)就需要在每個(gè)出水管上設(shè)置，共設(shè)2個(gè)。2個(gè)流量開關(guān)，如何反映火災(zāi)初期一個(gè)消火栓的出水流量？

對(duì)于高位水池臨時(shí)高壓系統(tǒng)，根據(jù)上述分析應(yīng)取消水泵出口的壓力開關(guān)開啟消防水泵的要求。若一定維持壓力開關(guān)自動(dòng)啟泵的要求，應(yīng)把壓力開關(guān)從水泵出口移至高位水池出水管上，但需要認(rèn)識(shí)到火災(zāi)初期，消防用水量少，壓力開關(guān)的壓力變化是很緩慢的，不好實(shí)現(xiàn)有消火栓使用便即刻啟泵。考慮到高位水池里儲(chǔ)存了至少50%的消防水量，足夠前期滅火使用，應(yīng)放松及時(shí)啟泵的要求。
對(duì)于高位水池臨時(shí)高壓消火栓系統(tǒng)的2個(gè)流量開關(guān)設(shè)置，可把每個(gè)流量開關(guān)的啟泵流量仍設(shè)置為3.5 L/s左右。這會(huì)導(dǎo)致當(dāng)一個(gè)消火栓使用時(shí)流量開關(guān)不發(fā)出啟泵指令（2條出水管向1個(gè)消火栓供水），但一旦有2個(gè)消火栓使用，就至少有一個(gè)流量開關(guān)動(dòng)作啟泵。考慮到高位水池里儲(chǔ)存了至少50%的消防水量，2個(gè)消火栓使用后再啟泵仍然是可以接受的。

對(duì)于高位水池臨時(shí)高壓自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，只有報(bào)警閥組壓力開關(guān)啟泵才最為可靠，水泵出口的壓力開關(guān)無法啟泵，水池出水管上的流量開關(guān)無法及時(shí)啟泵。

自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)高位水箱出水管上的流量開關(guān)會(huì)產(chǎn)生誤啟泵或不能及時(shí)啟泵，必須配置更可靠的其他自動(dòng)啟泵控制方式比如壓力開關(guān)，并重點(diǎn)依靠壓力開關(guān)啟泵；高位水箱穩(wěn)壓的消防給水系統(tǒng)其水泵出口的壓力開關(guān)不能及時(shí)啟泵，消火栓系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)依靠流量開關(guān)自動(dòng)啟泵，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)依靠報(bào)警閥組壓力開關(guān)啟泵；水泵管網(wǎng)直吸、市政水穩(wěn)壓的消防給水系統(tǒng)，水泵出口的壓力開關(guān)很難啟泵，消火栓系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)依靠水泵出口設(shè)流量開關(guān)啟泵，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)依靠報(bào)警閥組壓力開關(guān)啟泵；高位水池臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)，水泵出口不應(yīng)設(shè)啟泵壓力開關(guān)，消火栓系統(tǒng)應(yīng)依靠水池出水管的流量開關(guān)啟泵，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)依靠報(bào)警閥組壓力開關(guān)及時(shí)啟泵。

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