1.1存在問(wèn)題分析

2018年1月實(shí)施的《自動(dòng)噴水滅火系統設計規范》（GB 50084—2017，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“噴規”）要求高位水箱出水管上的流量開(kāi)關(guān)啟泵，其啟泵流量值“噴規”中沒(méi)有規定，但據“噴規”修訂相關(guān)專(zhuān)家的口頭解釋?zhuān)瑔⒈昧髁恐档拇_定有兩種說(shuō)法，一種是把大于等于系統的設計泄漏量加一個(gè)噴頭的流量作為啟泵流量；另一種是把大于設計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。

根據經(jīng)驗可知，系統的泄漏流量是由管網(wǎng)系統的大小、管道敷設位置（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，因此在工程設計階段是未知的?！断澜o水及消火栓系統技術(shù)規范》（GB 50974—2014，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“消水規”）規定系統設計泄漏量可取系統消防用水流量的1%～3%，由此可見(jiàn)，設計泄漏流量是個(gè)假設的流量。在系統的實(shí)際運行中，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計值，也可能大于設計值。筆者所在單位例行的工程回訪(fǎng)中就碰到過(guò)兩個(gè)截然相反的案例，一例是穩壓泵很少運行，以致于業(yè)主認為這組泵是多余的；另一例是穩壓泵幾乎不停的運行，業(yè)主認為泵選小了。

對于系統大量漏水而物業(yè)管理人員難以發(fā)現或難以找出原因及時(shí)應對的現象，至少在兩種情況下幾乎是無(wú)法避免的：一是消防管道大量埋地，發(fā)生漏水難以發(fā)現；二是消防泵出水管上的逆止閥漏水，導致管網(wǎng)中的水漏回消防水池，而穩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。

可以說(shuō)，管網(wǎng)系統的實(shí)際泄漏流量偏離設計值是大概率事件。

對于前述的把大于設計泄漏流量作為啟泵流量的自動(dòng)噴水滅火系統，當實(shí)際泄漏流量超過(guò)設計值時(shí)，就會(huì )發(fā)生誤啟泵。比如某一系統的設計泄漏流量為1.0 L/s，流量開(kāi)關(guān)設計為在流量大于1.0 L/s就發(fā)出啟泵指令，那么，當這個(gè)系統的實(shí)際泄漏流量超過(guò)1.0 L/s但噴頭沒(méi)有啟動(dòng)時(shí)，流量開(kāi)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 )導致一種非常嚴重的后果，即，物業(yè)管理人員把系統的自動(dòng)啟泵功能關(guān)掉，使自動(dòng)噴水滅火系統的“自動(dòng)”功能廢掉。因此，這種流量啟泵方法是不可行的。

對于前述的把大于等于設計泄漏量加一個(gè)噴頭的流量作為啟泵流量的自動(dòng)噴水滅火系統，當實(shí)際泄漏流量超過(guò)啟泵流量設計值（即設計泄漏流量加一個(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，因為此時(shí)通過(guò)流量開(kāi)關(guān)的流量小于設計啟泵流量。例如某一系統的設計泄漏流量為1.0 L/s，噴頭的開(kāi)啟流量為1.2 L/s。流量開(kāi)關(guān)啟主泵流量設計為大于等于2.2 L/s。那么，當這個(gè)系統的實(shí)際泄漏流量較大，超過(guò)2.2 L/s但噴頭沒(méi)有啟動(dòng)時(shí)，流量開(kāi)關(guān)就會(huì )發(fā)出啟泵指令，水泵誤啟動(dòng)。同理，當這個(gè)系統的實(shí)際泄漏流量較小，達不到1.0 L/s但噴頭動(dòng)作開(kāi)啟（1.2 L/s）時(shí)，則流量開(kāi)關(guān)就會(huì )因流量沒(méi)有達到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(kāi)關(guān)啟泵裝置沒(méi)有動(dòng)作的責任事故。

可見(jiàn)，自動(dòng)噴水滅火系統設置流量開(kāi)關(guān)啟泵，在有些情況下會(huì )對系統造成負面效果。

1.2應對方法

自動(dòng)噴水滅火系統要求加設流量開(kāi)關(guān)啟泵，其出發(fā)點(diǎn)是增加一個(gè)或門(mén)啟泵的控制，啟泵會(huì )更加安全或可靠。但是應該認識到，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(kāi)關(guān)不一定會(huì )動(dòng)作、發(fā)出啟泵信號，不像報警閥那樣一個(gè)噴頭動(dòng)作后其壓力開(kāi)關(guān)必須動(dòng)作發(fā)出啟泵指令（否則產(chǎn)品不合格，報警閥組不能出廠(chǎng)）。對此，自動(dòng)噴水滅火系統的水泵不可僅設流量開(kāi)關(guān)自動(dòng)開(kāi)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(kāi)關(guān)進(jìn)行啟泵，并且這個(gè)啟泵器件的重要等級要高于流量開(kāi)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(kāi)關(guān)沒(méi)有及時(shí)動(dòng)作，不能認定為設計人失責。第二，流量開(kāi)關(guān)有可能會(huì )誤啟動(dòng)水泵，即沒(méi)有火災、噴頭沒(méi)有動(dòng)作情況下啟動(dòng)水泵。這是設置流量開(kāi)關(guān)時(shí)要防治的重點(diǎn)。為此，啟泵流量要設置得盡量大一些，防止其誤啟動(dòng)水泵。

流量開(kāi)關(guān)的流量參數啟泵如果轉化為流速探測啟泵，則又會(huì )多納入一個(gè)不確定參數——管徑，這將使流量開(kāi)關(guān)啟泵控制變得更加復雜，本文不對此展開(kāi)討論。

“消水規”11.0.4條規定，消防水泵應由消防水泵出水干管上設置的壓力開(kāi)關(guān)、高位消防水箱出水管上的流量開(kāi)關(guān)、或報警閥壓力開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)信號直接自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵。另外，“消水規”5.3.3條第2款規定，穩壓泵的設計壓力應保持系統自動(dòng)啟泵壓力設置點(diǎn)處的壓力在準工作狀態(tài)時(shí)大于系統設置自動(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(kāi)關(guān)應在準工作狀態(tài)壓力下降0.07～0.10 MPa時(shí)啟主泵。

2.1存在問(wèn)題分析

工程中存在設有高位水箱但不設穩壓泵的臨時(shí)高壓消防系統，比如：高位水箱的設置高度滿(mǎn)足“消水規”5.2.2條1～3款規定的系統（如圖1）和高、低區共用高位水箱的低區系統。這些系統中沒(méi)有穩壓泵，啟動(dòng)主泵的壓力值和準工作狀態(tài)的壓力差值應該取多大，“消水規”中沒(méi)有規定。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。因為對于這類(lèi)系統，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不到這個(gè)壓力差值。比如水箱中的水用掉一半，壓力開(kāi)關(guān)的壓力值也只下降約0.01 MPa，但達到這個(gè)下降值的時(shí)間卻是漫長(cháng)的。例如水箱的容積18 m3，用 1支水槍耗用水箱一半儲水的時(shí)間是：18 000 L÷2÷5 L/s=1 800 s=30 min；若用2支水槍?zhuān)瑫r(shí)間是15 min。這些時(shí)間太長(cháng)，是無(wú)法接受的。

可見(jiàn)，這類(lèi)系統采用水泵出水管上的壓力開(kāi)關(guān)啟泵是很困難的。因為初期火災時(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(kāi)關(guān)的壓力值下降緩慢，遲遲不能發(fā)出啟泵信號。

2.2應對方法

2.2.1消火栓系統

高位水箱穩壓的消火栓系統在高位水箱出水管上流量開(kāi)關(guān)啟泵的基礎上再加設水泵出口壓力開(kāi)關(guān)啟泵，其出發(fā)點(diǎn)也是增加一個(gè)或門(mén)啟泵的控制，會(huì )更加安全或可靠。但是，水泵出口的壓力開(kāi)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(kāi)關(guān)不會(huì )及時(shí)動(dòng)作、發(fā)出啟泵信號。對此，高位水箱穩壓的消火栓給水系統，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(kāi)關(guān)，且其啟泵流量不應設得太小，以防止誤啟泵（頻繁誤啟泵會(huì )導致物業(yè)管理人員關(guān)閉系統的自動(dòng)啟泵功能）；同時(shí)也不應太大，不超過(guò)準工作狀態(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(kāi)關(guān)啟泵器件的重要等級應高于壓力開(kāi)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(kāi)關(guān)沒(méi)有及時(shí)動(dòng)作不能認定為設計人失責。

2.2.2自動(dòng)噴水滅火系統

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

高位水箱穩壓的消防給水系統，壓力開(kāi)關(guān)的設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滅火用水引起的管網(wǎng)壓力變化，建議開(kāi)展試點(diǎn)應用。

根據“消水規”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(lèi)系統，比如一些地鐵站房的消火栓臨時(shí)高壓系統，有些地方的多層消火栓臨時(shí)高壓系統。這類(lèi)系統平時(shí)準工作狀態(tài)的壓力由市政水壓保持，沒(méi)有穩壓泵。

3.1存在問(wèn)題分析

根據“消水規”，消防泵由其出口處的壓力開(kāi)關(guān)啟動(dòng)。這類(lèi)系統啟動(dòng)主泵的壓力值和準工作狀態(tài)的壓力差值應該取多大呢，“消水規”中沒(méi)有規定。同高位水箱穩壓的系統一樣，此類(lèi)系統也不可參考5.3.3條第2款規定的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，準工作狀態(tài)水壓即市政水壓因火災初期一兩支消防水槍的使用而導致下降，其緩慢程度會(huì )比高位水箱穩壓的系統更甚。第二，設計依據的市政水壓或設計準工作狀態(tài)水壓是自來(lái)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)甚至達一倍。在這個(gè)出現概率很小、數值較低的水壓值處再下降一定的壓力值而開(kāi)啟消火栓泵，幾乎是不現實(shí)的。比如，一個(gè)地鐵站房建設項目，其臨時(shí)高壓消火栓系統從市政管網(wǎng)直接吸水，不設穩壓泵，平時(shí)由市政水壓穩壓，自來(lái)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的準工作狀態(tài)壓力，消火栓泵出口的壓力開(kāi)關(guān)啟泵壓力值顯然不能設計為0.18 MPa，而應該低于此值。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)火災中導致水泵無(wú)法自動(dòng)啟動(dòng)，因為失火時(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(wú)法自動(dòng)啟動(dòng)現象，是因為水泵出口處的水壓沒(méi)有降低到設定啟泵值造成的。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)現滅火，但也有可能因水泵沒(méi)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(méi)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(méi)有自動(dòng)啟動(dòng)，水泵控制的相關(guān)設計人或管理人就會(huì )被追責。

3.2應對方法

對于水泵直吸、市政水壓穩壓的臨時(shí)高壓消火栓系統，火災時(shí)水泵出口的壓力開(kāi)關(guān)不一定能及時(shí)啟泵，甚至不一定能啟泵。該系統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要高于壓力開(kāi)關(guān)。這個(gè)重要啟泵器件應該是水泵出口的流量開(kāi)關(guān)而不是高位水箱出水管上的流量開(kāi)關(guān)。同2.2節的理由相類(lèi)似，流量開(kāi)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(kāi)關(guān)的性能應該更靈敏。

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

“消水規”4.3.11條第3、4款規定，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少于2條；當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時(shí)，高位消防水池儲存室內消防用水量確有困難，但火災時(shí)補水可靠時(shí)，其總有效容積不應小于室內消防用水量的 50%。以此為依據，臨時(shí)高壓系統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(lèi)系統在超高層建筑中比較常見(jiàn)。

4.1存在問(wèn)題分析

高位水池臨時(shí)高壓系統，消防配水管網(wǎng)準工作狀態(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(kāi)關(guān)已不能反映消火栓管網(wǎng)系統中的壓力，或者說(shuō)，無(wú)論管網(wǎng)中的消火栓是否使用，都不會(huì )導致水泵出口壓力開(kāi)關(guān)處的壓力發(fā)生變化。因此，這類(lèi)系統無(wú)法執行“消水規”11.0.4條規定的水泵出水管上的壓力開(kāi)關(guān)啟泵，或者說(shuō)11.0.4條中的壓力開(kāi)關(guān)啟泵對這類(lèi)系統是無(wú)法操作的。

高位水池臨時(shí)高壓系統的另一個(gè)問(wèn)題是流量開(kāi)關(guān)的設置。借鑒高位水箱出水管上流量開(kāi)關(guān)的設置方法，把高位水池臨時(shí)高壓系統的流量開(kāi)關(guān)設于水池出水管上。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(kāi)關(guān)就需要在每個(gè)出水管上設置，共設2個(gè)。2個(gè)流量開(kāi)關(guān)，如何反映火災初期一個(gè)消火栓的出水流量？

4.2解決方法

對于高位水池臨時(shí)高壓系統，根據上述分析應取消水泵出口的壓力開(kāi)關(guān)開(kāi)啟消防水泵的要求。若一定維持壓力開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟泵的要求，應把壓力開(kāi)關(guān)從水泵出口移至高位水池出水管上，但需要認識到火災初期，消防用水量少，壓力開(kāi)關(guān)的壓力變化是很緩慢的，不好實(shí)現有消火栓使用便即刻啟泵?？紤]到高位水池里儲存了至少50%的消防水量，足夠前期滅火使用，應放松及時(shí)啟泵的要求。

對于高位水池臨時(shí)高壓消火栓系統的2個(gè)流量開(kāi)關(guān)設置，可把每個(gè)流量開(kāi)關(guān)的啟泵流量仍設置為3.5 L/s左右。這會(huì )導致當一個(gè)消火栓使用時(shí)流量開(kāi)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(kāi)關(guān)動(dòng)作啟泵?？紤]到高位水池里儲存了至少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。

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

自動(dòng)噴水滅火系統高位水箱出水管上的流量開(kāi)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(kāi)關(guān)，并重點(diǎn)依靠壓力開(kāi)關(guān)啟泵；高位水箱穩壓的消防給水系統其水泵出口的壓力開(kāi)關(guān)不能及時(shí)啟泵，消火栓系統應重點(diǎn)依靠流量開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟泵，自動(dòng)噴水滅火系統應重點(diǎn)依靠報警閥組壓力開(kāi)關(guān)啟泵；水泵管網(wǎng)直吸、市政水穩壓的消防給水系統，水泵出口的壓力開(kāi)關(guān)很難啟泵，消火栓系統應重點(diǎn)依靠水泵出口設流量開(kāi)關(guān)啟泵，自動(dòng)噴水滅火系統應重點(diǎn)依靠報警閥組壓力開(kāi)關(guān)啟泵；高位水池臨時(shí)高壓消防給水系統，水泵出口不應設啟泵壓力開(kāi)關(guān)，消火栓系統應依靠水池出水管的流量開(kāi)關(guān)啟泵，自動(dòng)噴水滅火系統應重點(diǎn)依靠報警閥組壓力開(kāi)關(guān)及時(shí)啟泵。

微信對原文有刪減，原文標題：消防給水臨時(shí)高壓系統的啟泵控制分析；作者：趙世明；刊登在《給水排水》2018年1期。