消防水泵房防水淹措施探討

程明輝

(福建省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

消防水泵房擔(dān)負(fù)著火災(zāi)期間向消防系統(tǒng)供水的職責(zé)，是整個(gè)建筑消防設(shè)施中最為重要的組成部分和各類消防滅火系統(tǒng)的心臟，在建筑消防滅火中發(fā)揮極其重要的作用。為避免和防止消防供水過程中出現(xiàn)意外情況，造成消防供水中斷，保障各類消防供水設(shè)備安全、可靠運(yùn)行至關(guān)重要。

消防水泵房通常由各系統(tǒng)的消防水泵、水泵控制柜、管道及閥門配件等組成。消防水泵房作為消防供水泵的工作場(chǎng)所，關(guān)系重大，只有確保消防水泵房這顆“心臟”的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能保障在火災(zāi)發(fā)生時(shí)各類消防滅火系統(tǒng)能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。因此，國(guó)家相關(guān)規(guī)范除對(duì)消防水泵房的設(shè)置地點(diǎn)、耐火等級(jí)、疏散、布置、通風(fēng)等有具體要求外，還專門對(duì)消防水泵房防水淹要求做出了相應(yīng)的規(guī)定。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014(2018年版)[1]第8.1.8條中規(guī)定“消防水泵房和消防控制室應(yīng)采取防水淹的技術(shù)措施”。規(guī)范要求消防泵房應(yīng)考慮相應(yīng)的防止水淹沒的措施，以保證消防泵房的運(yùn)行安全。

然而，造成消防水泵房被水淹的原因有諸多，因此，探討如何采取對(duì)應(yīng)的措施防止水淹，意義重大。筆者結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，談?wù)剛€(gè)人對(duì)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

消防水泵房通常設(shè)置于建筑的地下室、獨(dú)立設(shè)置在室外或者設(shè)置于建筑物的首層。當(dāng)然，消防水泵房也可能設(shè)置于建筑的二層及以上，如消防轉(zhuǎn)輸水泵房。對(duì)于位于地下(室內(nèi)、外)的消防水泵房位置綜合分析，可能引起消防水泵房被水淹的原因有以下幾種：

(1)消防水池進(jìn)水管的液位水力控制閥失效，導(dǎo)致水池進(jìn)水通過溢流管或人孔流入消防水泵房。

(2)泵房?jī)?nèi)壓力管道材質(zhì)和管道連接質(zhì)量的因素發(fā)生超壓現(xiàn)象，如水錘等原因而導(dǎo)致的爆管泄露。

(3)室外或外圍場(chǎng)地洪澇雨水匯集、倒灌。

當(dāng)發(fā)生以上幾種情況時(shí)，若消防水泵房?jī)?nèi)的排水設(shè)施未能及時(shí)有效地排除積水，就有可能導(dǎo)致水泵房被淹，影響泵房的正常運(yùn)行。

2 各種水淹情況分析及其解決思路

2.1 進(jìn)水管液位水力控制閥失效

當(dāng)消防水泵房位于地下室或者首層時(shí)，消防水池進(jìn)水通常利用市政壓力直接進(jìn)水，并在進(jìn)水管上裝設(shè)液位閥。由于液位閥容易因雜質(zhì)、砂粒等進(jìn)入閥內(nèi)密封部件引起工作失靈。對(duì)此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意在液位閥前裝設(shè)過濾器，以降低液位閥自身故障；此外，還可以通過以下兩個(gè)措施降低液位水力控制閥失效產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。

(1)為提高水池進(jìn)水閥控制的可靠性，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的措施，可在液位水力控制閥前裝電動(dòng)閥等雙閥串聯(lián)控制。這樣，一旦液位水力控制閥失靈，可以依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB50974-2014[2](以下簡(jiǎn)稱“消水規(guī)”)第4.3.9條，利用最高報(bào)警水位聯(lián)動(dòng)電動(dòng)閥啟動(dòng)關(guān)閉。

(2)根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，消防水泵房應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施。通常泵房排水設(shè)施的排水能力應(yīng)不小于水池的溢流量、泄流量，而水池放空時(shí)管理人員在場(chǎng)，可以人為地通過泄空閥調(diào)節(jié)泄流量，泄空不會(huì)造成泵房淹沒。因此，水泵房排水設(shè)施的排水能力應(yīng)按溢流量確定，水池的溢流量應(yīng)等于水池進(jìn)水管流量。

根據(jù)“消水規(guī)”第4.3.3條中規(guī)定：“……消防水池進(jìn)水管管徑應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定，且不應(yīng)小于DN100?！彼剡M(jìn)水管以鋼塑復(fù)合管為例，管道內(nèi)水的平均流速取1.5m/s(規(guī)范規(guī)定不宜小于1.5m/s)，當(dāng)進(jìn)水管管徑為DN100，消防水池的補(bǔ)水流量為12.3L/S；當(dāng)進(jìn)水管管徑為DN150，消防水池的補(bǔ)水流量為26.8L/S，由此可見，進(jìn)水管進(jìn)水壓力、管徑不同對(duì)應(yīng)的進(jìn)水流量相差較大。因此，在設(shè)計(jì)消防水泵房排水設(shè)施的排水能力時(shí)，不能一概而論，應(yīng)根據(jù)進(jìn)水管的進(jìn)水壓力、管徑等經(jīng)計(jì)算確定。

若消防水泵房采用設(shè)置集水坑提升泵的排水措施，提升泵尚應(yīng)有可靠的電源保障，如采用消防電源供電；提升泵采用“一用一備”方式，超警戒水位時(shí)雙泵開啟，滿足進(jìn)水流量要求。

2.2 消防有壓管爆管

泵房?jī)?nèi)壓力管道多，容易因超壓、水錘、現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量等原因而導(dǎo)致爆管泄露。

(1)針對(duì)壓力管道超壓、水錘風(fēng)險(xiǎn)，建議采取以下兩方面措施：①按消防給水系統(tǒng)的工作壓力(消防水泵零流量時(shí)的壓力)，選取消防給水系統(tǒng)的管材管件、閥門配件等組件的產(chǎn)品工作壓力等級(jí)；②通過設(shè)置泄壓及防水錘措施(水錘防止器)，減少超壓、水錘引起的爆管事故。

(2)實(shí)際工程中，現(xiàn)場(chǎng)管道安裝施工質(zhì)量也是影響爆管的重要因素，爆管事故多發(fā)生在管道連接件處。因此，可靠的管道連接方式很重要。關(guān)于消防管道連接方式，“消水規(guī)”做了如下規(guī)定8.2.9 條：“架空管道的連接宜采用溝槽件(卡箍)、螺紋、法蘭、卡壓等方式，不宜采用焊接連接。鑒此，當(dāng)管徑小于或等于DN50時(shí)，應(yīng)采用螺紋和卡壓連接，當(dāng)管徑大于DN50時(shí)，應(yīng)采用溝槽連接件連接、法蘭連接……”

設(shè)計(jì)中，消防管道通常采用溝槽連接件或法蘭連接。查閱相關(guān)資料，溝槽連接相比法蘭連接存在以下不可控因素：①滾槽加工時(shí)，溝槽深度和溝槽寬度都超過了標(biāo)準(zhǔn)要求，截面有效壁厚偏小，在熱脹冷縮或其它外力作用下容易產(chǎn)生斷裂。②管道在軋制冷加工過程發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致了加工硬化現(xiàn)象，即硬度上升、韌塑性下降，材料力學(xué)性能呈現(xiàn)變脆傾向。③不同管段間連接時(shí)未充分對(duì)齊，便用卡箍間強(qiáng)行連接，溝槽接口受外力引起變形[3]。

對(duì)此，鑒于溝槽連接容易受現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量影響，法蘭連接可以避免上述溝槽連接的不足，施工質(zhì)量可控，故，建議泵房?jī)?nèi)有壓管道采用法蘭連接。

2.3 室外或外圍場(chǎng)地雨水匯集水倒灌

當(dāng)消防水泵房設(shè)置于首層或地下室時(shí)，水泵房可能會(huì)因外圍場(chǎng)地雨水排除不及時(shí)發(fā)生倒灌被淹，對(duì)此可以采取以下措施降低被淹風(fēng)險(xiǎn)：

(1)注意消防水泵房位置的選取，泵房位置不宜處于易澇區(qū)域，減少受淹積水的幾率。

(2)重視泵房外部匯水的截流和排除能力。泵房門口可設(shè)置門檻，防止滅火或自動(dòng)噴水等滅火設(shè)施動(dòng)作后的水積聚而至泵房被淹。消防水泵房位于地下室時(shí)，所屬建筑地下入口處應(yīng)設(shè)置截水溝；對(duì)于易澇場(chǎng)地，還可與建筑專業(yè)配合，在消防水泵房所屬地下入口處設(shè)置防洪擋板等防澇措施。

(3)位于地下的消防水泵房，采用設(shè)置集水坑加壓泵的排水措施。首先，建議消防泵房集水坑獨(dú)立設(shè)置，不接納其他區(qū)域排水。其次，建議集水坑加壓泵出口設(shè)置的止回閥，采用滑道滾球式止回閥，以保證封閉效果；排出管接入室外檢查井部位，建議抬高處理，位于室外地面下約300處(圖1)。采用上述方法可以減少室外雨水通過加壓排水管倒流進(jìn)水泵房的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 地下室加壓排水管接入室外檢查井示意圖

(4)設(shè)置在室外的消防水池人孔、取水口頂應(yīng)高出池頂覆土層頂不小于300mm，以保證雨水等不流入池內(nèi)。

3 消防水泵房控制柜設(shè)置位置

“消水規(guī)”第11.0.9條中規(guī)定，“消防水泵控制柜設(shè)置在專用消防水泵控制室時(shí)，其防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP30；與消防水泵設(shè)置在同一空間時(shí)，其防護(hù)等級(jí)不低于IP55”。“IP55”第一標(biāo)記數(shù)字，表示接觸保護(hù)和外來物保護(hù)等級(jí)，“5”代表不可能完全阻止灰塵進(jìn)入，但灰塵進(jìn)入的數(shù)量不會(huì)對(duì)設(shè)備造成傷害；第二，標(biāo)記數(shù)字表示防水保護(hù)等級(jí)，“5”代表從每個(gè)方向?qū)?zhǔn)柜體的射水都不應(yīng)引起損害。防護(hù)等級(jí)IP55僅能保證控制柜受到射水不引起損害，若泵房?jī)?nèi)產(chǎn)生積水使其浸水，仍可能導(dǎo)致?lián)p害控制柜。因此，在條件允許情況下，建議消防水泵控制柜宜設(shè)置在專用消防水泵控制室內(nèi)；若消防水泵控制柜與消防水泵設(shè)置在同一空間時(shí)，需抬高消防水泵房控制柜區(qū)域和柜體高度。

4 結(jié)論

綜上探討，采用以下方法可以減少水淹的風(fēng)險(xiǎn)：

(1)進(jìn)水管采用液位閥控制的水池，液位閥前應(yīng)設(shè)置過濾器；可在液位水力控制閥前裝電動(dòng)閥等雙閥串聯(lián)控制；消防水泵房排水設(shè)施的排水能力應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。

(2)泵房?jī)?nèi)有壓管道推薦采用法蘭連接方式。

(3)合理選取消防水泵房位置、重視泵房外部匯水的截流和排除能力。