?關(guān)于離心消防泵自灌式吸水技術(shù)要求的探討
關(guān)于離心消防泵自灌式吸水技術(shù)要求的探討
摘要主要介紹新舊規(guī)范及設(shè)計(jì)手冊(cè)中對(duì)離心生活水泵及消防泵自灌式吸水技術(shù)要求的變化，分析了幾種自灌式吸水水位的可靠性，總結(jié)了對(duì)自灌式吸水技術(shù)要求的認(rèn)識(shí)和理解，供《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974—2014）修編時(shí)參考。
引言
一直以來(lái)，各個(gè)版本的消防規(guī)范對(duì)離心消防泵自灌式吸水技術(shù)要求沒(méi)有一個(gè)明確統(tǒng)一的定義，以至于對(duì)其理解也不統(tǒng)一，采取的應(yīng)對(duì)措施也不一樣。2014年10月1日實(shí)施的《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974—2014，以下簡(jiǎn)稱“水消規(guī)”）5.1.9.5條及5.1.12條及相對(duì)應(yīng)的條文解釋對(duì)它有了較為明確的定義，離心消防泵自灌式吸水技術(shù)要求即消防水池最低水位要高于離心消防泵出水管中心線或水源水位能被離心消防泵吸水，消防水泵應(yīng)經(jīng)常充滿水，保證及時(shí)啟動(dòng)供水。
大多數(shù)人將消防水池最低水位高于離心消防泵出水管中心線作為離心消防泵自灌的唯一技術(shù)要求，忽略了滿足“水源水位能被離心消防泵吸水”也是離心消防泵自灌的技術(shù)要求，這種認(rèn)識(shí)比過(guò)去通常做法的要求提高了，導(dǎo)致當(dāng)采用臥式或立式消防泵時(shí)，消防泵房地面要低于消防水池池底700～1 000 mm才能滿足上述消防泵自灌的技術(shù)要求。是否有這必要，值得商榷。本文主要對(duì)歷次版本規(guī)范及設(shè)計(jì)手冊(cè)中生活、消防離心泵的自灌式吸水技術(shù)要求進(jìn)行歸納整理，并提出建議。
生活水泵滿足自灌式吸水技術(shù)要求
《建筑給水排水技術(shù)規(guī)范》（GB 50015—2003，2009年版，以下簡(jiǎn)稱“建水規(guī)”）3.8.6條及條文解釋對(duì)生活水泵滿足自灌式吸水技術(shù)要求做了明確的解釋，生活給水水泵的自灌式吸水是指水泵啟動(dòng)時(shí)，臥式水泵的泵殼內(nèi)應(yīng)全部充滿水，立式水泵至少第一級(jí)泵殼內(nèi)應(yīng)充滿水，由于生活水泵有設(shè)定一個(gè)自灌啟泵最低水位，水位在自灌啟泵最低水位以上時(shí)，允許啟動(dòng)水泵，水位在自灌啟泵最低水位以下時(shí)，不允許啟動(dòng)水泵，所以并不要求水泵出水管位于儲(chǔ)水池最低水位以下，只要臥式水泵的泵殼或立式水泵至少第一級(jí)泵殼位于自灌啟泵水位以下，啟泵水位在一般情況下宜取1/3儲(chǔ)水池總水深，如圖1所示。
以上是“建水規(guī)”對(duì)生活離心水泵滿足自灌式吸水的技術(shù)要求，其與消防離心水泵有什么區(qū)別呢? 《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50045—95，2005年版）7.5.4條條文解釋認(rèn)為，消防水泵很少使用，推薦消防水池或消防水箱的工作水位高于消防水泵軸線標(biāo)高。對(duì)于臥式離心泵，消防水泵軸線比較好理解，應(yīng)是指水泵的泵軸，即水泵吸水管的管中。對(duì)于立式水泵就不好理解了，由于水泵泵軸是垂直地面的，指的是泵軸的底部還是頂部不明確。
由于消防水泵啟動(dòng)包含多種情況，一種指火災(zāi)時(shí)消防水泵從靜態(tài)條件下啟動(dòng)，另一種指消防水泵在運(yùn)行中，由于機(jī)械或供電方面的原因，發(fā)生主備泵切換，或短暫停電后重新啟動(dòng)；對(duì)多組消防水泵，如消火栓泵、噴淋泵等，共同在一個(gè)水池中吸水時(shí)，也指它們中的任一泵組先期啟動(dòng)，而另一組泵組后期啟動(dòng)。由于不像生活水泵一樣有設(shè)置一個(gè)自灌啟動(dòng)水位，一些人認(rèn)為火災(zāi)延續(xù)時(shí)間的任何時(shí)間消防水位都要滿足水泵自灌的要求。
2004年出版的《全國(guó)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)公用設(shè)備工程師給水排水專業(yè)考試復(fù)習(xí)教材》中認(rèn)為，消防水泵應(yīng)采用自灌式吸水，且當(dāng)消防水池水位為設(shè)計(jì)水位的30%時(shí)，仍能自灌吸水，其設(shè)計(jì)水位30%的要求基本上與“建水規(guī)”中對(duì)自灌的理解是相近的。2010年出版的由黃曉家和姜文源主編的《建筑給水排水工程技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上冊(cè)）中對(duì)離心泵自灌的理解是“水泵能否自灌吸水，關(guān)鍵在于吸水管內(nèi)和泵內(nèi)是否經(jīng)常處于充水狀態(tài)，只要滿足水泵初次自灌啟動(dòng)，及檢修后再運(yùn)行時(shí)，能滿足其自灌啟動(dòng)，以后的每次啟動(dòng)，水位無(wú)需必須在自灌水位以上，因?yàn)橥１煤?，假如水位降到（初次）自灌水位以下，只要吸水喇叭口還淹沒(méi)在水中，水面上的空氣不可能‘潛水’從喇叭口進(jìn)入吸水管內(nèi)”。這同樣認(rèn)為沒(méi)有必要要求消防水池最低水位要高于離心消防泵出水管中心線。
由于初次啟動(dòng)時(shí)消防水池一般是滿水位的，水位高于消防水泵泵體，那么消防水泵（包括備用水泵）吸水管里面也是充滿水的，只要管道和消防泵不漏氣，根據(jù)托里拆利實(shí)驗(yàn)原理，當(dāng)水池內(nèi)水位低于泵軸（高差小于10m），吸水管內(nèi)的水也不會(huì)流出來(lái)，更不可能在火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)，管道內(nèi)的水就漏光。一般消防離心泵氣蝕余量NPSH介于2.5～6 mH2O，當(dāng)液面降至泵軸以下，水泵最大安裝高度計(jì)算公式為：
按民用建筑中常用的DN250公稱直徑吸水管徑,長(zhǎng)度3 m的吸水管，流量40 L/s，沿程水頭損失0.014 mH2O，局部水頭損失取沿程水頭損失的30%，過(guò)濾器水頭損失取1 mH2O，全部水頭損失取1.018 mH2O，廠家樣本給出的消防泵必需氣蝕余量介于3～6 mH2O，則水泵最大安裝高度：Hss=10.33-0.24-1.018-6=3.022（mH2O）。
即使考慮水泵及吸水管道存在細(xì)微漏氣情況，當(dāng)液位低于水泵出水管管口H值時(shí)，相當(dāng)于火災(zāi)延續(xù)時(shí)間的1/3，最長(zhǎng)時(shí)間均在2 h之內(nèi)，參照“水消規(guī)”12.4.7條對(duì)壓力管道氣壓嚴(yán)密性試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可知當(dāng)試驗(yàn)壓力為0.28 MPa，且管道穩(wěn)壓24 h，壓力降不應(yīng)大于0.01 MPa，所以在這么短時(shí)間內(nèi)，水泵吸水管內(nèi)應(yīng)該是充滿水的。這樣也能滿足“水消規(guī)”5.1.9.5條條文解釋中對(duì)離心消防泵自灌式吸水技術(shù)要求的后一種情況，即“水源水位能被離心消防泵吸水”。
如果一味地要求水泵在任何狀態(tài)啟動(dòng)時(shí)水位都要高于自灌水位，勢(shì)必會(huì)造成泵房地面標(biāo)高的被動(dòng)壓低或消防水池下部很大一部分無(wú)效容積，造成投資浪費(fèi)和管理不便，尤其是寒冷地區(qū)，冰凍線較深，水池已被壓得很低的情況。
結(jié)語(yǔ)
隨著大家對(duì)“水消規(guī)”解讀的深入，各地陸續(xù)推出對(duì)“水消規(guī)”在本地區(qū)的操作指南及會(huì)議紀(jì)要，其中《浙江省消防技術(shù)規(guī)范難點(diǎn)問(wèn)題操作技術(shù)指南》（浙公通字〔2015〕54號(hào)）中第91條規(guī)定“消防水池池底標(biāo)高不應(yīng)低于消防水泵房的地坪標(biāo)高。消防水池最低有效水位按《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》4.3.9條文說(shuō)明及其圖示執(zhí)行?！本褪菍?duì)自灌式吸水技術(shù)要求的一種理解。
本文意在拋磚引玉，希望在編制“水消規(guī)”圖集或修編時(shí)能夠把離心消防泵自灌式吸水技術(shù)要求界定得更清楚一點(diǎn)，一方面便于設(shè)計(jì)人員和審查人員把握，另一方面在滿足規(guī)范及消防滅火要求的情況下最大限度地節(jié)省投資。
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