案例分析:采用轴流深井泵的室内外消火栓系统

导语

近日,一网友问:酱菜厂项目,单层丙类厂房,耐火等级二级,总建筑面积1000m2,高度8m。设置室内、外消火栓系统,设计流量均为25L/S,消防水源为水泵房附近打的四眼深水井,每眼井供水量均满足25L/S的要求。水泵为轴流深井泵,一级用电负荷,各两路供水,其中两路供水直接给室内消火栓系统,另两路供水直接给室外消火栓系统。水泵房内设置12m3气压水罐代替高位消防水箱,接室内消火栓给水系统。请问该项目不设置消防水池是否可以?还需要设置增稳压设施吗?室外消火栓系统可以采用低压消防给水系统吗?由于是轴流深井泵供水,在平时停泵的时候,时间久了,由于渗漏等原因,管网可能会无水,但消防车取水的时候,启动轴流深井泵后,管网的压力和流量能够满足要求,可以采用这种低压系统吗?如不可以,如何设置?

带着这些问题,我们来梳理一下规范,希望能找到合理的方案。

分析推理

一、消防水源

《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014

4.1.3消防水源应符合下列规定:

1 市政给水、消防水池、天然水源等可作为消防水源,并宜采用市政给水;

2 雨水清水池、中水清水池、水景和游泳池可作为备用消防水源。

         4.4.1 井水等地下水源可作为消防水源。

4.4.2井水作为消防水源向消防给水系统直接供水时,其最不利水位应满足水泵吸水要求,其最小出流量和水泵扬程应满足消防要求,且当需要两路消防供水时,水井不应少于两眼,每眼井的深井泵的供电均应采用一级供电负荷。

4.4.5
当天然水源等作为消防水源时,应符合下列规定:

1 当地表水作为室外消防水源时,应采取确保消防车、固定和移动消防水泵在枯水位取水的技术措施;当消防车取水时,最大吸水高度不应超过6.0m

2 当井水作为消防水源时,还应设置探测水井水位的水位测试装置。

4.1.3条款中“天然水源”为河流、海洋、地下水等。即本示例中的水井为地下水,应视为天然水源,满足4.4.24.4.5条款要求可以作为消防水源,无需再设置消防水池等其他水源。

二、消防水泵

《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014

5.1.9轴流深井泵宜安装于水井、消防水池和其他消防水源上,并应符合下列规定:

1 轴流深井泵安装于水井时,其淹没深度应满足其可靠运行的要求,在水泵出流量为150%设计流量时,其最低淹没深度应是第一个水泵叶轮底部水位线以上不少于3.20m,且海拔高度每增加300m,深井泵的最低淹没深度应至少增加0.30m

2 轴流深井泵安装在消防水池等消防水源上时,其第一个水泵叶轮底部应低于消防水池的最低有效水位线,且淹没深度应根据水力条件经计算确定,并应满足消防水池等消防水源有效储水量或有效水位能全部被利用的要求;当水泵设计流量大于125L/s时,应根据水泵性能确定淹没深度,并应满足水泵气蚀余量的要求;

3 轴流深井泵的出水管与消防给水管网连接应符合本规范第5.1.13条第3款的有关规定;

4 轴流深井泵出水管的阀门设置应符合本规范第5.1.13条第5款和第6款的规定;

5 当消防水池最低水位低于离心水泵出水管中心线或水源水位不能保证离心水泵吸水时,可采用轴流深井泵,并应采用湿式深坑的安装方式安装于消防水池等消防水源上;

6 当轴流深井泵的电动机露天设置时,应有防雨功能;

7 其他应符合现行国家标准《室外给水设计规范》GB 50013的有关规定。

5.1.13
离心式消防水泵吸水管、出水管和阀门等,应符合下列规定:

……

3 一组消防水泵应设不少于两条的输水干管与消防给水环状管网连接,当其中一条输水管检修时,其余输水管应仍能供应全部消防给水设计流量;

……

5 消防水泵的吸水管上应设置明杆闸阀或带自锁装置的蝶阀,但当设置暗杆阀门时应设有开启刻度和标志;当管径超过DN300时,宜设置电动阀门;

6 消防水泵的出水管上应设止回阀、明杆闸阀;当采用蝶阀时,应带有自锁装置;当管径大于DN300时,宜设置电动阀门;

    ……

本示例中,满足要求的轴流深井泵可以作为室内外消火栓系统消防给水加压泵。

三、消防管网

(一)室外消火栓系统

《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014

6.1.3建筑物室外宜采用低压消防给水系统,当采用市政给水管网供水时,应符合下列规定:

1 应采用两路消防供水,除建筑高度超过54m的住宅外,室外消火栓设计流量小于等于20L/s时可采用一路消防供水;

2 室外消火栓应由市政给水管网直接供水。

7.1.1市政消火栓和建筑室外消火栓应采用湿式消火栓系统。

8.1.4室外消防给水管网应符合下列规定:

1 室外消防给水采用两路消防供水时应采用环状管网,但当采用一路消防供水时可采用枝状管网;

2 管道的直径应根据流量、流速和压力要求经计算确定,但不应小于 DN100

3 消防给水管道应采用阀门分成若干独立段,每段内室外消火栓的数量不宜超过5个;

4 管道设计的其他要求应符合现行国家标准《室外给水设计规范》GB 50013的有关规定。

下边我们来普及一下消防给水的几种形式:

《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014

2.1.2
高压消防给水系统

能始终保持满足水灭火设施所需的工作压力和流量,火灾时无须消防水泵直接加压的供水系统。

注:特点是不用水泵增压。

2.1.3临时高压消防给水系统

平时不能满足水灭火设施所需的工作压力和流量,火灾时能自动启动消防水泵以满足水灭火设施所需的工作压力和流量的供水系统。

注:特点是临时用水泵增压。

2.1.4
低压消防给水系统

能满足车载或手抬移动消防水泵等取水所需的工作压力和流量的供水系统。

注:特点是用消防车上消防泵增压或移动泵加压。

《石油化工企业设计防火标准》(GB50160-20082018年版))

2.0.34
稳高压消防水系统

采用稳压泵维持管网的消防水压力大于或等于0.7MPa的消防水系统。

注:特点是用稳压装置保持压力。

综上可知,规范中的室外消火栓系统大都针对市政供水的情况,对于天然水源要求不明确,例如《消防给水及消火栓系统技术规范》7.2.8条,当市政给水管网设有市政消火栓时,其平时运行工作压力不应小于0.14MPa,火灾时水力最不利市政消火栓的出流量不应小于15L/s,且供水压力从地面算起不应小于0.10MPa对于天然水源的室外消火栓系统,笔者认为宜采用低压消防给水系统,确有困难,最不利处消火栓的水压可以不满足7.2.8条,但应保证系统为湿式系统,当消防车取水时,最大吸水高度不应超过6.0m本示例轴流深井泵供水,在平时停泵的时候,时间久了,由于渗漏等原因,管网可能会无水,但需要的时候,消防车取水的时候,启动轴流深井泵后,管网的压力和流量能够满足要求。由于火灾时,启动消防泵才会有水,此系统变为干式,消防泵启动需要时间,对灭火有一定的延误,此系统不满足低压消防给水系统和湿式系统要求。需要设置稳压系统将系统充满水并维持车用消防泵所需的压力。

(二)室内消火栓系统

针对本示例,室内消火栓系统除是否设置高位消防水箱外,并无其他特殊情况,我们仅就是否需要设置高位消防水箱的问题,梳理一下。

《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014

6.1.9室内采用临时高压消防给水系统时,高位消防水箱的设置应符合下列规定:

1 高层民用建筑、总建筑面积大于10000m2且层数超过2层的公共建筑和其他重要建筑,必须设置高位消防水箱;

2
其他建筑应设置高位消防水箱,但当设置高位消防水箱确有困难,且采用安全可靠的消防给水形式时,可不设高位消防水箱,但应设稳压泵;

3 当市政供水管网的供水能力在满足生产、生活最大小时用水量后,仍能满足初期火灾所需的消防流量和压力时,市政直接供水可替代高位消防水箱。

本示例为丙二类厂房,水井不少于2眼,满足2路供水,且消防水泵为一级负荷供电,满足规范6.1.9-2条款,可不设高位消防水箱,但应设稳压泵。具体可参考石老师专题:高位消防水箱设置原则,采用稳压泵或市政供水替代的保障措施!

《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974-2014)中不再出现气压供水设备,即所谓的大气压罐。但在《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-201710.3.3 采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统,当按现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974的规定可不设置高位消防水箱时,系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积,应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的5min用水量确定。干式系统、预作用系统设置的气压供水设备,应同时满足配水管道的充水要求。因此,本示例仅在消防泵房内设置稳压泵即可,为防止稳压泵频繁启停,当采用气压水罐时,其调节容积应根据稳压泵启泵次数不大于15/h计算确定,但有效储水容积不宜小于150L。由于本示例水源为水井,稳压泵取水困难,可以采用水箱储存火灾初期用水。水箱与稳压泵合二为一,可以采用气压供水设备。

方案总结

一、本示例背景:每眼井供水量均满足25 L/S的要求。水泵为轴流深井泵,一级用电负荷,各两路供水。如在枯水期的出水量也能满足消防用水量的要求,且井距足够远,可以采用水井作为消防水源,但要征得当地水利等主管部门同意。当水量无法保证的情况下,需要设置消防水池。如井距很近,出水量会互相干扰,应视为一路供水,消防水池内需要储存火灾延续时间的全部消防用水量。

二、室内外消火栓系统消防给水泵可以采用规范许可的轴流深井泵。

三、当不设消防水池时,依《消防给水及消火栓系统技术规范》5.2.1-5,水泵房内建议采用有效容积至少12m3的水箱;当设置消防水池时,水泵房内无需设置水箱。两种情况均配置两套稳压设备,一套为室内消火栓系统稳压补水;另一套为室外消火栓系统稳压补水。当然,如高位水箱能设于屋顶更经济一些。

四、本工程高度不高,条件允许的情况下,室内外消火栓系统合用也是可行的。

如有不同观点,欢迎留言评论!

 

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