前言:
目前整個設計行業設計品質都令人堪憂。設計費低、設計時間短、從業人員越來越年輕化和設計機械化,設計深度淺、與造價、施工脫節,專業知識淺嘗輒止,跨專業知識完全隔絕。久而久之,設計的意思逐步成為拷貝,不能具體分析,更不可能創新。施工圖設計不能深入,大部份施工圖都得二次深化設計,包含二次出圖或者不出圖由施工單位現場處理兩種方式。
消防泵房、水池往往沒有二次深化設計直接施工,錯誤問題和不合理問題多,施工單位技術水平高的,可以現場調整和修改,否則就造成返工或存在隱患。另外,業主、設計及施工僅關註是否透過審查和驗收,不關註系統的技術可行性、經濟性和持續性,使泵房存在隱患。
筆者每年接觸一百多個計畫,發現消防泵房水池的設計,僅1~2張圖紙往往就存在幾十處問題,少於10處的鳳毛麟角,而且都是業內比較有影響力的設計院。大量的消防泵房驗收後,存在不少隱患,單涉及檢測一項內容,某企業調查了全國各地557個消防泵房,發現490個泵房不能對消防泵關鍵效能檢測。
為盡量精簡文章,照顧所有人的的閱讀,每個問題不進行詳細解釋和分析,對個別觀點不理解的同行,可在文後詢問,筆者再解釋。
采用下列簡稱:
1、【消防給水及消火栓系統技術規範】簡稱:【消水規】
2、15S909【<消防給水及消火栓系統技術規範>圖示】(2018修正版)簡稱:【圖示】
3、【<消防給水及消火栓系統技術規範>實施指南】( 2016版)簡稱:【指南】
4、【建築設計防火規範】(GB50016-2014,2018年版)簡稱:【建規】
一、流量檢測裝置與DN65試水管串聯,不管消防泵流量大小,流量計僅為DN65,不滿足【消水規】5.1.11要求。
如下圖圖1(來自【圖示】),20L/S的消防泵,流量檢測範圍為46.6L/S,屬於一般的DN65流量計測量範圍內。當泵流量較大時,如常用消防泵40L/S,其流量檢測範圍為93.2L/S,DN65管道流速26.5m/s,超出常規產品範圍。即使有些廠家聲稱其DN65產品可測量,個人也建議慎重,畢竟水力學許多經驗公式不適合高速流體。
圖1
二、流量檢測裝置與試水管串聯,管徑改為DN150,影響試水。
一些設計,將圖1中流量檢測裝置與試水管合用管徑改為DN150,也同樣存在問題,原因有二:一是管徑太大,試水難以控制,試水量過大能正常啟動消防泵,不代表系統可靠。二是試水不應排進消防水池,而流量檢測應回流進消防水池,產生矛盾(各自原因見下)。檢測裝置與測試閥串聯設定不合適,可獨立設定或並聯設定,見圖2(來自【指南】示意圖)
圖2
三、流量計前管段需設調節閥,不能采用閘閥作為調節閥使用。
消防泵測試,需要測試消防泵不同工況點的流量壓力,因而需要使用調節閥調節出不同流量工況時對應揚程是否滿足要求,調節閥不能漏缺,且由於閘閥僅能全開全關,故而不能用於調節(圖1采用閘閥有誤),可使用自鎖裝置的蝶閥。
四、流量測試裝置與試水閥共用管段時,調節閥應設於試水管介面之後管段上。
見上圖圖2,流量計前漏設閥門,造成作為試水閥的室內消火栓失效,只要DN150蝶閥一開啟,水就從流量計處流走,消火栓不能試水,需要在三通後增設DN150蝶閥作為調節閥,原蝶閥可作為檢修控制閥。
五、流量測試裝置應從控制閥前接出,可在止回閥與控制閥之間接出。
流量和壓力測試裝置是用於測試消防泵的各種工況的流量壓力,測試時必須隔離開系統側管網,避免系統側對測試的幹擾,如避免屋頂水箱、穩壓裝置的幹擾(1.5Q工況);避免安全閥、泄壓閥的泄水影響測量測試(0流量不能實作)。隔離開系統側管網的最簡單有效的方法,就是設於控制閥前,測試時關閉控制閥即可,否則,若設於控制閥後,需要在系統管網逐一尋找相關閥門關閉,效率低且容易遺漏。而且,測試期間的壓力開關時常輸出啟泵訊號,擾亂消防控制中心的管理工作,真正的火災出水滅火因閥門隔離而不能實作壓力開關啟泵訊號傳送。閥門位置可參見下圖圖3:【流量和壓力測試裝置、試驗閥安裝示意圖】。
圖3:流量和壓力測試裝置、試驗閥安裝示意圖
六、一組消防泵合用流量和壓力測試裝置時,應在消防泵出水管控制閥前接出合用測試管道。
不能在控制閥後的環狀管網接出測試管道。應在消防泵出水管控制閥前接出測試管道,連線每台泵的測試管道均設控制閥,管道匯合後,設壓力測試裝置和調節閥,調節閥後一定距離設定流量測試裝置(見圖3)。
七、當消防泵二用一備時,不適合每台泵設定一套流量測試裝置。
不少設計人員喜歡每一台消防泵均設流量計,浪費,且當消防泵二用一備時,技術上不適合,需要采用共用流量測試裝置,能夠測量單台消防泵的關鍵效能參數,也能夠測量並聯泵組關鍵效能參數。
【 消水規】5.1.11 一組消防水泵應設流量和壓力測試裝置,已經很明確,不是每一台消防泵均要設定,也不是多設比少設好,多設流量計,並聯泵組關鍵效能參數測試工作很難開展。
為何必須測試並聯泵組關鍵效能參數? 【 消水規】並沒有明確,但並聯泵組才是消防系統的關鍵,無論單台泵效能參數如何,並聯泵組關鍵效能參數不滿足要求,則系統作廢。
NFPA20明確要求,在測試單個消防泵,或測試需要同時執行的所有消防泵時,共用測試裝置應能夠提供精確的流量測量值。
八、當消防泵二用一備時,共用流量測試裝置測試範圍不滿足要求。
常見於廣東、四川計畫,地下室采用泡沫噴淋系統,設計流量80L/S,往往采用40L/S消防泵二用一備,共用流量測試裝置經常采用DN100流量計,測試範圍不滿足測試泵組流量要求。
九、流量測試裝置與調節閥之間應有10倍管徑距離的直管段,下遊要大於5倍D
流量計緊挨調節閥安裝,紊流影響測量精度。
十、測試裝置周邊應有操作空間
測試裝置宜距地1~1.5m,方便測試,但泵房一般尺寸緊張,距地1~1.5m則需占用通道、檢修空間空間,造成泵房需要加大。因而設定在天花,且測試每季度才一次,需要時使用人字梯即可。但不少設計,流量測試裝置上下左右存在各種管線,甚至緊貼結構梁板,沒有操作、觀察及檢修空間。
即使采用物聯網、樓宇自控等系統,可以全自動化、半自動化測試,也應有操作、觀察及檢修空間。
十一、流量計(機械式除外)避免在強磁場和震動幹擾處安裝。
常見錯誤是安裝位置剛好在立式泵電機旁,有些泵房上方是電房,甚至與變壓器僅相隔一層天花板。
十二、測試裝置必須設定通向消防水池的排水管。
測試流量大,回流節約水資源,直接排至泵房產生噴濺,泵房集水坑排水能力一般小於測試流量。
十三、流量測試裝置不適合采用轉子流量計,可采用超音波流量計、渦輪流量計等。
不少設計圖紙,流量計等裝置,型號規格參數均缺設計,只將【消水規】5.1.11原文抄在設計說明上。目前的施工圖設計成果有趨向【設計任務書】的形式發展。一些設計有選用,但采用轉子流量計。
【消水規】5.1.11的要求過高,能滿足0.4級的精密流量計不多見,常見產品都是普通精度(1.0級及以下),精密流量計為0.5級及以上,不少生產廠家往往需要客製。超音波流量計物美價廉,但其精度易變化,需要經常調校。渦輪流量計屬於機械傳動,其精度變化小。消防泵產品仲裁試驗方法規定采用渦輪流量計,見【消防泵】10.15.1。
轉子流量計價格低廉,但轉子流量計計量精度較低,測量範圍較小,一般的DN150轉子流量計,最大流量也不過40L/S左右,這不滿足【消水規】5.1.11的要求。而且,轉子流量計適合長時間使用且流量穩定場所,不適合消防泵測試。消防泵平時不使用,僅在測試時啟泵並短時間內從零流量到150%流量的範圍,分別測量各種重要工況的流量壓力,每次工況測試需要等待轉子穩定,比較耗時耗工,也耗電。
轉子流量計須安裝在垂直走向的管段上,流體介質自下而上地透過轉子流量計,消防泵房的設計中,流量計所處常為水平管,水平管上采用轉子流量計也是常見錯誤之一。
十四、試驗閥應從止回閥後接出,可在止回閥與控制閥之間接出。
試水管放水為了測試消防給水系統的自動啟動功能,出水管止回閥前接出,系統不能啟動,僅僅是消防水池放水。
十五、試水不應排進消防水池
理由:
1.試水閥的作用是測試系統自動啟泵,流量小,時間短,水量少,不需要回流到消防水池。
2.試水應能觀察到大概流量,流量過大方能啟泵,說明系統存在問題,但直接回流到消防水池,不能觀察到,排放到泵房有利於觀察水流狀況。
3.管網中長期不動的存水回流汙染水池,與消防泵測試用水來源不同。
4.回流水池後也是溢流排走,排進消防水池也不能節水。
十六、系統工作壓力小於1.6MPa時建議采用室內消火栓作為試水管
試水管采用室內消火栓,測試人員將水龍帶接駁消火栓,不管排至地面還是水池,需要靠人力控制水帶或水槍,流量比較接近火災初期流量。可以參考【指南】示意圖(見上圖圖2),檢測裝置與測試閥並聯設定。
十七、作為試水管的室內消火栓必須采用減壓穩壓消火栓(SNW65-I)
不論何種建築,需選用穩壓類別I類的消火栓,出水口壓力宜為0.25MPa,否則壓力過高無法使用,流量過大不能真實反映系統控制可靠程度。
十八、系統工作壓力大於於1.6MPa時(水泵揚程1.35MPa左右),不能采用室內消火栓作為試水管
由於室內消火栓就只有一種公稱壓力(1.6MPa),系統工作壓力大於1.6MPa時,不能用室內消火栓,需要采用PN2.5MPa的調節閥門,且閥門後宜采用鋼管接到集水坑或排水溝格柵蓋板上方,避免噴濺。此調節閥可用閘閥,雖然閘閥用於調節時漏水,但此處檢測不需要流量特別準確。
目前大多數計畫系統工作壓力大於1.6MPa,不少設計按圖2采用消火栓,存在隱患,尤其是130~140公尺高左右的計畫,沒有轉輸水箱,消防泵揚程2.0MPa。即使沒開消防主泵,屋頂水箱加上穩壓裝置,造成消火栓壓力長期處於1.7~1.8MPa的超壓狀態,不僅滲漏,且容易爆毀。
十九、水錘消除器宜設定在止回閥與控制閥之間,防止水泵測試管路水擊
【消水規】明確消防系統管網超壓及水擊問題防治措施,但水泵測試管路超壓及水擊問題被忽略,設計也極少考慮。
水泵測試時,由於管路短且直接通大氣,停泵不產生水錘,但時常存在調節閥門關閉過快產生水錘的風險(見圖3的閥門⑦)。
由於需要測試零流量壓力,所以需要關閉調節閥,測試人員操作不當時,閥門關閉過快產生水錘。
消防系統本身亦需要設定水錘消除器(小揚程泵除外),水錘消除器設於止回閥與控制閥之間(見圖3),不僅效果最好,且在水泵測試時關閉控制閥,水錘消除器也能起作用。水泵測試時關閉控制閥,不存在系統側產生水錘的可能。
二十、消防泵泵揚程超過1.0MPa時測試管段宜加安全閥,超過1.6MPa時測試管段應該加安全閥
水泵測試時需要測試消防泵零流量壓力不超1.4H,短時間內完成測試和超壓是允許的,所以按【圖示】、【指南】做法不設泄壓措施一般也沒問題。但是當消防泵產品有品質問題時或實際參數與銘牌不符時,或者選用柴油機消防泵時,測試消防泵零流量有可能壓力過大存在爆管風險,當泵揚程超過1.0MPa時建議測試管段宜加安全閥,安全閥泄壓整定壓力可按1.4H+0.05~0.1MPa(即在1.4H~1.5H之間)。這種情況雖然可能性低,但安全閥也便宜,有備無患。
不建議將系統泄壓閥改至測試管段(控制閥前)進行泄壓。也不能采用泄壓閥代替水錘消除器,具體原因另行分析。
本文引自劉植蓬設計原創研究,如有侵權,請聯系刪除!