小议消防水泵的控制要求

樊 浩

(中国建筑西北设计研究院有限公司, 陕西 西安 710018)

0 引 言

消防水泵包括消火栓泵、喷淋消防泵等,属于消防系统的重要设备,对其控制设计需要电气专业与给排水专业密切配合。按设计程序,消防水泵的具体控制要求由给排水专业提资,电气专业负责实施。

GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》[1](简称《火规》)中对消防水泵有明确的控制要求,但在实施过程中发现其连锁控制与联动控制要求尚值得商榷。另外《火规》实施在前,与之后更新的给排水专业规范GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》[2]、GB 50084—2017《自动喷水灭火系统设计规范》[3]存在不统一。

消防给水系统与自动喷水灭火系统均包括多种系统,其中临时高压湿式消火栓系统和湿式自动喷水灭火系统在民用建筑中最为常见。本文主要对这两种系统的控制系统进行分析。

1 消防水泵控制要求的有关规定

GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》第4.3.1 条规定“联动控制方式,应由消火栓系统出水干管上设置的低压压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关或报警阀压力开关等信号作为触发信号,直接控制启动消火栓泵,联动控制不应受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。当设置消火栓按钮时,消火栓按钮的动作信号应作为报警信号及启动消火栓泵的联动触发信号,由消防联动控制器联动控制消火栓泵的启动”;第4.2.1条规定“湿式系统和干式系统的联动控制设计,应符合下列规定:1.联动控制方式,应由湿式报警阀压力开关的动作信号作为触发信号,直接控制启动喷淋消防泵,联动控制不应受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。”

GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》第11.0.4条规定“消防水泵应由消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关,或报警阀压力开关等开关信号应能直接自动启动消防水泵。消防水泵房内的压力开关宜引入消防水泵控制柜内”;第11.0.19条规定“消火栓按钮不宜作为直接启动消防水泵的开关,但可作为发出报警信号的开关或启动干式消火栓系统的快速启闭装置等。”

GB 50084—2017《自动喷水灭火系统设计规范》第11.0.1 条规定 “湿式系统、干式系统应由消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关和报警阀组压力开关直接自动启动消防水泵。”

2 《火规》对消防水泵连锁控制的规定值需要商榷

给排水专业规范对消火栓泵、喷淋消防泵均规定了多种启泵方式,但GB 50084—2017第11.0.1条条文说明也强调“需要说明的是,规定不同的启泵方式,并不是要求系统均应设置这几种启泵方式,而是指任意一种方式均应能直接启动消防水泵”,说明消防水泵只要采取一种启泵方式就可满足规范要求,此时采用连锁控制也可以。但目前水专业设计消防系统时均设置了多种启泵方式,电气上是否有必要将这几种启泵信号均纳入连锁控制？ 能否将联锁控制和联动控制结合使用？由于《火规》的规定只能采用连锁控制,从而使得设计人员只得遵照执行。

GB 50974—2014第11.0.4条、GB 50084—2017第11.0.1条主要规定了消防水泵自动启动信号的采集原则,对控制方式未做具体规定。电气上无论采用联动控制还是连锁控制,均可满足自动启泵要求,同时依据GB 50974—2014中第11.0.4条建议“泵房内的压力开关宜引入消防水泵控制柜内”,即连锁控制信号宜采用泵房内的压力开关,这也说明连锁控制信号宜就近引接。《火规》将“高位消防水箱出水管上的流量开关、报警阀组压力开关”也纳入连锁控制,从控制上并无问题,但给设计、施工以及后期变更都带来诸多不便。

(1) 高位消防水箱均要求设在建筑或建筑群中的最高处,报警阀组压力开关通常也没有设在泵房内,距离消防泵房比较远,连锁控制线较长,增加布线量和线缆使用量。另外从16D303-3《常用水泵控制电路图》[4]中可以看出,连锁控制线电压为AC 220 V,无法和报警线路同桥架敷设,通常沿强电桥架敷设,强电桥架由施工单位负责施工,报警线路桥架由消防公司施工,连锁控制线属于消防范畴,存在两家公司协调施工问题。

(2) 需要核对线路压降,以保证中间继电器能够可靠吸合。目前,电气设计人员很少有核对压降,等到调试时才发现问题,解决起来困难较大。

(3) 有时会碰到一个小区前期的建筑已投入使用,后期建筑却是小区最高建筑,水专业为满足规范,必须在最高建筑增设高位水箱,再将流量开关信号引至消防泵房难度更大,不但线路施工复杂,消防水泵的控制柜也要改动。此条对报警阀组压力开关更是普遍,每个独立建筑均设报警阀间,后期施工的建筑均需要重新敷设连锁控制线。

若将流量开关、报警阀组压力开关纳入联动控制,则简便易行,具有一对触点即可,连输入模块也无需增加(利用连锁控制的输入模块)。《火规》将流量开关、报警阀组压力开关纳入连锁控制值得商榷。有种说法“连锁控制比联动控制更可靠”,缺乏依据,联锁控制、联动控制、手动控制是消防水泵的3种控制方式,具有互补性,属于冗余控制。联锁控制也会因启泵线路出现短路、断路等电气故障而失效。这3种控制方式通过不同路径实现启泵,大大降低因线路故障而造成启泵失效的风险,但均是通过继电器来启动消防泵,若继电器故障,仍会造成启泵失败。因此根据水专业规范要求,消防水泵控制柜又增设机械应急启泵功能。可见为了确保消防水泵在火灾时能够可靠启动,采用多种控制方式,只是为了提高可靠性,并不存在哪种控制方式更可靠的问题。

因此,建议将泵房内的压力开关信号就近引入消防水泵控制柜内,连锁控制消防水泵,高位消防水箱出水管上的流量开关、报警阀组压力开关纳入联动控制,通过报警总线联动控制消防水泵。这种做法既满足水专业规范有关消防水泵的控制要求,又方便施工,同时多了一种联动控制,也提高了可靠性。需要注意的是,电专业与水专业设计时要密切配合,要求水专业在泵房内必须设压力开关。

3 《火规》对喷淋消防泵并无联动要求

《火规》第4.2.1条对喷淋消防泵只提出了连锁控制要求,并无联动控制要求,但14X505-1 《火灾自动报警系统设计规范》[5]图示(简称《火规》图示)在第23页联动控制时提出“报警阀压力开关的动作信号与该报警阀防护区域内任一火灾探测器或手动报警按钮的报警信号作为触发信号,联动控制启动喷淋消防泵。”此条让人有点费解,报警阀压力开关的动作信号既是连锁控制启泵信号,又是联动控制启泵的触发信号,问题是同一信号连锁控制时是直接启泵,联动控制时却要经过“与”逻辑后才能启泵,这从逻辑上有点不通,是对联动控制的一种“不信任”。总之,《火规》图示中此条联动控制要求值得探讨。

GB 50084—2017在维持原有启泵方式的基础上,新增了采用消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上的流量开关直接启泵方式,这也是为了与GB 50974—2014协调一致。这与《火规》规定有出入,但并不矛盾,设计时需注意。究其原因是《火规》对设备的控制要求都是建立在相关专业规范的基础上,相关专业规范一旦更新,就会出现《火规》与之不协调,电气设计人员设计时应与相关专业密切配合,避免设计出现遗漏或违规。

4 消火栓按钮信号不应作为联动触发信号

GB 50974—2014第11.0.4条非常明确了消火栓泵自动启泵信号就是压力开关和流量开关,《火规》第4.3.1条“当设置消火栓按钮时,消火栓按钮的动作信号应作为报警信号及启动消火栓泵的联动触发信号,由消防联动控制器联动控制消火栓泵的启动”,二者有点出入,设计如何执行？

当建筑内有火灾自动报警系统时,《火规》取消消火栓按钮直接启泵要求,减少布线量和线缆使用量,使得设计和施工更加方便。在宣贯《火规》时对消火栓按钮作了重点说明“在编制规范时,曾提出取消消火栓按钮,用手动报警按钮来取代,但考虑到其动作信号可以用来确认被使用消火栓的位置信息,才得以保留”。

GB 50974—2014 第11.0.19 条“消火栓按钮不宜作为直接启动消防水泵的开关,但可作为发出报警信号的开关或启动干式消火栓系统的快速启闭装置等”,由此水专业规范明确指出消火栓按钮不宜作为启泵信号。

通过分析,消火栓按钮动作信号不宜作为启动消火栓泵的联动触发信号。两个专业规范的要求不同,其原因主要是两个规范发行时间不同,希望规范修编时得以解决。

5 结 语

水专业是消防水泵设计的主专业,对消防水泵的控制不仅要满足电气规范,更要满足水专业的相关规范。

本文对《火规》中有关消防水泵控制的几点建议如下:

(1) 消防水泵的连锁控制信号应就近从泵房的压力开关引接,高位消防水箱出水管上的流量开关,或报警阀压力开关等开关信号建议纳入联动控制。

(2) 喷淋消防泵应依据水专业规范增设相应的启泵方式。

(3) 消火栓按钮作为联动触发信号与水专业规范不符。

(4) 需注意水专业规范更新情况。