煤矿生活区室外装配式箱泵一体化消防给水泵站设计

毕丽敏，罗延歆

(1.安徽省建筑设计研究院总院股份有限公司，安徽 合肥 230092；2.煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司，安徽 合肥 230041)

随着我国经济社会的快速发展，既有建筑改、扩建项目日益增多，常遇到原消防灭火设施不满足《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974—2014)的问题：附设在建筑物内的消防水泵房不应设置在地下三层及以下或室内地面与室外出入口地坪高差大于10m的地下楼层，其疏散门应直通安全出口[1]；消防水池有效容积的计算方法及消防水泵的选择要求都发生原则性改变，原消防水泵的性能参数、消防水池有效容积不满足现行规范要求，消防水泵需更换、消防水池需扩建；原消防泵房水池基本建于项目地下室内，存在着改造空间不足、影响结构安全、施工难度大、周期长、造价多等问题，且施工期间对项目干扰影响较大[2-7]。

煤矿生活区普遍位于城市非中心区域，属应急救援无优势区域；设置在既有建筑地下室内的消防灭火设施极易因平时管理不到位导致消防设备不能处于正常工作状态，一旦发生火灾就会造成很大的损失；为减少火灾危害，切实保障人身和财产安全，贯彻消防“预防为主，防消结合”的方针，提高消防给水设备监管能力，采用智慧型装配式箱泵一体化消防给水泵站可减少或杜绝因管理不善而造成的火灾损失。煤矿生活区生活给水系统采用智慧生活箱泵一体化泵站，消防系统采用智慧型装配式箱泵一体化消防给水泵站，可通过数据管理和应用，从消防监督管理向消防安全治理转变，从注重火灾扑救向注重灾前预防转变，从减少火灾损失向降低火灾风险转变[8-12]。既规避了对项目本体结构改造的安全技术难题又便于消防值班人员灭火救援人员到达，对于煤矿生活区消防灭火设施改造具有较强的实用价值。

1 箱泵一体化消防给水泵站

箱泵一体化消防给水泵站是“消防水池+消防泵房”集成化产品，采用模块化生产，标准模块部分可拆装。设备中的消防水泵及阀门、仪表、 附件、制柜等由供货商成套提供，确保其匹配性和安全可靠性，成品质量稳定；规避了后期因采购的各产品质量、设备安装水平参差不齐等引起的责任认定问题；具有施工简单、安装周期短的特点，安装现场节水节电且污染少，利于环境保护。

智慧型箱泵一体化消防给水泵站在设备上增加智能末端试水装置等系统感知元件，通过消防大数据平台、移动终端监控系统等软件组成的智慧物联网消防给水系统，它具有自动末端试验、自动测试消防水泵的流量、压力、功率、效率等参数等功能，且消防水泵不存在过载、过热的风险。消防大数据台可根据自动记录的系统实时运行数据自动对系统进行安全评估，为系统的维护管理方、使用方等各相关利益方提供实时的故障分析专业意见、系统故障率等关键决策依据[2]。利用智慧物联网的技术可实现：建筑火灾态势与人员分布监测、消防员生命体征监测、消防员室内定位、现场环境监测，有利于精准施救，实时检测出现场的各种危险信息，保障人民群众及消防员生命安全。

2 装配式箱泵一体化消防给水泵站设计要点

2.1 室外地面式

室外地面式装配式箱泵一体化消防给水泵站箱体颜色可以定制，易与周边环境相协调，适用性强，如图1所示。

图1 地面式装配式箱泵一体化消防给水泵站

1)平面布置。①室外地面式装配式箱泵一体化消防给水泵站与其他建筑物之间的防火间距应符合现行规范相关规定[3]。②设置有消防取水口的泵站应设置在消防车道，消防车道需沿泵站长边设置，可单侧布置，也可双侧布置。取水口(井)与建筑物(本体除外)的距离不宜小于15m；与甲、乙、丙类液体储罐等构筑物的距离不宜小于40m；取水口(井)与液化石油气储罐的距离不宜小于60m，当采取防止辐射热保护措施时可40m[3]。③泵站需结合总体竖向设计，采用防水淹的技术措施，如抬泵站设置位置标高、加强室外周边排水技术措施。④泵站需设置有可以搬运最大设备的检修门，消防水池进水管附近需设置有检修口[3]。⑤室外无人值守的泵站耐火等级不应低于二级[3]。⑥泵站外应设置安全警示。

2)结构基础及抗震。①室外无人值守泵站的基础采用整体底板，泵站水箱箱板或泵房围护板应与钢筋混凝土基础牢固连接[2]，泵站的基础尺寸、配筋需经结构专业设计人员计算后确定；②抗震设防烈度为8度及8度以下地区设置的泵站箱体四周应设限位器固定，基础支墩应有钢筋与基础结构底板固定，需满足《建筑机电工程抗震设计规范》(GB 50981—2014)要求[4]。

3)防腐措施。目前市场上常见的装配式箱体材料为SW模块，模块采用螺栓连接，四角一体成型无焊缝，不得采用焊接工艺[2]。根据《防护漆体系对钢结构的防腐蚀保护—第五部分：防护漆体系》ISO12944-5国际标准，设计选用箱体的防腐层材料、厚度和防腐年限，最高防腐年限需满足项目建设主体相同使用年限要求。

4)智能控制系统。为保障智能控制系统稳定运行，泵站应设置接地防雷保护及抗干扰措施。

5)保温及通风系统。①室外无人值守的泵站需根据项目所在地气候情况设计相应的采暖、保温措施，消防水箱外壁应有防冻保温措施，严寒、寒冷等冬季结冰地区采暖温度不应低于5℃，根据图集《管道和设备保温、防结露及电伴热》16S401采用设备保温、电伴热等相关技术措施；②泵站泵房内应有水泵电机、电气设备散热的通风设施，宜采用机械通风，泵房的通风宜按6次/h设计，从节能考虑一般选用24h无动力风帽。

2.2 埋地式

埋地式装配式箱泵一体化消防给水泵站设置在地面下，上方可设置绿化景观等，对项目总体影响小。

图2 埋地式装配式箱泵一体化消防给水泵站

1)泵站布置。消防水泵机组是消防给水系统的心脏中枢，为保证灭火设施的可靠性便于火灾发生时消防人员及时到达，也便于设备平常维修进出，埋地式泵站布置需满足以下要求[2]：①埋地装配式箱泵一体化消防给水泵站需设有一个可搬运最大设备的检修孔，主要检修通道大于1.2m，泵房设置电动起重装置[2]②埋地装配式箱泵一体化消防给水泵站设置热镀锌钢制转角楼梯，304不锈钢材质爬梯。

2)结构基础及抗震、抗浮设计。地震后往往伴随着火灾的发生，没有水火灾将无法有效扑救，因此独立消防水泵房的抗震宜按本地区抗震设防烈度提高1度采取抗震措施[5]。①泵站的基础采用筏板式基础，泵站水箱箱板或泵房围护板应与钢筋混凝土基础采用高强热镀锌螺栓牢固连接，并应满足抗浮设计要求[2]，泵站的基础尺寸、配筋需经结构专业设计人员计算后确定；②抗震设防烈度为6度及6度以上地区设置的泵站必须进行抗震设计[6]。

3)保温防冻及防腐措施。①在严寒、寒冷等冬季结冰地区，泵站的消防水箱宜埋设在土壤冰冻线以下，并结合气候环境做防冻设计[2]，如在泵房接入暖气片等；②泵站采用环氧煤沥青防腐，池体内外采用双层防腐(沥青层+外热镀锌层+内热镀锌层+不锈钢层)。

4)智能控制系统。泵站的控制系统应满足智能远程管理系统；控制柜、监控设备的防护等级不低于IP55[2]。

5)通风系统。泵站泵房内应有水泵电机、电气设备散热的通风设施，泵房的通风宜按6次/h设计，从节能考虑选用无动力风帽。在环境或气候潮湿条件下，泵房内设置自动除湿机。

6)排水系统。埋地式泵站应做好室外总体排水技术措施，总体雨水不得倒灌入泵站。泵站内设置集水坑配置排水水泵，自动控制排水泵的启停。

7)标识。①泵站架空管道外应刷红色油漆或涂红色环圈标志并注明管道名称和水流方向标识；②泵站应设置疏散逃生的方向标识[2]。

3 结 语

煤矿生活区既有建筑消防改造时选用智慧型室外装配式箱泵一体化消防给水泵站，可实现智能远程管理系统，机械应急启动、自动低频和工频巡检、自动末端试验、远程实时监控、自动采集储存运行数据等功能，通过自动试验功能实现消防数据平台的预警机制，及时发现问题，快速解决设备问题。通过智慧消防技术，可推动监督管理向安全治理转变，推动被动式消防向主动式消防转变，实现传统消防向现代消防转变，顺应智慧消防发展大潮，提高公共消防安全管理水平，让火灾不发生、少发生。