消防水泵房质量通病分析及处理

张 斌，刘清林，柴琬淇

(1.北京东方华脉工程设计有限公司青岛分公司,山东 青岛 266055;2.中铁十四局集团有限公司市政工程分公司,山东 青岛 266000)

消防水泵房是保障消防给水系统正常运行的重要设施,消防水泵房的可靠性将直接影响消防给水系统的安全性。通过对泊里镇驻地改造项目地块四的设计审查和泊里镇驻地改造项目地块二、地块三的消防验收时发现,由于设计和施工等原因,导致消防水泵房存在一些质量问题,大大降低了消防给水系统的供水安全性,最后不得不进行大量的整改,既增加了成本,又影响竣工验收的时间。因此,解决这些质量问题特别重要。将项目中发现的消防水泵房通病类质量问题按照设计、施工的不同阶段进行分类,分析并处理这些问题,提高消防水泵房的一次验收合格率,保障消防水泵房的供水安全性。

1 消防水泵房存在的质量通病

1.1 设计阶段质量通病

1.1.1 消防水泵房的疏散门未采用甲级防火门

GB 50974—2014消防给水及消火栓系统技术规范(以下简称“消水规”)规定消防水泵房的疏散门应直通安全出口或室外,开向疏散走道的门应采用甲级防火门[1]。但在验收时发现,很多消防水泵房的疏散门采用了乙级防火门。依据是GB 50016—2014建筑设计防火规范(2018年版)(以下简称“建规”)中要求,除通风、空气调节机房和变配电室外,其他设备用房开向建筑内的门应采用乙级防火门[2]。

之所以出现这个问题,主要是由于“建规”和“消水规”两本规范对消防水泵房疏散门的要求不一致造成的,设计时给排水专业未及时向建筑专业提资,建筑专业依据“建规”进行设计。两本规范对于疏散门的规定都是强制性条文,“建规”是母规范,“消水规”是子规范,子规范的要求不得低于母规范的规定。当两本规范不一致时,原则上应从严执行。因此,消防水泵房开向疏散走道的门应采用甲级防火门。

最新执行的GB 55036—2022消防设施通用规范(以下简称“消通规”)中,没有对消防水泵房的疏散门做出要求,且取消了“消水规”中所有条文的强制性属性[3],而GB 55037—2022建筑设计防火通用规范规定消防水泵房疏散门应采用乙级防火门[4]。因此,“消通规”实施以后建设的消防水泵房,疏散门可采用乙级防火门。

1.1.2 消防水泵房未设置防水淹措施

消防水泵房是消防给水系统的心脏,如果消防水泵房进水导致消防控制设备、消防电源、消防水泵或配电装置被淹,将会影响消防给水系统的供水安全,影响系统的灭火救援[2]347,因此,消防水泵房应设置防水淹措施[2]112。

消防水泵房未设置防水淹措施的原因,主要与设计人员的经验不足有关。防水淹措施有很多种:1)消防水泵房设置在地下时,尽量避免设置在最底层;2)设置挡水门槛;3)抬高消防水泵房地面标高,保证高于周边区域的最大积水深度,一般为200 mm～300 mm;4)设置排水设施,保证排水流量不小于进水流量。措施3)会导致消防水池的最低有效水位增高,有效水深降低,消防水池的面积加大,增加建造成本;措施4)为保证能够及时排除进水流量,需要保证排水泵的排水能力不小于消防水池的溢流水量和消防设施灭火出水量,且应保证消防时仍能正常启动,采用消防电源供电,增加消防用电负荷。因此,有条件时,消防水泵房防水淹措施优先采用措施1),当设置在地下最底层时,采用措施2)比较合理。

1.1.3 相邻消防水泵机组的净距不满足要求

为保护工作人员的安全,消防水泵机组距墙壁、消防水泵机组之间的净距要满足操作空间要求[5],具体布置间距见表1[1]39-40。

表1 消防水泵机组布置要求

设计人员在布置消防水泵机组时,间距常常从机组外边缘算起,未考虑水泵基础和外边缘管道的影响,导致水泵机组的布置间距不满足检修要求,增加了后期维护工作的难度。水泵基础尺寸一般比水泵底座尺寸多150 mm～200 mm[6]。因此,消防水泵机组之间的间距应从基础算起,侧面如果有凸出基础的管道,应从管道外侧算起[7]。

1.1.4 消防水池分为两格(座)时,未设置连通管

消防水池有效容积大于500 m3时,宜分为两格;大于1 000 m3时,应分为两座。两格(座)消防水池应能独立使用,并在最低有效水位下设置连通管,使两格(座)水池连通,连通管的管径应满足流量要求[1]27。当每台消防水泵吸水管独立从消防水池吸水时,设计人员一般都会按要求设置连通管。当消防水泵采用共用吸水管从水池吸水时,设计人员认为共用吸水管具有连通作用,往往不设连通管,影响供水安全。如图1(a)所示,泵组A1,A2和泵组B1,B2采用共用吸水管从两座消防水池吸水。未设置水池连通管,阀门G1—G3之间的共用吸水管段检修期间,消防水泵A2,B2启动,将无法利用消防水池1中的储水;同理,阀门G2—G3之间的共用吸水管段时,也无法利用消防水池2中的储水,导致火灾延续时间内的消防用水量无法保证。另外,若阀门G3损坏检修更换时,整条共用吸水管都不能使用,此时如果发生火灾,将会出现无水可用的困境。因此,当消防水池分为两格(座)时,无论是否设置有共用吸水管,都必须设置连通管。考虑到连通管阀门和共用吸水管中间分隔阀门非常重要,建议此处的阀门设置两个,如图1(b)所示。连通管上设置两个阀门L1,L2,共用吸水管中间分隔阀门G3处增加阀门G4,保证系统供水安全可靠性。

1.2 施工阶段质量通病

1.2.1 消防水泵参数与设计不一致且未经设计复核

消防水泵在招标订货时一般考虑流量扬程不小于设计参数。消防水泵订货前,往往未经过设计人员复核确认就直接进货安装,消防水泵的流量、扬程和功率等参数与设计不一致,导致出现问题:

1)水泵的额定流量、扬程大于设计的流量扬程,可能造成消防流量时消防栓栓口压力大于0.50 MPa,或自动喷水灭火系统配水管入口压力大于0.40 MPa,严重的甚至会造成消防给水系统超压,影响系统安全。2)实际安装的消防水泵功率大于设计功率,导致电气预留的断路器、控制器等元件值不能满足启动要求,造成跳闸,消防水泵无法正常启动。3)消防水泵与控制柜分别采购,两者不匹配,应急启动时跳闸,水泵无法正常启动。4)消防水泵出水口标高大于设计值,导致设计最低有效水位不满足水泵自灌吸水要求,消防水池有效容积减少。

消防水泵的性能直接影响消防给水系统的灭火效率,消防水泵的流量过大或者扬程过高,还会提前耗尽消防水池内的储水,影响火灾扑救[8]。因此,采购的消防水泵与设计参数应尽量匹配,设备订货前要经设计人员提前复核确认。消防水泵应在专业技术人员的指导下进行安装和调整[9]。

1.2.2 消防水泵吸水管的布置宜形成气囊

消防水泵的吸水管根据管径不同,流速分别控制在1.0 m/s～1.2 m/s(DN<250 mm)和1.2 m/s～1.6 m/s(DN≥250 mm)[1]33,因此吸水管的直径一般比消防水泵进水口的直径大。消防水泵的吸水管与水泵进水口连接时,应采用偏心异径管顶平接,如图2(a)所示。但验收时经常发现,现场采用同心异径管代替偏心异径管管中心平接,如图2(b)所示,更有甚者,采用偏心异径管以管底平接的方式安装,如图2(c)所示,致使消防水泵吸水管形成气囊,影响吸水管过水能力,导致消防水泵供水量不足。

当采用共用吸水管,消防水泵吸水管与共用吸水管连接时,应从吸水管上方连接,如图3(a)所示;或者采用等径三通和偏心异径管管顶平接,如图3(b)所示。现场验收时经常发现采用异径三通连接的情况,如图3(c)所示,同样使消防水泵吸水管形成气囊,影响供水安全。

1.2.3 消防水泵吸水管上设置的过滤器选型有误

消防水泵吸水管上建议设置管道过滤器[1]34。管道过滤器有三通过滤器(包括:Y型过滤器和T型过滤器)、篮式过滤器等形式。现场安装时,一般选用Y型过滤器比较多,但由于Y型过滤器的过滤网需要从底部抽出清理,检修口距地面需要留足检修空间,对吸水管距地面的高度有要求,以DN200的Y型过滤器为例,要满足检修要求,管中心距地面高度不得小于820 mm[10]。为了尽可能降低消防水池的最低有效水位,消防水泵的吸水管管底距地面距离一般保证不小于200 mm～250 mm即可[11],导致Y型过滤器安装后无法清理、杂物积聚,影响吸水管的过水能力。为解决此问题,可采用篮式过滤器,篮式过滤器检修时从上方抽出过滤网,方便检修;也可将吸水管底部的排水沟加宽加深,保证管中心距排水沟底的距离满足所选用的Y型过滤器的检修要求。

1.2.4 防水套管的设置不符合要求

管道从水位以下穿越消防水池时,应设置防水套管[1]83。防水套管按照防水性能的不同,有柔性防水套管、刚性防水套管和防水翼环。管道穿越消防水池时,一般采用柔性防水套管[12]。施工时,有时考虑墙厚的原因,采用了刚性防水套管,但没有在靠近池壁处管道上设置柔性接头,由于管道振动等原因,容易导致套管处漏水。因此,当管道穿越消防水池时,应采用柔性防水套管,特别是水泵吸水管应采用柔性防水套管[13],设置柔性防水套管时应保证墙厚不小于300 mm,当墙厚不满足要求时,可局部加厚墙体;当采用刚性防水套管时,应在靠近墙体处设置柔性连接,避免由于管道振动造成防水套管处漏水。

2 原因及处理

2.1 设计质量通病的产生原因及处理

设计阶段质量通病出现的原因:一是因为设计院的人员年龄结构不合理,设计人员偏年轻,技术能力不足;二是由于设计单位的质量管理缺失,很多单位甚至连基本的校审都不做;三是因为业主为节省成本提出的不合理要求[14]。

要减少设计阶段的质量问题,主要采取以下措施:1)定期对设计人员进行技术培训,提高设计人员的技术水平;2)设计单位重视质量管理,认真执行校审制度;3)充分利用图审单位的力量,图纸经审查合格后方可发往现场施工;4)拒绝业主的不合理要求。

2.2 施工质量通病的产生原因及处理

施工阶段质量通病出现的原因:一是业主选用的施工单位技术力量差,很多施工人员都是临时拼凑,人员的素质参差不齐;二是施工队伍缺乏消防安全意识,对消防问题的严重性认识不足;三是监理单位监管力度不够,监理人员未认真履行监理责任。

为提高施工质量,应采取以下措施:1)查验施工单位的资质证书和技术管理人员的资格证书,选择技术能力强的施工单位和技术人员[15];2)加强对施工单位的管理,督促施工单位对施工人员进行施工技术和消防安全的培训,并制定考核机制;3)强化施工管理人员的安全意识,实行质量责任制,出现质量问题责任追查到人;4)充分发挥监理单位的监管作用,严把质量关,建立奖惩制度。

3 结语

无论设计还是施工过程中出现的质量问题,都会影响消防供水的安全可靠性。在项目实施过程中,通过加强对设计质量的审查和施工质量的监管,消除质量缺陷,提高消防水泵房的供水安全性,保障建筑物的消防安全。