建筑消防给水设备智能化维护保养研究

罗宗军 伊程毅 赵永顺

摘要：建筑消防给水设备对于维持基本应用安全具有重要意义，通过对相关设备的智能化维护保养方式进行研究，可以了解当前体系存在的主要问题，并明确全新方案所具有的主要优势。在阐述消防给水设备概念与维护保养意义的基础上，通过对比当前相关系统运行现状，分析了智能化维护保养方案的应用优势、主要原理、运行方式。研究发现，智能化维护保养系统能够解决建筑消防给水设备存在的主要痛点，可以显著提高相关体系稳定性，减少出现意外问题的概率。因此，智能化维护保养体系在建筑消防给水设备管理工作中具有重要应用价值，应当进行深入探索与推广，确保其能够与相关体系深度结合，实现理想的辅助运行目标。

关键词：建筑消防；给水设备；智能化；维护保养

在我国城市化进程不断推进的背景下，建筑消防工作的压力也开始逐渐增加。为确保消防设备能够维持正常运转，在火灾意外发生时快速排除着火点，应当做好给水设备的维护保养工作。传统设备维护保养体系存在一些弊端，容易导致设备运行状态不佳，最终增加潜在安全风险。通过落实智能化维护保养措施，可以有效解决传统体系存在的问题，并强化消防给水设备运行稳定性，使潜在风险因素得到充分排除，为建筑消防安全打下坚实基础。

1 建筑消防给水设备概念与维护保养意义

1.1  概念

给水设备属于消防体系的关键组成部分，其主要在建筑结构内进行部署，通过预先准备等方式，为消防系统提供必要的水源供应，确保在发生火灾紧急情况时，消防系统能够正常运作，快速扑灭着火点。通常情况下，给水设备需要维持稳定的水压状态，以保证在关键时刻能够快速输出大量水源。但是，给水设施属于多种复杂设备的集合体，如管道、水池、水箱、增压与稳压设备、水泵接合器等[1]。这些设备一旦出现问题，便会导致给水系統无法正常运行，最终造成潜在的安全风险。

1.2  维护保养意义

复杂系统在长期运行过程中，可能会受到多种因素的影响，出现性能下降甚至故障等问题，消防给水设备同样也不例外。在正常状态下，给水设备能够维持稳定的水压级别，使消防用水能够快速输送至关键区域，解决火灾问题。但是，在内部设备或特殊环节出现故障的情况下，给水设备水压可能无法达到理想标准，最终导致消防用水不能顺利到达目标区域，引发严重风险问题[2]。因此，消防给水设备需要做好定期维护保养工作，及时发现存在的故障问题，并采取有效措施进行处置，确保其能够在关键时刻维持正常运行状态，为消防团队提供必要的水源供应。

2 目前建筑消防给水设备维护保养存在的问题

2.1  定期试机难度较大

消防给水设备运行效果直接关联着建筑的应用安全性，因此必须保证其应用可靠性符合基础需求。通过采取科学、规范的维护保养措施，能够有效排除影响给水设备运转的不良因素，提高系统稳定性，减少出现意外问题的概率。在维护保养工作进行过程中，相关团队需要采取定期试机方式，检查给水设备是否处于正常运行状态。通常情况下，此类工作可以利用定时自检装置完成，在事先设定相关标准后，自检装置应当在固定时间段启动，并完成标准检查流程，确保给水设备能够维持正常运转状态[3]。但是，在实际部署过程中，由于设备条件以及布置方法等因素影响，消防水泵定期试机的难度较高，容易出现内部卡死、锈蚀等问题，最终导致检查流程无法正常进行，影响给水设备的正常维护与保养。

2.2  水泵维护工作量较大

目前，大部分建筑所采用的消防给水设备均利用调节出口或人工闸阀等方式进行操作。这种措施主要依靠调整管网内部基础阻力，实现控制流量级别与压力级别的目标。在此类水泵体系中，其基础特性曲线具有稳定标准，同时叶片转速与电机输入功率级别也不会产生特殊变动。若采用调节出口或人工闸阀等方式进行操作，可能会导致流程阻力损失上升。在水泵流量减少到50%的情况下，调节出口控制方式会导致电机输入功率下降至额定功率的84%。采用人工闸阀的操作方式，会导致电机输入功率下降至额定功率的60%[4]。与水泵本身的轴功率相比，损失功率明显超出常规标准。即使消防给水设备的水泵设计效率能够达到100%，实际运营效率也无法高于20%，最终导致给水系统噪音较大、长期处于满负荷条件下运营，大幅增加基础维护工作量，同时也减少了预期使用寿命。为解决此类问题，需要采用科学的维护保养方式进行控制，确保水泵能够达到理想运行效率，为消防给水设备的长期、稳定运行打下坚实基础。

2.3  自动巡检运行方式不科学

在建筑消防给水设备的日常维护保养过程中，由于内部水泵基础功率较高，因此采用人工轮动方式难度较大，容易出现各种意外问题。因此，现阶段给水设备维护保养主要采用自动巡检方式进行。此类方式可以有效应对给水设备水泵功率，同时提高整体工作效率，减少出现意外的可能性。在常用的自动巡检体系下，建筑消防给水设备可采用工频方式与低速方式进行操作。工频巡检属于较为经典的方法之一，但其受到多种因素影响，可能会导致日常维护保养工作出现意外问题。例如，工频巡检的基础周期依赖性较强，若消防水泵频繁采用工频方式运行，可能会导致内部机械冲击超出标准限制，进而缩短水泵的预期使用寿命，不利于维护保养工作进行[5]。功率为90kW的消防泵每月进行4次工频巡检，1年便会达到48次，2年会达到近百次。这种频率造成的机械冲击会大幅增加水泵损坏概率，容易引发一系列负面连锁反应。

同时，工频模式下水泵启动电流高于常规状态，极限情况可能会高达常规电流的58倍。这种启动方式也会对区域电网造成严重冲击，不利于维持长期、稳定的巡检状态。除此之外，工频模式下设备耗电量较高，其基础运行成本也会显著增加。以额定频率运行会提高基础能源消耗，继而导致维护保养工作经济性下降。因此，需要重视自动巡检运行方式存在的主要问题，并采取有效的应对措施，使相关问题得到合理解决，为未来实现长期、稳定的巡检效果提供重要支持[6]。

3 建筑消防给水设备采用智能化维护保养的优势

3.1  有利于强化巡检便捷性与经济性

通过采用智能化维护保养方案，可以使消防给水设备的巡检便捷性与经济性得到显著提升。在智能化系统框架下，若控制中心未识别消防用水信号，则首台水泵会定期启动5～30s，完成运行后进入停机待命状态。该状态最长可维持360h，随后进入重新启动模式，在检查完成后继续停机待命，如此周而复始。通过此类巡检可以有效降低维护保养工作基础成本，有利于保障水泵应用寿命，避免工频方式运行导致成本过高或应用寿命缩短[7]。同时，智能化维护保养还可以设置超压保护与泄压阀，使给水设备能够在消防用水条件下，快速启动增压供水模式，确保消防前线能够获得充足的水源供应。通过利用电磁阀门，消防给水设备可以在巡检水泵启动的情况下，自动打开电磁阀进行泄压，使巡检时间能够显著延长，保证潜在问题得到有效识别与处置，为建筑消防给水设备的正常运行打下坚实基础。

3.2  水泵保护措施完善

智能化维护保养体系可以使水泵启动方式得到充分保障，在系统识别到多台水泵启动的情况下，可以自动设置间隔处置方案，减少对区域电网的冲击。例如，可以自动将水泵设置为每台相隔20s启动，并在进入操作阶段时，自动发出声光报警信息，保证周边区域无干扰因素后，再进入启动流程[8]。若发现给水设备工作水泵出现异常问题，系统可以自动对问题原因进行识别，如过载或短路等。在识别相关原因后，自动尝试应急处理手段。在处理无效的情况下，便会向控制中心发送警告，由专业技术人员进行干预，实现理想运行目标。同时，系统还可以自动将备用泵投入应用状态，有利于维持给水设备的正常运转。给水水泵故障通常存在不同的处置等级，智能化维护保养系统可以自动检查故障信息并完成分级操作。对于可以在运行过程中排除的故障，智能化系统能够在不停机状态下完成處理，实现提高设备运行可靠性的理想目标。

3.3  性价比良好且适应性强

智能化维护保养系统与传统系统相对比，具有结构较为简单、成本投入需求低、响应速度快、稳定性强等诸多优势。同时，此类系统还可以根据建筑给水设备的差异进行定制化处理，基础适应性良好，可以解决传统体系无法处理的维护保养问题[9]。通过积极落实智能化系统建设，能够在较低成本投入的前提下，实现优秀的运行维护保养效果，有利于提高建筑给水设备运行稳定性，对排除潜在消防风险具有重要意义。

4 建筑消防给水设备智能化维护保养设计原理与运行方式

4.1  设计原理

4.1.1  智能化巡检

智能化维护保养系统的关键组成之一便是消防水泵自动巡检模块。自动巡检技术应用体系较为成熟，其能够在无工作负载阶段快速检查设备运行状态。若遇到火灾警报，则自动退出巡检模式，为消防泵组模式转换做好准备。智能化巡检技术可以在指定时间周期内自动开启消防水泵进行检查。通过这种方式判断水泵是否具有正常工作能力、是否能够输出足够的水压。同时，智能化巡检技术可以有效解决传统方案存在的锈蚀、卡死问题，能够使水泵维持在理想工况状态，减少出现问题的可能性。在设置智能化巡检系统的过程中，需要首先区分常规速度自检与低速自检模式。常规速度自检属于工频方案的一种，其需要将消防水泵调节至额定转速模式，并维持一段时间的运转，在确认不存在问题后即可自动停泵[10]。这种措施虽然能够有效检查水泵状态，但容易导致设备应用寿命缩短，不利于保障地区电网的稳定性。因此，智能化巡检技术需要采用低速方式进行。

通过将原有进出管路进行针对性调整，可以使消防泵在吸水过程中自动打开出水管路旁通管的电磁阀。通过这种方式，维持低速自检的稳定性，减少出现意外停机问题的概率。同时，智能化方案也可以检查运行模式是否超压。在超压条件下，水源需要从泄压阀排放至室外明沟位置，并做好管理工作，避免对城市环境造成二次污染。通过在吸水管路表面设置防逆流装置，可以有效保障水泵安全，使智能化维护保养工作能够正常进行。低速自检状态下，消防水泵的基础转速较低，同时出水压力相对较小。为确保自检效果能够达到理想标准，智能化方案可以根据实际情况，选择软启动策略进行操作。软启动可利用编程控制技术实现预先设定的周期目标，使自检流程能够在理想条件下完成，最大限度减少对消防水泵的冲击，延长其基础应用寿命，为智能化系统的监测与管理提供重要支持。通过设置智能化巡检维护保养方案，可以使建筑消防给水设备的水泵在安全前提下得到充分检查，有利于及时发现潜在的异常问题，并为后续处置提供技术参考，实现理想工作效果。

4.1.2  智能化控制

智能化控制属于维护保养体系的重要技术原理之一，其能够通过可编程方案，如PLC等，代替传统的消防水泵继电器装置。通过预先设置的程序流程，开展消防供水设备的维护保养工作，最大限度减少出现问题的可能性，并提高系统运行稳定程度，为节约人力资源提供重要支持。PLC方案可以对消防水泵组进行直接控制，并开展备用定期运行检查、火灾紧急情况自动启动等。其能够有效避免消防给水系统关键时刻出现故障问题，同时也可以快速发现潜在风险因素，为消防中心与控制中心的故障排查提供客观参考。因此，需要重视智能化控制方案对于维护保养体系的应用价值，确保其能够得到合理部署，为提高消防供水设备稳定性夯实基础条件。

4.2  运行方式

智能化维护保养体系的运行方式主要以可编程控制、变频调速器为主，两种体系协同作用，可以实现消防给水设备水泵的自动化低频巡检功能。同时，系统还可以与电动阀、旁通泄压管路相结合，最大限度降低消防水泵自动巡检损耗，提高其应用稳定性。相对于传统方案，智能化维护保养体系可以采用周期运行方式，使水泵电机短路或泵轴锈蚀概率能够降至最低，有利于减少维护基础成本，为满足关键时刻水源供应需求打下坚实基础。除此之外，建筑消防水泵智能化维护保养体系能够以单片机形式进行部署，无需增加过多中间组件，同时也不需要对现有硬件进行调整，投入成本较低且应用寿命长。因此，智能化维护保养体系具有重要的应用优势，可以节约相关工作成本并提高执行效率，也能够为额外拓展做好准备，属于未来消防体系维护革新的重要趋势之一。

5 結语

综上所述，通过采用智能化维护保养体系完成建筑给水设备的相关工作，能够显著降低出现问题的概率，有利于提高工作执行效率，使建筑给水设备能够维持在理想运行状态，为应对火灾紧急情况做好准备。因此，需要积极开展相关体系建设工作，确保其能够与建筑消防给水设备相结合，实现理想运行目标。

参考文献：

[1]魏志涛.高层建筑的消防隐患及防火监督措施分析[J].房地产世界，2020（22）：123-125.

[2]敖翔箭.消防装备维护保养过程中的问题[J].今日消防，2021，7（4）：20-21.

[3]王伦.如何做好高层建筑消防的消防安全管理[J].消防界（电子版），2021，7（10）：100-101.

[4]刘广钶.高层建筑消防机电设备的安装与维护分析[J].科技风，2021（22）：101-102.

[5]韩志京.建筑工程中消防电气的安装与消防设施维护措施探究[J].中国建筑金属结构，2021（9）：50-51.

[6]丰华.消防器材装备的维护保养问题及应对措施[J].消防界（电子版），2021，7（22）：51-52.

[7]曲亚楼.浅谈博物馆现代消防设备的维护与管理[J].今日消防，2020，5（1）：56-57.

[8]左翔.刍议消防设施的日常使用与维护保养[J].低碳世界，2020（2）：194-195.

[9]周坤鹏.建筑消防设施设备维护保养存在问题及应对策略[J].现代物业（中旬刊），2020（1）：32.

[10]曹必腾.现代高层建筑消防安全探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2020（6）：32.

Research on Intelligent Maintenance of Building Fire Water Supply Equipment

Luo Zongjun; Yi Chengyi; Zhao Yongshun

（Tianjin Fire Science and Technology Research Institute of MEM， Tianjin 300382）

Abstract： Building fire water supply equipment is of great significance for maintaining basic application safety. By studying the intelligent maintenance methods of related equipment， we can understand the main problems existing in the current system and clarify the main advantages of the new solution. On the basis of expounding the concept and maintenance significance of fire water supply equipment， by comparing the current operation status of related systems， the application advantages， main principles and operation methods of intelligent maintenance schemes are analyzed. The study found that the intelligent maintenance system can solve the main pain points of building fire water supply equipment， can significantly improve the stability of related systems， and reduce the probability of unexpected problems. Therefore， the intelligent maintenance system has important application value in the management of building fire water supply facilities， and should be deeply explored and promoted to ensure that it can be deeply integrated with related systems to achieve ideal auxiliary operation goals.

Keywords： building fire protection; water supply equipment; intelligence; maintenance