消防水泵和消防转输水泵的启泵方式

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《消防设施通用规范》GB55036-2022【条文】【链接】
3.0.1 消防给水系统应满足水消防系统在设计持续供水时间内所需水量、流量和水压的要求。

3.0.11 消防水泵应符合下列规定：
    1 消防水泵应确保在火灾时能及时启动；停泵应由人工控制，不应自动停泵。
    2 消防水泵的性能应满足消防给水系统所需流量和压力的要求。
    3 消防水泵所配驱动器的功率应满足所选水泵流量扬程性能曲线上任何一点运行所需功率的要求。
    4 消防水泵应采取自灌式吸水。从市政给水管网直接吸水的消防水泵，在其出水管上应设置有空气隔断的倒流防止器。
    5 柴油机消防水泵应具备连续工作的性能，其应急电源应满足消防水泵随时自动启泵和在设计连续供水时间内持续运行的要求。

3.0.12 消防水泵控制柜应位于消防水泵控制室或消防水泵房内，其性能应符合下列规定：
    1 消防水泵控制柜位于消防水泵控制室内时，其防护等级不应低于IP30；位于消防水泵房内时，其防护等级不应低于IP55。
    2 消防水泵控制柜在平时应使消防水泵处于自动启泵状态。
    3 消防水泵控制柜应具有机械应急启泵功能，且机械应急启泵时，消防水泵应能在接受火警后5min内进入正常运行状态。

《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014【条文】【链接】
11.0.2（原强） 消防水泵不应设置自动停泵的控制功能，停泵应由具有管理权限的工作人员根据火灾扑救情况确定。

11.0.4 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。
【条文说明】本条规定了消防水泵自动启动信号的采集原则性技术规定。
    国际上发达国家常用的启泵信号是压力和流量，其原因是可靠性高，水流指示器可靠性稍差，误动作概率稍高，我国在工程实践中也经常采用高位消防水箱的水位信号，但因高位消防水箱的水位信号有滞后现象，目前在工程中已经很少采用，但该信号可以作为报警信号。为此本次规范制订时规定采用压力开关和流量开关作为水泵启泵的信号。压力开关一般可采用电接点压力表、压力传感器等。
    压力开关通常设置在消防水泵房的主干管道上或报警阀上，流量开关通常设置在高位消防水箱出水管上。

11.0.11 当消防给水分区供水采用转输消防水泵时，转输泵宜在消防水泵启动后再启动；当消防给水分区供水采用串联消防水泵时，上区消防水泵宜在下区消防水泵启动后再启动。

11.0.12（原强） 消防水泵控制柜应设置机械应急启泵功能，并应保证在控制柜内的控制线路发生故障时由有管理权限的人员在紧急时启动消防水泵。机械应急启动时，应确保消防水泵在报警后5.0min内正常工作。

11.0.13 消防水泵控制柜前面板的明显部位应设置紧急时打开柜门的装置。


《水消规GB50974-2014实施指南（ 修订版）》
16~17页，思考3:高位消防水池
分析：关于高位消防水池的思考主要有以下几个：
    第一个思考：是关于高位消防水池系统的定位。当水池的水能满足消防用水水量和水压要求时，可定位为重力高压消防给水系统；当水池只储存50%的水量时，一旦水池的水用完，剩下时间的消防水量要靠转输泵送来，此时则不能定义为高压消防给水系统，可视为重力临时高压消防给水系统。另一种情况，水池储够了火灾延续时间要求的消防用水量，但实际着火和灭火时间超过火灾延续时间的规定，此时消防水量也需经由转输泵加压送水至高位消防水池。
    关于重力消防给水系统，在上海市工程建设规范《民用建筑水灭火系统设计规程》DGJ08-94-2007的术语章节的2.1.18条中是这样定义的：“系统不设直接向消防给水管网供水的消防泵，由高位消防水箱直接向消防给水管网供水，并能满足消防给水系统水压和流量的消防给水系统。”在该规程中的2.1.23条给出了消防转输泵的定义：“在串联消防泵给水系统和重力消防给水系统中，用于提升水源至中间水箱、消防高位水箱或上一级消防泵的给水泵。”
    第二个思考：向高位消防水池送水的水泵定性为什么性质，按什么标准设计水泵的流量?这个泵既可理解为补水泵，又可理解为消防泵，何时按补水来选泵，何时按消防用水量来选泵?
    第三个思考：这台泵按什么要求启停泵，是自动启停?还是自动启动人工停?高位消防水池的水泵具有两重性，既是补水泵，也是消防时提供流量的消防泵，作为前者应自动启停，作为后者应自动启动人工停泵，在控制上如何设计?
    《消水规》未出台之前，设计上通常的做法是：转输泵是按转输水箱(或高位水池)水位自动控制起启停，现在有观点认为转输水箱的性质也属于消防泵，开启后不能自动停泵，这种理解将直接导致水箱的溢水管管径设计需很大，设计上很难处理。
    关于第二、第三个思考，我们的观点是，高位消防水池储存100%水量时，此泵可作为消防泵，称为消防补水泵，低水位报警自动启泵，高水位报警自动停泵。高位消防水池储存50%水量时，则称消防转输泵，应按设计秒流量选泵，人工启停泵。高位消防水池储存100%水量但超火灾延续时间，消防用水通过水泵接合器供水由各区预留接口转输至高位水池。
    有观点认为补水泵也应按设计秒流量选泵，用于应对解决超火灾延续时间时的后续灭火。但补水泵是为解决平时渗漏补水，而非消防泵，设计为自动启停以满足《消水规》。高位消防水池储存100%水量时，只设补水泵不设转输泵是符合规范的，超延续时间由规范要求的系统接口去转输，若提高安全度同时设补水泵和转输泵则是更安全的方案。
    工程实例的应用中，上海中心的转输泵是水箱液位控制的，金茂也是同样做法。据资料，国内在施工的400m以上的超高层项目，多个项目的转输泵均是液位控制启闭。当然这种做法的可行性和物业管理水平密切相关。此外，不少400m以上超高层的实际工程中，即便屋顶消防水箱已储存全部灭火水量，当地消防部门也要求转输泵能满足灭火设计流量。规范规定的水量在实战中可能不够，消防部门的担心也不无道理。
    高位消防水池储存全部消防用水，对于超250m超高建筑需要在规范基础上有加强措施，故提高标准是合适的。而对于250m以下的建筑，则不适合做高压给水系统，因把高位水池供水压力不足楼层去掉，余下由水箱供水的楼层已经不多了，故对于250m以下建筑设计做到符合规范即可，增加水池冗余一则增加投资，再则规范缺乏严肃性。此类工程的超用水量应由水泵接合器(其功能即如此)结合《消水规》5.4.6条解决，消防车串联可供至250m。

113~114页，6.2.2  分区供水形式应根据系统压力、建筑特征，经技术经济和安全可靠性等综合因素确定，可采用消防水泵并行或串联、减压水箱和减压阀减压的形式，但当系统的工作压力大于2.40MPa时，应采用消防水泵串联或减压水箱分区供水形式。
【要点说明】本条对分区供水形式的确定做出了原则性要求，规定了当系统的工作压力大于2.40MPa时，应采用消防水泵串联或减压水箱分区供水形式。
  1) 完全分区首选设置中间转输水箱的形式；此时要设专用的转输泵，一般一用一备，最多两用一备；专用转输泵也属于消防泵，一旦启动则不能停泵；专用转输泵只能采用工频泵，不能采用变频泵。当然，消防水泵直接串联在设计中也可采用。
  2)  中间转输水箱可以采用遥控浮球阀、水力电动控制阀、液位阀控制进水。

114页，6.2.3  采用消防水泵串联分区供水时，宜采用消防水泵转输水箱串联分区供水方式，并应符合下列规定：
  1 当采用消防水泵转输水箱串联时，转输水箱的有效储水容积不应小于60m³,转输水箱可作为高位消防水箱；
  2 串联转输水箱的溢流管宜连接到消防水池；
  3 当采用消防水泵直接串联时，应采取确保供水可靠性的措施，且消防水泵从低区到高区应能依次顺序启动；
  4 当采用消防水泵直接串联时，应校核系统供水压力，并应在串联消防水泵出水管上设置减压型倒流防止器。
【要点说明】本条是串联分区的基本规定和部分处理措施。
    1) 为何优先选用转输水箱串联：水箱串联安全可靠，有大量工程实例为证；水箱串联，管材要求低，水泵扬程基本稳定；水箱有缓冲作用，控制系统简单有效，可靠性强；水泵直接串联分区引起的超压问题现阶段无良好的技术措施来解决。
    2) 转输水箱有效储水容积的确定：设置转输水箱的建筑一般为超高层建筑，按照规范室内消火栓(40L/s)、自动喷水(30L/s),其10min的用水量与屋顶水箱18m³之和，即(40+30)×10×60/1000+18=60m³,此计算方式是在原消防规范屋顶水箱最大不超过18m³前提下所得；根据“不应小于”,笔者建议转输水箱有效储水容积按室内消防10min的用水量与屋顶消防水箱有效储水容积之和确定，屋顶消防水箱有效储水容积根据《消水规》第5.2.1条规定选取。
   3)  串联转输水箱溢流管的排水能力应按转输流量计。如转输流量为消火栓系统40L/s,自喷系统30L/s时，则应按70L/s考虑溢流排水量。不同楼层的转输水箱，其溢流管宜直接连接至底部消防水池。
  4) 当溢流排水量较大时，建议采用间接排水方式。如按溢流排水量70L/s设计时，可在转输水箱附近设置一座L×B×H=1.0×1.0×0.5m的集水箱，在集水箱底设两个DN150的87型雨水斗(单斗26～36L/s),再用一根DN200(75～90L/s)或一根DN250(135～155L/s)的排水管接至底部的消防水池。其中的水平悬吊管应按照h/D=0.8的设计充满度复核其排水能力是否满足要求。悬吊管的长度建议不超过20m。当在水位控制阀前设置一个与中间转输水箱溢流水位联动的紧急关闭阀时(紧急关闭阀在消防控制中心也可控制启闭),可按平时补水(生活给水补水)的进水管管径确定溢水管管径。
  5) 消防水泵直接串联引起超压的原因：火灾初期小流量运行，上下区消防水泵均存在超压现象，两者叠加后引起更严重的超压；当止回阀不严密时，导致下区水泵回流压力大于其工作压力而超压。本条第4款要求设减压型倒流防止器目的是防止出现当止回阀不严密时，导致下区水泵回流压力大于其工作压力而超压这种情况。消防泵直接串联时，倒流防止器设置在上区消防泵出水管上。

213~214页，11.0.2  消防水泵不应设置自动停泵的控制功能，停泵应由具有管理权限的工作人员根据火灾扑救情况确定。
【要点说明】
  1)  本条为强制性条文，即在工程设计中不得以火灾延续时间或水池水位作为自动停泵的控制信号，要求不应设置自动停泵功能，但仍应具有报警功能。任何情况下，均不允许运行中的消防水泵自动停泵，应由具有管理权限的工作人员根据具体情况进行人工停泵。不应自动停泵的消防水泵应包括消防系统加压水泵、转输水泵等，但不含稳压泵，稳压泵在气压罐停泵压力及在主泵工作后应能自动停泵(《消水规》第11.0.6及第13.1.5条第2款)。
  2)  根据现行国家标准《火灾联动控制系统》GB16806-2006,消防联动控制分为四级，并由相关人员执行。具体操作级别详见表11.0.2:

217~218页，11.0.11  当消防给水分区供水采用转输消防水泵时，转输泵宜在消防水泵启动后再启动；当消防给水分区供水采用串联消防水泵时，上区消防水泵宜在下区消防水泵启动后再启动。
【要点说明】本条明确了系统中各类消防水泵的启动顺序，以保证消防供水系统的合理运行方式。系统中的转输消防泵划归“供水消防水泵”,当消防供水系统采用转输水箱串联接力时，应先启动从转输水箱吸水的消防水泵，再启动向转输水箱供水的转输消防水泵；当消防供水系统采用直接串联接力时，应先启动下区的消防水泵，再启动上区的消防水泵。《消水规》第6.2.3条第3款也作了相应的规定。消防水泵、转输消防水泵，上、下区消防水泵，均隶属于“供水消防水泵”范畴。

225~226页，思考1:《消水规》的消防水泵到底指哪些?
分析：《消水规》未给出消防水泵的定义，消防水泵是指安装在消防车、固定灭火系统或其他消防设施上，用作输送水或泡沫溶液等液体灭火剂的专用泵。消防水泵应达到国家标准《消防泵》GB6245的要求。根据在消防系统中的作用，消防水泵包括供水消防泵(用于消防供水的消防泵)和稳压消防泵(用于稳定管网压力的工程用消防泵)。在《消水规》中，将消防水泵和稳压泵在不同的章节或条款中进行表述，如：5.1消防水泵、5.3稳压泵；第11.0.1～第11.0.5条针对消防水泵、第11.0.6条针对稳压泵；第12.3.2条针对消防水泵安装、第12.3.5条针对稳压泵安装等。特别在第11.0.8条“消防水泵、稳压泵应设置就地强制启停泵按钮，并应有保护装置”,可以明显看出来，《消水规》提到的消防水泵不包含稳压泵，因此，针对消防水泵的条文不适用于稳压泵。《消水规》对稳压泵在临时高压消防给水系统中的作用仅是持压保压，维持管网压力以保证及时动作。
  从广义上说，稳压泵在消防系统中使用，也应该是消防水泵的一种，但从对消防系统的作用上来说，水泵主要包含了两类，一类是维持消防灭火系统时刻处于准工作状态的，主要包括消防水池、水箱的补水泵和系统的稳压泵等；一类是保证消防灭火系统工作状态的，主要包括加压主泵和转输水泵等。应该说《消水规》提到的消防水泵是特指保证消防灭火系统工作状态的消防水泵，就是涵盖了除维持消防灭火系统准工作状态外的所有消防水泵。
  高位消防水池的转输泵是参与灭火的，因此，是《消水规》提到的消防水泵。而高位消防水池的补水泵，是保证系统准工作状态的，不是《消水规》提到的消防水泵。若补水泵和转输泵兼用，应考虑系统在准工作状态和工作状态的控制如何转换，考虑系统的简单及可靠性，建议补水泵单独设置。

231~232页，思考8:消防给水系统转输供水配电应注意的问题?消防水泵启动顺序如何实现?
分析：1)消防给水系统根据灭火工作情况的不同，对配电的要求不同。对于转输供水系统，转输泵(或下区消防泵)和上区消防泵同时配电是必须的，对于高、低区可能同时工作的系统，还必须同时考虑给低区消防水泵供电，如室内消火栓系统，灭火时除了着火层的消火栓工作，还存在临近层消防水枪出水冷却控火的问题，当着火点在供水分区层附近时，就存在上、下区消防泵和转输泵同时工作的情况。实际上由于火灾现场的不确定性，建议消防水泵均同时供电，以确保灭火的可靠性。
  2) 超高层建筑消防串联供水分为转输串联和直接事联。按照《消水规》第11.0.11条，在采用转输串联时，转输泵在消防水泵启动后再启动；在采用直接串联时，上区消防水泵在下区消防水泵启动后再启动。实际上在上区灭火时，消防水泵的连锁触发信号均是上区消防系统出水干管上设置的压力开关、上区高位消防水箱出水管上设置的流量开关或上区报警阀的压力开关。
   标准图集《《火灾自动报警系统设计规范〉图示》中，压力开关和流量开关启泵流程(P29)是：触点动作→延时继电器动作→中间继电器动作→接触器动作→消防水泵启动。触点就是给排水专业设置的压力开关和流量开关。设置延时继电器是为了防止触点发出的脉冲信号(实际上不是启泵信号)对水泵自动启动的影响，延时时间可在1～60s间进行现场调节。在中间继电器动作后，水泵的启动就与触点信号无关了。根据本启泵流程，有两种实现再启泵的方法：
   (1)压力开关和流量开关采用双触点元件，两个触点分别直接引到不同的水泵控制柜，先启动的水泵延时时间短些，再启动的水泵延时时间长点，实现先后启泵。
   (2)压力开关或流量开关的触点直接引到先启动的水泵控制柜，在中间继电器动作时，增加触点引至再启动水泵的控制柜，实现先后启泵。
上述的两种方法，从可靠度来说，倾向于第一种，在压力开关和流量开关无法增加触点时，才考虑第二种。

《建筑给水排水设计统一技术措施2021》

10.3.8 转输泵自动启动触发信号按下列要求设置：
  1  常高压消火栓给水系统，由高位消防水池的水位下降信号作为各级转输泵的自动 启动触发信号，且各级转输泵启动顺序为由上至下。
  2 临时高压消火栓给水系统，设有转输水箱的转输系统，由上区加压泵联动转输泵； 直接串联的转输系统，由上区加压泵的启泵触发信号，先启动转输泵(或下区消防加压  泵),再启动上区加压泵。
【要点说明】
  第1款，高位消防水池水位控制关系：下降1/3水位时，一台转输泵启动；下降1/2 水位时，两台转输泵启动。依次启动关系为：先启动最高一级转输泵，再由上至下依次启 动下级转输泵。
  第2款，转输水箱至少贮存有60m3  有效水量，先启动上区加压泵从转输水箱吸水， 可防止转输水箱溢水。直接串联的转输系统，有两个要点：1)必须先由转输泵(或下区  消防加压泵)供给上区加压泵必要的吸水口压力；2)消火栓系统和自动喷水灭火系统必须分设转输泵。
【措施要求】
高位消防水池水位控制关系应表示在系统图和详图剖面中，控制要求提给电气专业。 提资要求参见“附录C    给水排水专业向电气专业提要求统一内容”。