關于離心消防泵自灌式吸水技術要求的探討

　　摘要主要介紹新舊規范及設計手冊中對離心生活水泵及消防泵自灌式吸水技術要求的變化，分析了幾種自灌式吸水水位的可靠性，總結了對自灌式吸水技術要求的認識和理解，供《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB 50974—2014）修編時參考。

引言

　　一直以來，各個版本的消防規范對離心消防泵自灌式吸水技術要求沒有一個明確統一的定義，以至于對其理解也不統一，采取的應對措施也不一樣。2014年10月1日實施的《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB 50974—2014，以下簡稱“水消規”）5.1.9.5條及5.1.12條及相對應的條文解釋對它有了較為明確的定義，離心消防泵自灌式吸水技術要求即消防水池最低水位要高于離心消防泵出水管中心線或水源水位能被離心消防泵吸水，消防水泵應經常充滿水，保證及時啟動供水。

　　大多數人將消防水池最低水位高于離心消防泵出水管中心線作為離心消防泵自灌的唯一技術要求，忽略了滿足“水源水位能被離心消防泵吸水”也是離心消防泵自灌的技術要求，這種認識比過去通常做法的要求提高了，導致當采用臥式或立式消防泵時，消防泵房地面要低于消防水池池底700～1 000 mm才能滿足上述消防泵自灌的技術要求。是否有這必要，值得商榷。本文主要對歷次版本規范及設計手冊中生活、消防離心泵的自灌式吸水技術要求進行歸納整理，并提出建議。

生活水泵滿足自灌式吸水技術要求

　　《建筑給水排水技術規范》（GB 50015—2003，2009年版，以下簡稱“建水規”）3.8.6條及條文解釋對生活水泵滿足自灌式吸水技術要求做了明確的解釋，生活給水水泵的自灌式吸水是指水泵啟動時，臥式水泵的泵殼內應全部充滿水，立式水泵至少第一級泵殼內應充滿水，由于生活水泵有設定一個自灌啟泵最低水位，水位在自灌啟泵最低水位以上時，允許啟動水泵，水位在自灌啟泵最低水位以下時，不允許啟動水泵，所以并不要求水泵出水管位于儲水池最低水位以下，只要臥式水泵的泵殼或立式水泵至少第一級泵殼位于自灌啟泵水位以下，啟泵水位在一般情況下宜取1/3儲水池總水深，如圖1所示。

　　以上是“建水規”對生活離心水泵滿足自灌式吸水的技術要求，其與消防離心水泵有什么區別呢? 《高層民用建筑設計防火規范》（GB 50045—95，2005年版）7.5.4條條文解釋認為，消防水泵很少使用，推薦消防水池或消防水箱的工作水位高于消防水泵軸線標高。對于臥式離心泵，消防水泵軸線比較好理解，應是指水泵的泵軸，即水泵吸水管的管中。對于立式水泵就不好理解了，由于水泵泵軸是垂直地面的，指的是泵軸的底部還是頂部不明確。

　　由于消防水泵啟動包含多種情況，一種指火災時消防水泵從靜態條件下啟動，另一種指消防水泵在運行中，由于機械或供電方面的原因，發生主備泵切換，或短暫停電后重新啟動；對多組消防水泵，如消火栓泵、噴淋泵等，共同在一個水池中吸水時，也指它們中的任一泵組先期啟動，而另一組泵組后期啟動。由于不像生活水泵一樣有設置一個自灌啟動水位，一些人認為火災延續時間的任何時間消防水位都要滿足水泵自灌的要求。

　　2004年出版的《全國勘察設計注冊公用設備工程師給水排水專業考試復習教材》中認為，消防水泵應采用自灌式吸水，且當消防水池水位為設計水位的30%時，仍能自灌吸水，其設計水位30%的要求基本上與“建水規”中對自灌的理解是相近的。2010年出版的由黃曉家和姜文源主編的《建筑給水排水工程技術與設計手冊》（上冊）中對離心泵自灌的理解是“水泵能否自灌吸水，關鍵在于吸水管內和泵內是否經常處于充水狀態，只要滿足水泵初次自灌啟動，及檢修后再運行時，能滿足其自灌啟動，以后的每次啟動，水位無需必須在自灌水位以上，因為停泵后，假如水位降到（初次）自灌水位以下，只要吸水喇叭口還淹沒在水中，水面上的空氣不可能‘潛水’從喇叭口進入吸水管內”。這同樣認為沒有必要要求消防水池最低水位要高于離心消防泵出水管中心線。

　　由于初次啟動時消防水池一般是滿水位的，水位高于消防水泵泵體，那么消防水泵（包括備用水泵）吸水管里面也是充滿水的，只要管道和消防泵不漏氣，根據托里拆利實驗原理，當水池內水位低于泵軸（高差小于10m），吸水管內的水也不會流出來，更不可能在火災延續時間內，管道內的水就漏光。一般消防離心泵氣蝕余量NPSH介于2.5～6 mH2O，當液面降至泵軸以下，水泵最大安裝高度計算公式為：

　　按民用建筑中常用的DN250公稱直徑吸水管徑,長度3 m的吸水管，流量40 L/s，沿程水頭損失0.014 mH2O，局部水頭損失取沿程水頭損失的30%，過濾器水頭損失取1 mH2O，全部水頭損失取1.018 mH2O，廠家樣本給出的消防泵必需氣蝕余量介于3～6 mH2O，則水泵最大安裝高度：Hss=10.33-0.24-1.018-6=3.022（mH2O）。

　　即使考慮水泵及吸水管道存在細微漏氣情況，當液位低于水泵出水管管口H值時，相當于火災延續時間的1/3，最長時間均在2 h之內，參照“水消規”12.4.7條對壓力管道氣壓嚴密性試驗的數據，可知當試驗壓力為0.28 MPa，且管道穩壓24 h，壓力降不應大于0.01 MPa，所以在這么短時間內，水泵吸水管內應該是充滿水的。這樣也能滿足“水消規”5.1.9.5條條文解釋中對離心消防泵自灌式吸水技術要求的后一種情況，即“水源水位能被離心消防泵吸水”。

　　如果一味地要求水泵在任何狀態啟動時水位都要高于自灌水位，勢必會造成泵房地面標高的被動壓低或消防水池下部很大一部分無效容積，造成投資浪費和管理不便，尤其是寒冷地區，冰凍線較深，水池已被壓得很低的情況。

結語

　　隨著大家對“水消規”解讀的深入，各地陸續推出對“水消規”在本地區的操作指南及會議紀要，其中《浙江省消防技術規范難點問題操作技術指南》（浙公通字〔2015〕54號）中第91條規定“消防水池池底標高不應低于消防水泵房的地坪標高。消防水池最低有效水位按《消防給水及消火栓系統技術規范》4.3.9條文說明及其圖示執行。”就是對自灌式吸水技術要求的一種理解。

　　本文意在拋磚引玉，希望在編制“水消規”圖集或修編時能夠把離心消防泵自灌式吸水技術要求界定得更清楚一點，一方面便于設計人員和審查人員把握，另一方面在滿足規范及消防滅火要求的情況下最大限度地節省投資。

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