消防水池最低水位的辨 析.doc

建筑给排水消 防 水 池 最 低 水 位 的 辨 析刘保卫 张俊洁 张 伟（北京华铭筑波建筑设计顾问有限责任公司，北京 ；中国对外建设有限公司城市规划设计院，北京 ）摘要 一直以来，业内对消防水池最低水位的确定有争议。为了使工程设计人员在消防水泵房 设计中能灵活把握尺度，对消防水池最低水位出处作出说明，并对其进行深入分析，得出最合理的最 低水位。最后阐述不同最低水位对工程造价及泵房运行的影响。关键词 消防水池 最低水位 自灌吸水 消防水泵 消防水池最低水位的不同观点目前，对消防水池的最低水位大致有种观点， 观点一认为水池的最低水位应该淹没水泵的放气 孔；观点二认为最低水位淹没泵轴即可；观点三认为 水泵吸水喇叭口往上 就是最低水位。下面 对这种观点，结合图形分别作出说明。 观点一分析 在国标图集中对水池的自灌式启泵的最低水位做出了如下描述：对于卧式水泵，消防水池 自灌式启动水泵的最低水位应高于泵壳顶部放气孔。部分设计师将图所示自灌式启泵最低水位理 解成了消防水池的最低水位，这两者不是一个概念。 图集所述的自灌式启泵最低水位应该对应 消防水泵首次启动时消防水池的最高水位，也就是 说消防水池的最高水位只要在放气孔之上，就能保 证水泵正常启动。图 放气孔作为消防水池最低水位 观点二分析 以泵轴作为消防水池最低水位，源于高层民用建筑设计防火规范条文说明，“自灌式吸 水的消防水泵比充水式水泵节省充水时间，启动迅 速，运行可靠。因此，规定消防水泵应采用自灌式吸 水。由于近年来自灌式吸水种类增多，而消防水泵又很少使用，因此规范推荐消防水池或水箱的工作 水位高于消防水泵轴线标高。”规范条文解释所描述的工作水位是消防水池最 高水位和最低水位之间的部分。也就是说规范推荐 消防水池最低水位应该高于泵轴（见图）。这是规 范中对消防水池最低水位的描述，工程设计人员在 无特殊原因时，应该遵守此规定。图 泵轴作为消防水池最低水位 观点三分析 此观点来源于全国民用建筑工程设计技术措施 给水排水（年版）第页，其中对消 防水池最低水位做了明确的定义，即消防水池（箱） 最低有效水位是消防水泵吸水喇叭口或出水管喇叭 口以上 水位，当消防水泵吸水管或消防水箱 出水管上设置防止旋流器时，最低有效水位为防止 旋流器顶部以上。如图所示， 为消防水池最低水位，技术措 施对最低水位分种情况做了说明，几乎涵盖了 工程中遇到的各种情况，可供设计借鉴。 综合分析值得肯定的是上述种做法都可以满足消防要 求，区别就在于哪种更经济。有观点认为水泵最低 水位如果没有在泵轴或放气孔之上，消防时，当液位 给水排水 满水银，排除空气，用另一只手的食指紧紧堵住玻璃 管开口端把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里， 待开口端全部浸入水银槽内时放开手指，将管子竖 直固定当管内外汞液液面的高度差约为，他就停止下降，这是由于大气压力的作用阻止了水 柱的下降，如果玻璃管中装的不是水银而是水的话， 大气压可以承受约。图 喇叭口以上作为消防水池最低水位处于泵轴之下时，会吸不上水。这种观点有待商榷。 在建筑给水排水工程技术与设计手册上册中， 对这种疑虑做了充分的解释。黄晓家等认为 “水泵能否自灌吸水，关键在于吸水管内和泵内是否经 常处于充水状态。只要满足水泵初次自灌启动及检 修后再运行时，能满足其自灌启动，以后的每次启 动，水位无需必须在自灌水位以上。只要吸水喇叭 口还淹没在水中，水面上的空气不可能潜水从喇叭 口进入吸水管内；而水泵出水管上的止回阀一旦关 闭，尽管算不上严密，水能慢慢通过止回阀渗透，但要在下次启泵前，将水泵出水管止回阀以后所有管 网（可能还有水箱）内的存水一泄而空，将水泵和吸 水管内的水位降至（初次）自灌水位以下，谈何容易！ 如果一味地要求水泵在任何状态启动时水位都要不 低于自灌水位，势必造成泵房地面标高的被动压低， 造成投资浪费和管理不便，尤其是寒冷地区，冰冻线 较深，水池已被压得很低的情况下。”消防水泵启动 时的最高水位只要满足淹没泵轴的要求，即使在消 防过程中，一台损坏，另一台泵启动时，即使消防水 池的水位在泵轴以下也可以正常启动，因为此时管 道内处于负压状态，在大气压力的作用下水泵吸水 管中也是充满水的。著名的拖里拆里试验，对大气 压力的作用给予了直观描述。下面由此开始分析消 防水池水位处于泵轴线与最低水位（暂且按观点三 定义）之间时，备用泵能否正常启动。如图所示，一只手握住玻璃管中部，在管内灌图 拖里拆里试验消防水泵未启动之前，保证水池的最高水位淹没 泵轴或放气孔，此时主泵及备用泵都是充满水的状态。消防水泵启动之后，如图所示，水位下降到泵 轴水位和最低水位之间时，此时即使切换备用泵运 行，也不会发生吸不上水的现象，因为水泵出水管设 置有止回阀，消防水泵启动时止回阀前后都是充满 水的状态，从止回阀后至吸水喇叭口属于一个密闭 空间，这就等同于托里拆里试验中的玻璃管。在大 气压力的作用下水泵中会充满水。此时切换水泵运 行，对消防不产生任何影响。图 水位关系 不同消防水池最低水位对水泵房深度的影响为了清楚表达不同消防水池最低水位对水泵房 深度的影响，现在以 型水泵为例 进行说明。查国标图集，此种型号的水泵 放气孔到泵轴，泵轴到底座，水泵基础高度按 考虑。图所示水泵安装方式，代表最低水位不低于 水泵放气孔，此时，土方量要比水池底低；给水排水 代表泵轴作为最低水位，此时，土方量要比池底多；代表喇叭口以上 作为最低水 位，此时可以保证池底与水泵房平齐，方便结构施 工，也可以降低造价。图 水泵安装高度 水泵房过深引起的问题泵房过深时，容易出现泵房被淹事故。 降水引起 中国的降水是以雨水为主，尤其是到了雨季即使设置了潜污泵等排水设施，也常出现泵房被淹而导致配电箱、电机连电短路烧毁，在沈阳、鞍山等地的化工厂、液化气站及高层建筑，都出现过消防水泵房被淹事故。 防水损坏导致被淹甚至冻裂 在消防部门监督检查中发现绝大多数的水泵房 给水排水 地面都有积水，这里的积水除少部分由于水泵管件 漏水之外，绝大多数是由于消防水池的防水失效而 导致的，夏季失效一般能及时发现，冬季失效不易及 时发现，在海城出现过防水失效将吸水管道及周围 的水池边缘冻裂的现象。 在灭火救援过程中被水淹没导致失效 在年鞍山某劳保用品商场发生火灾，自动喷水灭火系统最先发挥作用，消防中队到场也非常及 时，一时间，洒水喷头和多支水枪同时展开灭火，但 后地下消防水泵房传来爆炸声，洒水喷头和室 内消火栓相继停水，火灾熄灭后，经调查发现，消防水 池的水并没有用完，而是在扑救过程中，消防车里的 水和喷头及室内消火栓打出的水都顺着坡流入到了 消防水泵房中，使消防用电设备浸水短路，经查消防 水泵的电机配电柜、电缆都有短路痕迹。 结论（）规范要求以泵轴作为消防水池最低水 位，无特殊情况时，需首先满足规范要求。（）以放气孔、泵轴、喇叭口以上 作为 消防水池最低水位，都可以满足消防时灭火的需求， 但是前两种做法会造成泵房深度的增加，在实际工 程中，可以根据消防部门、审图单位的要求，采用三 者之中的任意一种。（）消防水池最低水位以 全国民用建筑工程 设计技术措施 给水排水（年版）上描述的 较为合理，这对节省工程造价，避免泵房被水淹有重 要意义。参考文献 消防专用水泵选用及安装 （