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摘要：GB 50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》发布多年但执行过程中仍存在一些问题，文章针对临时高压消防给水系统工作压力、止回阀和压力表的位置、压力开关的启泵设定值等问题进行了探讨，并提出建议。
[作者简介]黄乾（1989—），男，本科，工程师，主要从事建筑工程质量监督工作。
消火栓系统是运用最为广泛同时也是最为重要的灭火系统之一，为适应社会发展需要，GB 50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》（以下简称“栓规”）于2014年发布，为消火栓系统的设计、施工及维护管理提出了新的要求。
尽管“栓规”已实施多年，或由于规范不细，或由于工程人员的理解有偏差，规范在执行过程中依然存在一些争议和问题，本文针对目前常见的3个问题进行探讨：①临时高压系统工作压力的计算;②消防泵出水管压力表与止回阀的位置;③压力开关的启泵设定值。
1 临时高压消防给水系统工作压力的计算
1.1 提高系统工作压力计算的准确性
根据“栓规”8.2.3 规定，临时高压消防给水系统工作压力的计算，首先需要消防水泵零流量时的压力[1]，然而，不同厂商、不同型号的水泵，流量扬程性能曲线均不同，因而首先需要选定某个厂商的某个型号的水泵，才能根据该水泵的性能曲线确定其零流量的压力。建设或施工单位通常是按照设计人员提出的产品型号规格进行水泵的采购和选用，在施工图设计阶段，水泵生产厂商并未确定下来，所以设计人员在设计过程中并无生产厂商提供的性能曲线可作参考。若由设计人员来指定厂商，又违反了《建筑法》的规定。因而这里就产生了一个矛盾。实际操作中，设计人员通常只能先计算出设计工作压力，再根据“栓规”5.1.6第4条的要求[1]，自行选取120 %～140 %范围内的百分比，与设计工作压力相乘，大致得出水泵零流量时的压力，再计算出系统工作压力。由于系统工作压力的大小是选用管材的依据[1]，粗略的计算结果，有可能比实际值偏大较多，而大幅提高工程造价，造成浪费;也有可能偏小较多，而使系统可靠性降低。同时，“栓规”中其他对水泵性能曲线的要求（如5.1.6第5条）[1]也无法得到落实。
笔者认为，设计人员应在设计说明中注明，设备采购阶段水泵初步选定后，建设单位应提供水泵的性能曲线等数据，由设计人员校核是否符合规范要求，并计算出正确的系统工作压力，用以确定选用何种管材。该校核结果可通过设计核定、变更或深化设计等形式作为整个设计图纸的补充。工程监督验收人员应对水泵是否进行校核进行确认，并依照校核后的結果进行监督验收。
1.2 设减压阀分区供水的系统工作压力计算
根据“栓规”8.2.3规定[1]，系统工作压力是考虑系统可能承受的最大压力，以保证管道系统在任何可能出现的压力状况下都能可靠运行。但在设减压阀分区供水的系统中，由于减压阀的减压作用，阀后的管道压力比阀前显著减小，而“栓规”6.2.4规定，减压阀不少于2组且每组设有备用[1]，故其工作的可靠性是有保障的，因而可能的最大运行压力几乎不可能出现在减压阀后的管道系统中。然而受限于规范既有的规定，设计人员往往只能以整个系统可能承受的最大压力来确定每一处管材的选用，导致减压阀后的低区管道通常也采用无缝钢管，提高了工程造价，造成了不必要的浪费。
笔者认为，采用减压阀减压分区供水时，减压阀后的系统工作压力可单独计算。通常系统可能的最大运行压力出现在消防泵出水管上，减压阀组一般设于消防泵房内，其与消防泵组的高差及和距离较小，泵组到减压阀的水头损失可忽略不计，可先依据“栓规”8.2.3确定出系统工作压力，再根据采用的减压阀的类型，对应计算出经减压后的阀后系统工作压力。
2 消防泵出水管压力表与止回阀的设置位置
由于“栓规”中仅提及水泵出水管上应安装消声止回阀和压力表[1]，未对其设置的顺序作出明确要求，很多工程人员对于消防泵出水管压力表的设置位置没有一个清晰的认知。实际案例中，有设计人员在图纸上直接将压力表放在止回阀之后的，也有图纸上压力表在止回阀之前，但施工人员将其安装在止回阀后的，更有甚者直接将之省略，认为系统总出水管上设有压力表，此处所设为多余。这些工程人员通常认为压力表和止回阀的设置位置对其测量效果并无影响，或是不清楚此处设置压力表的作用。笔者认为，消防水泵出水管上设置的压力表是作为“栓规”5.1.11所述的“压力测试装置”[1]，对水泵性能能否满足工程的需要做直接的测定和反映，其位置应设置在止回阀之前。因为止回阀的工作原理是利用阀瓣两侧的压力差来控制阀瓣的开闭从而控制介质的流动方向，即通过阀瓣的物理作用切断介质某一方向的流动，其结构如图1所示。若压力表设在止回阀后，其示数将受系统上部水流静压及稳压压力的影响，无法直接反映水泵的出水口压力情况;设在止回阀前，则由于阀瓣的物理隔断作用，通过压力表可直接有效地观测水泵出水口压力的变化情况。在图集《消防专用水泵选用及安装》（04S204）第9页、第10页“消防水泵管路系统基本图式”中[2]，压力表也均设置在止回阀之前。
3 临时高压消火栓系统压力开关启泵压力的设置
笔者发现，由于规范没有明确规定流量开关和压力开关的启泵设定值该如何确定，很多设计人员仅仅在设计说明中引用“栓规”原文，要求系统由压力开关直接自动启动消防泵[1]，而由施工人员自行设定启泵值。施工人员往往只为了在联动测试中实现迅速启泵来进行设定，这样的设定导致系统易误动作，物业在日常管理中为了“杜绝”误动作带来的麻烦，直接将消防泵启泵方式设置为手动，给火灾的扑救带来极大隐患。可见，设计人员确定出启泵设定值并明确标注于图纸是必要的，笔者认为，图审机构应该在审图过程中对此进行把关。流量开关的设定已有不少学者进行了探讨，本文不再赘述，仅针对压力开关的设定展开讨论。
3.1 设稳压泵的临时高压系统
设稳压泵的临时高压系统分为稳压泵上置和下置两种形式，其压力开关设定值确定方式同理，本文以稳压泵上置的系统为例，其布置如图2所示，根据“栓规”5.3.3要求[1]，有：
同时，压力开关设定值应高于压力开关准工作状态的静水压力，否则无法正常启泵，有：
式中：P1为稳压泵启泵压力，MPa;P为压力开关设定值，MPa;P0为系统最不利点消火栓准工作状态静水压力，MPa;H为压力开关与最不利点消火栓之间的垂直距离，m;H1为稳压泵与最不利点消火栓之间的垂直距离，m;H2为高位水箱最高有效水位与稳压泵之间的垂直距离，m。
由式（1）～式（3）可得，P1>15-H1且P1>H2+（7～10），当确定P1的值后，将其代入式（1），即可确定压力开关设定值。
3.2 不设稳压泵的临时高压系统
火灾初期，压力开关处的压力即为该处的静水压力，当消火栓开启后，高位水箱水位下降，压力开关处的静压减小，启泵压力只需设置为高位水箱水位下降一定量时该处的静压值即可。但“栓规”并未规定应设置水位下降多少时的静压值，对此也存在很多争议。有学者认为压力开关产品精度有限，水箱水位的变化并不能使其动作;即使能动作，从消火栓开启到理论上压力开关动作的时间间隔很长，而在这期间高位水箱出水管流量开关已经动作使水泵启动，压力开关实际并未起作用，故可不设置压力开关[3-4]。对此，笔者并不认同。尽管在不设稳压泵的系统中，启泵主要依靠流量开关，但一旦流量开关失效，等到发现系统压力明显不足时，再手动启泵，此时水箱的水已消耗殆尽，水泵从启动到正常运行又将耗费一定时间，对于火灾的扑救和消防员的安全都非常不利。再者，目前市场上流通的压力开关产品精度一般为0.5 %，更高的可达0.2 %，以准工作状态下静水压力为0.98 MPa、产品精度为0.5 %的压力开关为例，其测量误差为0.98×0.5%=4.9 kPa（0.5 mH2O），水箱有效容积按18 m3算，若长宽均为2 m，则水箱高度为18/（2×2）=4.5 m，其水位变化0.5 m引起的管网压力变化足以使压力开关动作。所以笔者认为，压力开关可以也应当作为自动启泵的备用方式，与流量开关共同设置于系统中。为避免设定值对应的水位过高，压力开关易误动作，或水位过低，火灾时启泵不及时，设计人员可取水箱有效水位下降一半时压力开关处的静压作为其启泵设定值，建筑物高度越高，应采用精度更高的压力开关，同时，对于水箱的尺寸，增加水箱高度，可适当地减小横截面积，使火灾初期水箱向系统供水时水位变化更明显。
4 结束语
（1）水泵初步选定后，应由设计人员校核并计算出准确的系统工作压力;减压阀后的系统工作压力可单独计算。
（2）消防水泵出水管上压力表应设在止回阀前，以直接反映水泵的出水口压力情况。
（3）设稳壓泵的临时高压系统应先确定出稳压泵启泵压力，再计算出压力开关启泵设定值;不设稳压泵的系统，可取水箱有效水位下降一半时压力开关处的静压作为启泵设定值。
参考文献
[1] 消防给水及消火栓系统技术规范：
GB50974-2014 [S].
[2] 消防专用水泵选用及安装：
04S204 [S].
[3] 田杰. 消火栓系统设计中增压稳压设备和压力开关设置探讨 [J]. 给水排水， 2016， 52（7）：
141-144.
[4] 赵世明. 消防给水临时高压系统的启泵控制分析 [J]. 给水排水， 2018， 54（1）：
102-106.
