超高層建筑消防水泵供電及控制設(shè)計研討

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摘要：隨著高層及重要建筑不斷增多和增高，建筑火災(zāi)的危害更為突出。超高層建筑中消防水泵的配電、操縱要求較高，其穩(wěn)當(dāng)性直接影響整個消防系統(tǒng)的正常使用。結(jié)合西南某證券大樓工程，從供電電源、供電線路、過負載養(yǎng)護、操縱及維護管理等方面對消防水泵舉行了設(shè)計探討，可為類似超高層建筑工程的電氣設(shè)計供給參考。

消防水泵；超高層建筑；維護管理

引言

近年來，隨著建筑行業(yè)的水平不斷的提高，超過100m的超高層建筑越來越多，由于超高層建筑本身火災(zāi)危害性較高，直接影響消防滅火效果的消防水泵的穩(wěn)當(dāng)性就顯得尤其重要，而消防水泵的供電及操縱的穩(wěn)當(dāng)性又是影響消防水泵穩(wěn)當(dāng)性的重要因素。因此，本文結(jié)合實際工程，從消防水泵的供電穩(wěn)當(dāng)性、操縱穩(wěn)當(dāng)性及維護管理方面舉行設(shè)計探討。

1消防水泵的供電系統(tǒng)

1.1消防水泵的供電電源

該工程為一類高層民用建筑，消防水泵用電屬一級負荷，根據(jù)GB50052—2022《供配電系統(tǒng)設(shè)計模范》第3.0.2.條規(guī)定“一級負荷應(yīng)由雙重電源供電，當(dāng)一電源發(fā)生故障時，另一電源不應(yīng)同時受到損壞”。該工程采用城市10kV雙重電源供電，為保證消防設(shè)備的供電穩(wěn)當(dāng)性，另設(shè)置1臺自備消防柴油發(fā)電機組作為備用電源。消防水泵的供電電源由變電所的常用母線和應(yīng)急母線分別引來2路380V主供和備供電源，在消防水泵操縱室舉行雙電源切換。

1.2消防水泵的供電線路

消防水泵的穩(wěn)當(dāng)運行需要確保供電系統(tǒng)能夠正常供電，而消防水泵配電線路連接消防水泵與供電系統(tǒng)。因此，在發(fā)生火災(zāi)時應(yīng)充分保證消防水泵配電線路的穩(wěn)當(dāng)性、安好性，以便消防設(shè)備能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用，從而有效操縱火災(zāi)。消防水泵集中設(shè)置在水泵房中，其配電線路主要由兩片面組成，分別是雙回路電源的干線和配至各個消防水泵電動機的配電支線。該工程為超高層建筑，消防水泵的配電線路干線采用的礦物質(zhì)絕緣電纜由變電所放射式供電，支線采用A級低煙無鹵電纜穿金屬管供電。

1.3消防水泵供電的末端切換

JGJ16—2022《民用建筑電氣設(shè)計模范和GB50016—2022《建筑設(shè)計防火模范》均規(guī)定，消防操縱室、消防水泵房、防煙和排煙風(fēng)機房的消防用電設(shè)備及消防電梯等的供電，應(yīng)在其配電線路的最末一級配電箱處設(shè)置自動切換裝置?？紤]到該工程為超高層建筑，消防水泵的供電穩(wěn)當(dāng)性更加重要，所以消防水泵供電線路末端切換后分成2段母線，消火栓泵和噴淋泵的主、備泵配電線路分別引自2段母線，當(dāng)一段母線故障或檢修時，另一段母線能保證水泵的供電，提高消防水泵的供電穩(wěn)當(dāng)性。

1.4消防水泵的過負載養(yǎng)護

GB50054—2022《低壓配電設(shè)計模范》第6.3.6條規(guī)定：“對于突然斷電比過負荷造成的損失更大的線路，該線路的過負荷養(yǎng)護應(yīng)作用于信號而不應(yīng)切斷電路”，因此消防水泵不應(yīng)裝設(shè)過載養(yǎng)護切斷裝置。但是消防水泵與其他消防設(shè)備不同，消防水泵一用一備，備泵自動投入，為養(yǎng)護水泵（更重要為保證消防用水的需要），消防水泵應(yīng)切斷電源，讓備泵自動投入運行，同時消防水泵的過負載信號報警至消防操縱室。

2消防水泵的操縱

根據(jù)GB50974—2022和GB50116—2022《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計模范》對消防水泵的啟停操縱要求，該工程消防水泵沒有設(shè)置自動停泵的操縱功能，停泵由具有工程管理權(quán)限的工作人員根據(jù)火災(zāi)撲救處境確定。消防水泵采用以下4種啟動方式：①消防水泵由消防水泵（消火栓泵、噴淋泵）出水干管上設(shè)置的壓力開關(guān)、高位消防水箱出水管上的流量開關(guān)或報警閥壓力開關(guān)等開關(guān)信號直接自動啟動消防水泵，消防水泵房內(nèi)的壓力開關(guān)信號引至消防水泵操縱柜內(nèi)；②消防操縱室手動啟停，消防操縱室具有以下操縱和顯示功能：消防操縱盤設(shè)置專用線路連接的手動直接啟泵按鈕，消防操縱盤能顯示消防水泵的運行狀態(tài)，消防操縱盤能顯示消防水池、高位消防水箱等高水位、低水位的報警信號和正常水位信號；③在消防水泵操縱箱設(shè)置就地啟停消防水泵按鈕；④在消防水泵操縱箱設(shè)置消防報警模塊總線啟動消防水泵。

消防水泵的電氣操縱更加強調(diào)以下要求：①2臺消防水泵可以任意選一臺作為主泵，另一臺作為備泵，主泵因故不能啟動、運行時，備用泵應(yīng)能自動投入運行；②任一臺消防水泵在檢修期間發(fā)生火災(zāi)時，另一臺消防水泵應(yīng)能正常啟動、運行；③操縱電源接在消防水泵主斷路器進線端子處，檢修電氣操縱線路和調(diào)試時，斷開主斷路器，可制止消防水泵運轉(zhuǎn)，也不影響另一臺泵啟動、運行。

3消防水泵電氣系統(tǒng)啟動操縱設(shè)計

3.1消火栓按鈕直接啟動消防水泵

在《高層民用建筑防火設(shè)計規(guī)定》第7.4.6.7條規(guī)定：“臨時高壓供水系統(tǒng)的每個消火栓處應(yīng)設(shè)直接激活消防水泵的按鈕?！币簿褪钦f，我們所設(shè)置在消火栓箱內(nèi)部的按鈕理應(yīng)具有直接啟動消防水泵的功能。并且，消防按鈕還理應(yīng)具有另一個信息輸送的功能，當(dāng)它啟動了消防水泵之后，需要給操縱系統(tǒng)傳來消息，讓操縱人員得知消防設(shè)備已啟動。

2.2在消防操縱室用手動按鈕啟動消防水泵

在消防操縱室設(shè)定手動啟動按鈕，除了設(shè)置自動啟動功能，還理應(yīng)設(shè)置自動中斷功能。假設(shè)發(fā)生火災(zāi)，在火災(zāi)地點的消火栓上的玻璃被敲碎，會實時發(fā)出火災(zāi)警報，這個時候，值班人員需要舉行確認，并連忙通知火災(zāi)鄰近的工作人員，然后利用手動操縱按鈕來啟動消防水泵。手動按鈕一般都安裝在消防聯(lián)動柜或者操縱盤，能夠通過多種手動方法來操縱消防水泵的啟動和中斷。

2.3水泵房操縱面板設(shè)自動轉(zhuǎn)換開關(guān)

當(dāng)起火地點的消防栓玻璃被敲碎之后，線路會存在一個安好隱患，假設(shè)消防中心對該地點的遠程操縱失敗，需要在水泵房的操縱面板上設(shè)計自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，將遠程操縱系統(tǒng)切斷，改成在消防水泵房上直接啟動水泵。這三種啟動方式各有利弊，設(shè)計者可以根據(jù)自身需要和工程規(guī)模的大小、繁雜形勢來做出判斷，到底用哪一種消防水泵啟動裝置更加適合。一般在實際設(shè)計當(dāng)中，消防栓操縱室的手動按鈕可以不經(jīng)過泵房轉(zhuǎn)換開關(guān)，而直接啟動消防泵，這樣極大的提高了安好性能。

3消防水泵的維護管理

3.1消防水泵自動巡檢系統(tǒng)

根據(jù)GB50974—2022的要求，該工程設(shè)有消防水泵巡檢系統(tǒng)，具有以下功能：①巡檢周期設(shè)為7d，且能按需要（≤7d）任意設(shè)定；②以低頻交流電源逐臺驅(qū)動每臺消防水泵，使每臺消防水泵低速轉(zhuǎn)動的時間≥2min；③對消防水泵操縱柜一次回路中的主要低壓器件舉行巡檢，并檢查器件的動作狀態(tài)；④當(dāng)有啟泵信號時，立刻退出巡檢，進入工作狀態(tài)；⑤察覺故障時，有聲光報警，并記錄和儲存故障信息；⑥自動巡檢時，檢查電源自動切換的功能。消防水泵的自動巡檢為管理者供給一個良好的管理平臺，制止人為理由造成消防水泵在消防用水時由于設(shè)備的銹蝕或損壞而無法正常工作。自動巡檢最大的優(yōu)點是管理者不用特意去對消防水泵舉行巡檢，系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)定對消防設(shè)備舉行檢查，并把檢測報告記錄通知給管理者。

3.2消防泵的定期維護保養(yǎng)

消防水泵應(yīng)有管理、檢查檢測、維護保養(yǎng)的操作規(guī)程，應(yīng)保證系統(tǒng)處于準(zhǔn)工作狀態(tài)。消防水泵的維護管理在自動巡檢外應(yīng)符合以下規(guī)定：①每月應(yīng)手動啟動消防水泵運轉(zhuǎn)一次，并應(yīng)檢查電源的處境；②每周應(yīng)模擬消防水泵自動操縱的條件，自動啟動消防水泵運轉(zhuǎn)一次，并自動記錄自動巡檢處境，每月應(yīng)檢測記錄；③每日應(yīng)對穩(wěn)壓泵的停泵啟泵壓力和啟泵次數(shù)等舉行檢查，并記錄運行處境；④每季度應(yīng)對消防水泵的出流量和壓力舉行一次試驗；⑤消防水泵系統(tǒng)發(fā)生故障，需停水舉行修理前，應(yīng)向主管值班人員報告，并應(yīng)征得維護負責(zé)人的同意，同時現(xiàn)場監(jiān)視，在采取防范措施后再