超高层建筑消防水泵供电及控制设计研讨

　　摘 要：随着高层及重要建筑不断增多和增高，建筑火灾的危害更为突出。超高层建筑中消防水泵的配电、控制要求较高，其可靠性直接影响整个消防系统的正常使用。结合西南某证券大楼项目，从供电电源、供电线路、过负载保护、控制及维护管理等方面对消防水泵进行了设计探讨，可为类似超高层建筑工程的电气设计提供参考。
　　关键词：消防水泵；超高层建筑；维护管理
　　引言
　　近年来，随着建筑行业的水平不断的提高，超过 100 m的超高层建筑越来越多，由于超高层建筑本身火灾危险性较高，直接影响消防灭火效果的消防水泵的可靠性就显得尤其重要，而消防水泵的供电及控制的可靠性又是影响消防水泵可靠性的重要因素。因此，本文结合实际工程，从消防水泵的供电可靠性、控制可靠性及维护管理方面进行设计探讨。
　　1消防水泵的供电系统
　　1.1消防水泵的供电电源
　　该工程为一类高层民用建筑，消防水泵用电属一级负荷，根据 GB 50052—2009《供配电系统设计规范》第 3.0.2.条规定“一级负荷应由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏”。该工程采用城市10 kV 双重电源供电，为保证消防设备的供电可靠性，另设置1台自备消防柴油发电机组作为备用电源。消防水泵的供电电源由变电所的常用母线和应急母线分别引来2路 380V主供和备供电源，在消防水泵控制室进行双电源切换。
　　1.2消防水泵的供电线路
　　消防水泵的可靠运行需要确保供电系统能够正常供电，而消防水泵配电线路连接消防水泵与供电系统。因此，在发生火灾时应充分保证消防水泵配电线路的可靠性、安全性，以便消防设备能够发挥应有的作用，从而有效控制火灾。消防水泵集中设置在水泵房中，其配电线路主要由两部分组成，分别是双回路电源的干线和配至各个消防水泵电动机的配电支线。该工程为超高层建筑，消防水泵的配电线路干线采用的矿物质绝缘电缆由变电所放射式供电，支线采用 A 级低烟无卤电缆穿金属管供电。
　　1.3消防水泵供电的末端切换
　　JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范和GB50016—2014《建筑设计防火规范》均规定，消防控制室、消防水泵房、防烟和排烟风机房的消防用电设备及消防电梯等的供电，应在其配电线路的最末一级配电箱处设置自动切换装置。考虑到该工程为超高层建筑，消防水泵的供电可靠性更加重要，所以消防水泵供电线路末端切换后分成 2 段母线，消火栓泵和喷淋泵的主、备泵配电线路分别引自 2 段母线，当一段母线故障或检修时，另一段母线能保证水泵的供电，提高消防水泵的供电可靠性。
　　1.4消防水泵的过负载保护
　　GB 50054—2011《低压配电设计规范》第 6.3.6 条规定：“对于突然断电比过负荷造成的损失更大的线路，该线路的过负荷保护应作用于信号而不应切断电路”，因此消防水泵不应装设过载保护切断装置。但是消防水泵与其他消防设备不同，消防水泵一用一备，备泵自动投入，为保护水泵（更重要为保证消防用水的需要），消防水泵应切断电源，让备泵自动投入运行，同时消防水泵的过负载信号报警至消防控制室。
　　2消防水泵的控制
　　根据 GB 50974—2014 和 GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》对消防水泵的启停控制要求，该工程消防水泵没有设置自动停泵的控制功能，停泵由具有工程管理权限的工作人员根据火灾扑救情况确定。消防水泵采用以下 4 种启动方式：① 消防水泵由消防水泵（消火栓泵、喷淋泵）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信号引至消防水泵控制柜内；② 消防控制室手动启停，消防控制室具有下列控制和显示功能：消防控制盘设置专用线路连接的手动直接启泵按钮，消防控制盘能显示消防水泵的运行状态，消防控制盘能显示消防水池、高位消防水箱等高水位、低水位的报警信号和正常水位信号；③ 在消防水泵控制箱设置就地启停消防水泵按钮；④ 在消防水泵控制箱设置消防报警模块总线启动消防水泵。
　　消防水泵的电气控制特别强调以下要求：① 2 台消防水泵可以任意选一台作为主泵，另一台作为备泵，主泵因故不能启动、运行时，备用泵应能自动投入运行；② 任一台消防水泵在检修期间发生火灾时，另一台消防水泵应能正常启动、运行；③ 控制电源接在消防水泵主断路器进线端子处，检修电气控制线路和调试时，断开主断路器，可避免消防水泵运转，也不影响另一台泵启动、运行。
　　3消防水泵电气系统启动控制设计
　　3.1消火栓按钮直接启动消防水泵
　　在《高层民用建筑防火设计规定》第 7.4.6.7 条规定：“临时高压供水系统的每个消火栓处应设直接激活消防水泵的按钮。”也就是说，我们所设置在消火栓箱内部的按钮应该具有直接启动消防水泵的功能。并且，消防按钮还应该具有另一个信息输送的功能，当它启动了消防水泵之后，需要给控制系统传来消息，让控制人员得知消防设备已启动。
　　2.2在消防控制室用手动按钮启动消防水泵
　　在消防控制室设定手动启动按钮，除了设置自动启动功能，还应该设置自动停止功能。如果发生火灾，在火灾地点的消火栓上的玻璃被敲碎，会实时发出火灾警报，这个时候，值班人员需要进行确认，并马上通知火灾附近的工作人员，然后利用手动控制按钮来启动消防水泵。手动按钮一般都安装在消防联动柜或者控制盘，能够通过多种手动方法来控制消防水泵的启动和停止。
　　2.3水泵房控制面板设自动转换开关
　　当起火地点的消防栓玻璃被敲碎之后，线路会存在一个安全隐患，如果消防中心对该地点的远程控制失败，需要在水泵房的控制面板上设计自动转换开关，将远程控制系统切断，改成在消防水泵房上直接启动水泵。这三种启动方式各有利弊，设计者可以根据自身需要和工程规模的大小、复杂形势来做出判断，究竟用哪一种消防水泵启动装置更加合适。一般在实际设计当中，消防栓控制室的手动按钮可以不经过泵房转换开关，而直接启动消防泵，这样极大的提高了安全性能。
　　3消防水泵的维护管理
　　3.1消防水泵自动巡检系统
　　根据 GB 50974—2014 的要求，该工程设有消防水泵巡检系统，具有以下功能：① 巡检周期设为 7 d，且能按需要（≤7 d）任意设定；② 以低频交流电源逐台驱动每台消防水泵，使每台消防水泵低速转动的时间≥2 min；③ 对消防水泵控制柜一次回路中的主要低压器件进行巡检，并检查器件的动作状态；④ 当有启泵信号时，立即退出巡检，进入工作状态；⑤ 发现故障时，有声光报警，并记录和储存故障信息；⑥ 自动巡检时，检查电源自动切换的功能。消防水泵的自动巡检为管理者提供一个良好的管理平台，避免人为原因造成消防水泵在消防用水时因为设备的锈蚀或损坏而无法正常工作。自动巡检最大的优点是管理者不用特意去对消防水泵进行巡检，系统可以根据设定对消防设备进行检查，并把检测报告记录通知给管理者。
　　3.2消防泵的定期维护保养
　　消防水泵应有管理、检查检测、维护保养的操作规程，应保证系统处于准工作状态。消防水泵的维护管理在自动巡检外应符合下列规定：① 每月应手动启动消防水泵运转一次，并应检查电源的情况；② 每周应模拟消防水泵自动控制的条件，自动启动消防水泵运转一次，并自动记录自动巡检情况，每月应检测记录；③ 每日应对稳压泵的停泵启泵压力和启泵次数等进行檢查，并记录运行情况；④ 每季度应对消防水泵的出流量和压力进行一次试验；⑤ 消防水泵系统发生故障，需停水进行修理前，应向主管值班人员报告，并应征得维护负责人的同意，同时现场监督，在采取防范措施后再施工。
　　结语
　　由此可见，与高层建筑相比，超高层建筑的消防给水系统更加复杂，消防水泵的配电、控制要求也有很大的不同，消防水泵的配电、控制对消防水泵的可靠性起着决定性的作用。结合实际项目，针对规范的要求对超高层建筑消防水泵的供电电源、供电线路、过负载保护、控制、消防联动及维护管理等方面进行设计探讨，以期为同类工程提供参考。
　　参考文献
　　[1]消防给水及消火栓系统技术规范：GB 50974—2014[S].
　　[2]周德海.消防给水系统电气控制方式存在问题及解决对策[J].武警学院报，2012，6.

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