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摘要：以室内消火栓泵的控制方式而言，以前的启泵方式主要为远程手动和现场机械应急启动为主，目前则改为自动、手动和机械应急启动三种控制方式。启动消防泵同时具备这三种控制方式并不陌生，《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）的11.0.2 条就要求：“预作用系统、雨淋系统和自动控制的水幕系统，应同时具备自动控制、消防控制室（盘）手动远控、水泵房现场应急操作这三种供水泵和开启雨淋阀的控制方式”。文章对室内消火栓系统中的压力开关与流量开关进行了研究分析，以供参考。
关键词：建筑室内；消防设计；施工质量
前言：《消防给水及消火栓系统给水规范》（ＧＢ ５０９７４－２０１４，以下简称“水消规”）对于室内消火栓系统的控制，提出 “消防水泵出水干管上设置的压力开关、高位消防水箱出水管上设置的流量开关等开关信号应能直接自动启动消防水泵”的要求，用可靠性较高的压力开关、流量开关的开关信号启动消防泵的控制方式，替代以往采用的可能误操作、投资多的消防按钮的控制方式。
1室内消火栓泵控制方式的改变
以往工程中，室内消火栓箱内的消防按钮既要用导线直接引至消防泵控制柜（箱），用以直接启动消防泵；也要接至火灾报警控制器。但是，随着《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013，2014-05-01 实施）和 《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014，2014-10-01 实施）相继颁布实施，对设有火灾自动报警系统的工业和民用建筑，建筑室内消火栓系统的控制因之发生了较大变化。《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-2013）的 4.3.1 条要求：“室内消火栓系统的联动控制，应由消火栓系统出水干管上设置的“低压压力开关”、高位消防水箱出水管上设置的流量开关或报警阀压力开关等信号作为触发信号，直接控制启动消火栓泵，联动控制不应受消防联动控制器处于自动或手动状态影响。当设置消火栓按钮时，消火栓按钮的动作信号应作为报警信号及启动消火栓泵的联动触发信号，由消防联动控制器联动控制消火栓泵的启动”。从该条文来看，消火栓箱内的消防按钮不再直接启泵，而作为报警联动触发信号接至消防控制室。
2 室内消火栓泵自控的核心组件———压力开关和流量开关
室内消火栓泵，由传统的手动启动方式更改为自动启动方式后，其控制的核心部件则由传统的消火栓启泵按钮改为压力开关（设在室内消火栓系统出水干管）和流量开关（设在高位消防水箱出水管上）。
2.1 压力开关
参照电气专业国家标准图集《火灾自动报警系统设计规范图示》（14X505-1）P23“消火栓系统的联动控制设计”原理图，在消火栓泵出水总管上设“低压压力开关”或湿式报警阀。一提到“压力开关”，很容易想到的是报警阀配套的压力开关，其伺应状态下不承压，压力稍有升高，达到动作压力，即可联动启泵。压力开关的技术参数，大致如下：动作压力多为 0.03～0.05MPa，安装方式为垂直安装，延迟器与报警阀连接管口径在20mm 左右。湿式报警阀压力开关动作原理，喷头爆裂喷水，湿式报警阀系统侧压力下降，报警阀阀瓣打开，供水侧向阀体供水，部分水流进入延迟器，当延迟器内压力从 0 上升到 0.03～0.05MPa（压力开关动作压力）时，压力开关动作，联动启动喷淋泵。其压力开关的动作原理为压力升高并超过其动作压力，方可动作。设置在室内消火栓泵出水干管上的“低压压力开关”则有很大的区别，不可混淆。（1）设置在消火栓泵出水管上的“低压压力开关”感应的是室内消火栓系统内压力的降压值。火灾发生伊始，某一楼层一支水枪出水，室内消火栓稳压系统内压力下降，“低压压力开关”动作，联动启动消火栓水泵。（2）“低压压力开关”要有较高的灵敏度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在室内消火栓系统中稳压型式通常有三种：①仅依靠屋面消防水箱位置高度稳压；②屋面高位水箱配置稳压泵稳压；③由下置式稳压泵或稳高压供水装置稳压。这三种稳压系统在火灾发生时，压力变化幅度均较小，尤其是在仅靠屋面消防水箱位置高度稳压的系统中，其下降范围通常仅为 1~2m 左右（屋面水箱高度通常仅为 3~4m）。因此，在具体的工程设计项目中，应根据各消防系统的稳压状况和压力降值的幅度，合理配置“低压压力开关”，才能确保火灾工况时发出信号，直接启动消火栓泵。此外，如换个角度来看，参照自动喷水灭火系统的通常做法，在消火栓水泵出水口设置湿式报警阀，并从屋顶水箱引一根专用稳压管道，接至报警阀前（水泵接合器连接管也需接至报警阀前），传统意义上的压力开关也可满足使用要求。但是，作为一种简单且易操作的消防系统，设置专用的稳压管，会使室内消火栓系统复杂化。对于那些超高层或超限高层建筑，系统将更加复杂。
2.2 流量开关
流量开关主要是在供水管路中在线或者插入式安装，监控水系统中水流量的大小。在水流量高于或者低于某一个设定点时候，触发输出报警信号传递给机组，系统获取信号后即可做出相应的指示动作。常用的流量开关根据其工作原理主要有挡板式流量开关（又称机械式流量开关）、热式流量开关（热式流量开关又称为电子式流量开关）、压差式流量开关（充满管里的流体经直线管道进入节流装置，流速将在节流处收缩，使流速加快，静压力降低，导致节流件前后产生差压。流速增大，差压也随之增大，因此，通过测量差压，可以确定流量。节流件主要有孔板、喷嘴和文丘里管）等。
2.2.1流量开关的启动
当流量开关用于建筑室内消火栓系统时，其控制要求相对简单，只要管内流量达到设定值，即联动启泵。流量值的确定有以下两种情况：（1）高位消防水箱直接供水的消火栓给水系统以 1.0~2.0L/s为自动启动流量值，即动用最不利点处的消火栓时（系统流量大于1.0~2.0L/s），流量开关发出启泵信号；（2）高位消防水箱配置稳压泵供水的消火栓给水系统以1.0~3.5L/s 为自动启动流量值，即动用最不利点处的消火栓时（系统流量大于 1.0~3.5L/s），流量开关发出启泵信号。在实际工程设计中，设计人员应当注明流量开关的启动流量值，施工人员根据流量开关的启动值现场调试，但需注意的是，流量开关出厂调节在最小流量值附近，在使用时不能调到低于出厂设定的位置，以免导致开关无法恢复到“无液流”的位置。
2.2.2 流量开关设置位置
《消水规》中 11.0.4 条条文说明写道：“流量开关通常设置在高位消防水箱出水管上。”在实际工程设计中，有以下三种情况：（1）当高位消防水箱仅依靠位置高度重力流直接供水时，火灾时的消防水箱出水管的流量与消防设施动作的用水量是一致的，因此流量开关可安装在高位消防水箱出水管上得任何位置上。（2）当高位水箱配置稳压泵供水时，根据系统运行工况，稳压泵的流量仅是管网补水，并非火灾工况的用水，无需发出自动启动信号，而稳压泵配套的气压水罐后端的供水流量则可能是系统灭火设施动作的反映。因此，正确的流量开关安装位置应为消防水箱出水管的气压水罐供水后端和水箱重力流管的汇合管上。（3）在高位消防水箱配置稳压泵及气压水罐的方式中，除各系统单独设置外，尚有将消火栓系统和自动喷水灭火系统合用一套装置的方式，在合用一套装置系统上，由于消火栓、自动喷水灭火系统均设有各自的消防加压泵（合用加压泵对的情况相对较少），应在高位消防水箱稳压系统后各系统的出水管上分别设置各自的流量开关，在火灾发生时由相应灭火设施的动作流量产生启动信号，开启对应的消防加压泵。
结束语
（１）室内消火栓系统消防泵出水干管上压力开关的设定压力应根据不同的消火栓系统来确定。（２）室内消火栓系统初期火灾最小消防流量与系统内最不利点处灭火设施的静压力及使用的灭火设施的种类有关；系统流量开关的设定流量应依据系统初期火灾最小消防流 量 及系统正常 泄漏 量来确定。（３）仅设置消火栓的独立供水及联合供水系统中流量开关的设定流量应介于系统的正常泄漏量与初期火灾最小消防流量之间。
参考文献
[1]龚海宁.隔震建筑中给排水管道穿越隔震层（沟）的技术措施探讨[J].给水排水，2019，55（02）：92-98.
[2]张亮.成都某超高层建筑给排水与消防设计要点探讨[J].给水排水，2019，55（01）：77-80.
[3]王胜男.关于高层建筑给排水消防设计的关键技术的探讨[J].中国战略新兴产业，2018（44）：172.
论文作者:彭宗旭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/9/29
标签：消火栓论文; 流量论文; 系统论文; 水箱论文; 报警阀论文; 压力开关论文; 室内论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;