张鑫峰

上海市隧道工程轨道交通设计研究院 上海 200235

城市地下隧道轨道交通工程的消防系统供水，一般由城市给水干管引入两路进水管，其中管网压力和管网水量是消防系统设置模式的限制性条件。当城市管网压力不能满足消防水压要求时，消防泵直接从城市管网抽水，不设消防水池；当市政给水不能满足消防水量要求时，为了保证供水安全性，需增加消防水池[1]。

市政直接供水和消防水池供水是两种常见的供水形式。下面针对这两种不同形式的供水方案，着重分析压力自动起泵控制点位的设置方案。

1 市政直抽增压方案

城市地下隧道轨道交通工程通常穿越市政配套成熟的中心城区，虽然该区域市政给水管网密集，具备两路供水的先天条件，可以有效保证车站的供水安全。但由于中心城区市政管网距离城市水厂较近，管网富余水压较高，且市政管网水压波动较大，无形中增大了采用市政直抽增压供水自动起泵控制点位的设计难度。

自来水公司通常情况下不出具用水节点实时水压数据，仅承诺给水节点水压不低于国家规定的0.14MPa，为了保证消防增压系统的可靠性。消防增压设备参数设计过程中往往以最低值计算水泵扬程，这种设计模式，虽然保证了消防供水的可靠性，但水泵的扬程往往不能根据用水节点最低水压达到合理选型、经济节约的设计初衷。一方面，近中心城区的地方，市政节点水压正常情况下都可以达到0.4MPa，倘若按照实际节点水压值，消火栓增加设备基本上没有设置的现实必要。出于安全供水的实际需要，根据最低水压值的相关要求，又增设增压稳压设备[2]。

市政直抽增压方案系统示意图如下：

从市政给水管网设计直接抽水的方案，在增压泵组后设置3处电接点压力表。1号电接点压力表控制稳压泵的启停状态；2号电接点压力表控制消防主泵的启动状态；3号电接点压力表控制管网的最高、最低报警压力（最高报警压力=管网安全泄压阀的泄压值，最低报警压力=消防泵启泵压力-1m）。

消防泵主泵设计扬程按照在市政最低水压0.14MPa前提下，满足最不利点消火栓压力需求不小于0.25MPa计算。稳压泵设计扬程在主泵基础上增加0.05-0.10MPa。

业内对于稳压泵是否参与消防，存在两种分歧。第一种主流观点，稳压泵不参与消防。一方面在于着火后稳压泵水量较小，达不到灭火的水量要求。另一方面，设置稳压泵的目的仅仅是为了补偿管网渗漏水，维持管网正常压力需求。另一种观点为稳压泵参与火灾初期消防自救，在消防主泵启动时稳压泵停止工作。笔者认为稳压泵参与初期火灾，可以有效避免消防主泵频繁启动。只有在稳压泵及气压罐无法满足水量需求的情况下，消防主泵再参与进来，一方面在一定程度上可以避免因误开消火栓造成主泵启动的情况发生；另一方面可以减少因自救式卷盘挪为他用情况下，不频繁启动主泵[3]。

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》图示，针对设置有消防泵及稳压泵的系统，稳压泵起泵压力P1≥P不利市政稳压(0.15MPa)，稳压泵停泵压力P2=P1/0.85。消防泵启泵压力P=P1-(0.07-0.10)。通常情况在地下车站，由于最不利点消火栓水压P不利市政稳压=0.14MPa +0.08MPa＞0.15MPa,致使发生火灾前期,由于用水量少,管道水损低,管网压力短时间内压降无法满足稳压泵及主泵启泵条件，致使延误扑灭初期火灾最佳时机。

鉴于此，为了避免中心城区管网压力过高，消防主泵不能正常启动的特殊情况。笔者认为为了保障最不利点栓口动压要求，电接点压力表控制点位设计如下：1号电接点压力表的上下限对应稳压泵的启停状态，稳压泵起泵压力P1需满足最不利点动压不小于0.32MPa，稳压泵停泵压力P2=P1/0.85。消防主泵起泵压力P需满足最不利点动压不小于0.25MPa[4]。

消防主泵起泵压力选在满足最不利点动压不小于0.25MPa有如下原因：首先，消火栓栓口动压不小于0.25MPa情况下，可以满足最不利点消火栓栓口不应小于0.25MPa的规范要求；其次，由于采用市政直抽的设计方案，最不利点存在大于0.25MPa的情况，在不启动消防泵的情况下，可满足消防水压要求。基于该原因，起泵压力值大于0.25MPa，一方面会造成消防主泵频繁启动；小于0.25MPa，水泵基本上形同虚设，无实际意义。

消防水泵直抽的形式水泵启动流程如下：正常情况下最不利点P不利介于P1与P2之间：(1)当P不利压力下降至P1时，稳压泵启动，给消防管网补水；(2)当P不利升至P2时，稳压泵停泵；(3)稳压泵启动，P不利持续下降，当下降至P时，消防主泵启动同时稳压泵停泵。

笔者认为消防水直抽的消防系统，将稳压泵起泵压力设置在满足最不利点栓口动压始终不低于0.32MPa，消防主泵起泵压力设置在满足最不利点栓口动压始终不低于0.25MPa，这样做可以有效消减市政水压波动对车站消防系统的影响，消防主泵是否启动，均不影响最不利点消火栓的使用需求。另外最不利点栓口动压始终不低于0.25MPa，一方面避免消防泵频繁启停，另一方面可以尽量利用市政富裕水头。增大消防泵起泵的压力值，为保证管网消防供水安全，具有现实意义。

2 消防水池增压方案

针对偏远郊区及周边市政当市政给水暂时配套不全的地方，由于周边管线不能满足消防水量要求，为了保证供水安全性，需增设消防水池。消防增压稳压系统直接从消防水池抽水。由于设置了消防水池，使室内消防环管与室外市政给水管隔离开来，市政富余水压不直接作用于室内消防环管。由于消防水泵自动起泵的压力控制点无市政水压波动等因素的影响，使该系统在起泵点位控制上相对简单[5]。

由于远郊区市政供水存在覆盖不全，管线不完善的特殊情况，增设消防水池是大部分地区自来水公司的推荐选项。考虑到隧道工程消防供水的可靠性，增设消防水池成为不二之选。

消防水池增压方案系统示意图如下：

增设消防水池的消防系统，从消防水池直接抽水的设计方案，电接点压力表设置情况同直接抽水的方案，根据需要设置3处电接点压力表。1号电接点压力表控制稳压泵的启停状态；2号电接点压力表控制消防主泵的启动状态；3号电接点压力表控制管网的最高、最低报警压力（最高报警压力=管网安全泄压阀的泄压值，最低报警压力=消防泵启泵压力-1m）。

消防泵主泵设计扬程按照满足最不利点消火栓压力需求不小于0.25MPa计算，稳压泵设计扬程在主泵的基础上增加0.07MPa，为保证水泵启动瞬时超压需要设置减压阀[6]。

根据以往工程实际案例，笔者认为1号电接点压力表的上下限对应稳压泵的启停状态，稳压泵起泵压力P1需满足最不利点动压不小于0.25MPa，稳压泵停泵压力P2=P1/0.85。消防主泵起泵压力P需满足最不利点动压不小于0.18MPa。这样设置水泵自动起泵点位，可以保证消防主泵在投入使用时可以尽快参与消防，减小响应时间。

消防主泵起泵压力选在满足最不利点动压不小于0.18MPa有如下原因：首先，消火栓栓口动压不小于0.18MPa情况下，可以满足最不利点消防水枪具有10米充实水柱出水要求；其次，稳压泵的起泵压力值高于主泵起泵压力0.07MPa，满足《新消规》“5.3.3-2稳压泵的设计压力应保持系统自动启泵压力设置点处的压力在准工作状态时大于系统设置自动启泵压力值，且增加值宜为0.07MPa～0.10MPa”规范相关指导意见；再次，消防系统准工作状态的压力可以不小于0.15MPa的相关要求。

根据该方案，电接点压力表控制消防泵的启停，稳压泵及主泵水泵启动流程如下：正常情况下最不利点P不利介于P1与P2之间，1、当P不利压力下降至P1时，稳压泵启动，给消防管网补水；2、当P不利升至P2时，稳压泵停泵；3、稳压泵启动，P不利持续下降，当下降至P时，消防主泵启动同时稳压泵停泵。

笔者认为设置消防水池的消防系统，将稳压泵起泵压力设置在满足最不利点栓口动压始终不低于0.25MPa，消防主泵起泵压力设置在满足最不利点栓口动压始终不低于0.18MPa，具有现实意义。稳压泵启停压力区间需保证自救式卷盘消防供水水压需求，消防主泵起泵压力满足管网充水设计要求。

3 结语

综上所述，鉴于地下隧道消防通常采用直抽及消防水池供水的两种不同设计模式，稳压泵是否参与初期消防众说纷纭。笔者认为提高稳压泵设计标准，让稳压泵参与日常渗漏及初期火灾，根据不同消防水泵吸水模式采用适合的起泵控制点位具有现实意义：（1）市政直抽增压方案：稳压泵起泵压力P1需满足最不利点动压不小于0.32MPa，稳压泵停泵压力P2=P1/0.85。消防主泵起泵压力P需满足最不利点动压不小于0.25MPa。（2）消防水池增压方案：稳压泵起泵压力P1需满足最不利点动压不小于0.25MPa，稳压泵停泵压力P2=P1/0.85。消防主泵起泵压力P需满足最不利点动压不小于0.18MPa。