摘要：《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）第8.6.6条规定，消防水泵应采用自灌式吸水。但是本条的条文解释又补充了采用自灌式引水有困难时，应有可靠迅速的充水设备。随着项目的多样性和建筑条件的复杂性，消防水泵不能自灌的情况越来越多，笔者就遇到此类情况，下面就通过介绍几种解决消防泵不能自灌的方法来选择消防泵。 关键词：普通消防泵 不能自灌 潜水消防泵 深井泵
笔者不久前为某十一层的办公楼做给排水和消防设计，该办公楼的水泵房设在架空层，不便设消防水池。在办公楼的南面有一个天然水塘，水域7银钟花亩，平均水深为1.5m，最浅处水深能保证在1.2m。由于该办公楼位于一个小区内，该小区的景观水与这个天然水塘循环使用。为了保证小区的景观水不干涸，甲方请景观公司做了一套雨水收集利用系统，同时为预防干旱少雨，还自建了水井随时可抽取地下水作为补充。因此水塘的水位可保持长年不变。水质方面，甲方采用了一套净化过滤系统可保证水质为：水中的PH值为6.5～8.5；水中含固体杂质的体积比不超过0.1％，粒度不大于0.2mm。鉴于以上原因，经消防部门同意，将天然水塘作为室内消防用水水源。
由于天然水塘水面的水位标高低于办公楼架空层地面标高，此外，基础和防水等措施处理起来很麻烦，水泵房位于架空层上。此情况下，普通消防水泵无法实现自灌。为了解决这个问题，笔者提出了几种方案并对各种方案的优缺点进行比较，最后确定方案。
首先，根据国标《消防泵》（GB 6245－2006），消防泵分为普通消防泵、深井消防泵和潜水消防泵。下面我就对以上三个类型的泵进行分析、选择。
普通消防泵
这类泵一般为离心泵。离心泵的工作原理是工作前，先将泵内充满液体，然后启动离心泵，叶轮快速转动，叶轮的叶片驱使液体转动，液体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去，同时叶轮从吸入室吸进液体，在这一过程中，叶轮中的液体绕流叶片，在绕流运动中液体作用一升力于叶片，反过来叶片以一个与此升力大小相等、方向相反的力作用于液体，这个力对液体做功，使液体得到能量而流出叶轮，这时液体的动能与压能均增大。因此离心泵起动前泵内要灌满液体。
自吸式引水方式
自吸式水泵泵轴在吸水水面之上，吸水管的末端安装一个底阀（即起着止回阀的作用），当水泵停止运转后，可阻止吸水管倒空的现象，该种安装方法可在水泵的出水管上接一水管进行灌水用，吸水管和泵体内的空气可由泵体上的放气阀排除。一般若底阀不出故障，水泵可正常工作。但一般情况下自吸式安装由于水质不洁腐蚀底阀的橡胶堑片，水中杂质如砂粒、水泥块、锈蚀片卡在底阀上，或底阀轴锈蚀等原因使底阀失去单向阀的作用而使整个系统出现故障不出水。底阀的水头损失也很大。而且启动时需向泵内注水和向泵外排气，不能作到启泵即出水，容易贻误灭火时机，故自吸式引水方式不提倡应用于消防水泵。
但是目前，已有厂家生产出了XBD型强自吸消防泵。该产品性能满足国家标准和建筑设计防火规范对消防泵的要求，产品已经“国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心”检测合格。
稀土永磁同步电机其工作原理为：该系列泵自身带有吸真空装置，电机启动后吸真空装置开始工作，将吸水管即泵内的空气排出，泵随即吸水工作。吸真空装置有手动和自动两种控制方式。手动装
置在泵启动前将控制手柄置于“合”的位置，在水泵上水后，再将手柄置于“离”的位置；自动装置通过压力变送器传送给控制柜的压力信号的变化，从而控制电磁离合器的离合，使吸真空装置自动开启和关闭。
由于本项目即该十一层办公楼能放置消防泵的地方只有架空层，架空层标高距水塘最低水位约2m，为了美观，水泵尽量放置在靠墙的位置，这样水泵的吸水管较长，而由于自吸泵要先排气，再吸水工作，不能达到启动即出水的供水要求，故不使用于本项目消防的要求。
自灌式引水方式
自灌式吸水方式是最普遍使用的吸水方式。此方式是使水泵充满水，水泵启动时，省去了灌水排气的时间，能迅速投入运转，提高了水泵启动的自动化和可靠程度。
这种方法常用于有地下室的建筑，布置时，把水泵房设置在地下室，水池设置在地下室、水泵房旁边或室外地下。这种吸水方式，水池的工作水位高于水泵轴线标高，使吸水管内一直都充满水，能保证水泵自动、迅速启动。对于没有地下室的建筑，若采用上述自灌式
吸水方式就有困难。因为这种建筑，水泵房一般布置在底层地面上，如果在底层水泵房旁边设置水池，特别是体积比较大的消防水池，它将占用大量的底层使用面积。这时，可采用以下几种方式解决这一问题。
第一种方式为在水泵的吸水管末端安装吸水底阀。吸水底阀实际上是一种止回阀，它保证水流只能由水池进人吸水管而不能倒流，所以如果吸水管内充满水，尽管水泵轴线标高高于水池的工作水位，但由于有吸水底阀的作用，吸水管内的水不会流入水池，可使吸水管内一直都充满水，保证水泵能自动、迅速启动。这种吸水方式的可靠性受吸水底阀质量的影响，比如，关闭不严、漏水，吸水管内的水就会慢慢流人水池，时间长了，吸水管内就没有水，导致水泵启动时仍需人工灌水。
第二种方式为采用其他水源补水。它是在第一种吸水方式的基础上，在水泵出水管止回阀的前面安装一管道，并把此管道连接到室外的市政给水管或其他外部水源，向水泵吸水管内供水，补充底阀漏掉的水，使吸水管内充满水。这种吸水方式的可靠性受室外水源的影响，在室外水源长时间停水的情况下，吸水管内的水有漏空的可能，因此水泵启动时就需人工灌水。
第三种方式是对第二种吸水方式进行改进，利用屋顶水箱向水泵吸水管内补水。这种方式不受室外水源停水的影响，可靠性高，适用于有屋顶水箱的建筑，对于没有屋顶水箱的建筑，也可以在水泵房内设置一个小水箱向水泵吸水管内补水。
第四种方式为设置泵前吸水罐，这种方式需要在水泵吸水管上设置一个吸水罐，水泵在第一次运行前，罐内应人工灌满水，第一次运行停止后，因为吸水罐的进水管高度高于罐内水面高度，尽管水池内水面高度低于罐内水面的高度，罐内的水也不会倒流，进入水池，所以，吸水罐内能储存一定的水，又因为吸水罐的出水管（即水泵的吸水管）高度低于罐内水面高度，故能保证水泵的吸水管内充满水，以后水泵再运行时，水罐内的水被水泵抽走，罐内出现负压，水池中的水在大气压力的作用下补充到吸水罐内，通过吸水罐水池内的水就不断进人水泵，被源源输出。这种吸水方式安全可靠性高，但需设置吸水罐，并且吸水管的容积越大吸水罐的体积也越大，不但使造价增加，同时也占用水泵房内一定的空间。
第五种方式为在水泵吸水管路上设置真空泵，水泵启动前，真空泵先启动，使水泵吸水管内先充满水，保证水泵自动、迅速启动。这种吸水方式需要有完善的自动控制系统以保证真空泵先于水泵启动，并且造价也高，可靠性受自动控制系统的影响。
以上五种解决水泵自灌的方式可以说各有优点，但也存在缺点。对于本项目来说都不能同时满足安全、美观、节省造价的要求。为了更好的解决这一问题，同步排吸泵便应运而生。现行《建筑设计防火规范》GB 50016-2006条文说明第8.6.6条写明若采用自管事引水有困难时，应有可靠迅速的充水设备，如同步排吸式消防水泵等。
同步排吸泵工作原理
同步排吸泵在泵前端设有气液混输装置（前置自灌器），安装时将前置器及泵壳内注满水，如图4，起泵时，前置器中的水自然流入水泵内，完成自灌引水，水泵首先将前置器内的存水由泵输往出口管路，而使前置器内形成局部真空，水池中的水在大气压力作用下通过吸水管流入前置器，形成水经由吸水管、瀑降管和出水管而进入水泵，继而又被水泵加压后送出，特别是流经瀑降管时，水从上方跌落降下酷似瀑布，由于水流瀑降，必然将吸水管中原有的空气带入水中而形成气泡，这些气泡不及分离又随水流被水泵抽走，前置器中的空气连续被带走必然导致前置器内的水位不断上升，直到吸水管中的空气排净，前置器全部恢复满水为止。
如果当水泵输水量大幅度下降时，瀑降水量大大减低，这样将不利于空气的带出，为此本
前置器特装有喷射管和气水混合管。当水泵工作时，泵出口的高压水部分流入前置器的喷射管，由于在喷射管口形成高速水流，因此前置器中的空气被一并带入气水混合管，最后将气水混合液（90%的水10%的空气）送至水管被水泵抽走，这样可保证水泵在极低负荷下仍有良好的排除空气的功能。赋码管理是什么意思
本项目，即该十一层办公楼，距水塘最近且可以放置消防泵的地方在架空层靠墙处，架空层平面与水塘最低水位差近2m，造成水泵的吸水管较长。考虑到同步吸排泵排气吸水的时间过长，故该泵也不能用于此项目。
以上是普通消防泵的不能自灌时的解决办法。在受条件限制，水泵不能时，除了采取可靠的充水设备外，还可以采取不需自灌的泵，比如潜水泵和深井消防泵。
潜水消防泵
潜水消防泵最大的优点就是可以在水下作业。具有结构简单、体积小、重量轻、不用泵房、安装、维修方便、运行安全、可靠、高效节能等特点。缺点是电缆及密封件易老化，导致漏电等。因此选择潜水消防泵时，水泵及其配件的品质很重要。
深井泵
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长轴深井泵由四大部分组成,即：工作部分（包括进水管，有些泵会有底阀），扬水管部分、泵座部分和动力系统。其中前两部分位于井下，后二部分位于井上。其中泵座承受了所有工作部分和扬水部分的重量，因此泵座必须固定在可靠的基础上。
工作原理
电机启动后，通过传动轴、叶轮轴带动叶轮旋转，在叶轮的作用下，使水获得了速度能和压力能（即扬程），具有一定能量的水，通过带有环状空间和扭曲叶片的中壳、上壳把水引导次一级叶轮或扬水管中，再通过泵座弯管吐出地面，水流所获得的扬程与叶轮级数成正比。深井泵是从水井中将地下水提送至地面的设备。
深井泵的缺点就是导轴承易磨损，维修量大，磨损后会导致轴的振动，扭曲，甚至断裂，增加了操作人员劳动强度和运行成本。
综合上述水泵的特点，再结合本项目的实际情况，笔者认为潜水消防泵比较适合。理由如下：
如图1所示，水塘在建筑物架空层的南面，南面是建筑物的正面，是用来观景的，如果在架空层上设置四台水泵，很不美观，架空层就失去了观景的作用。因此采用普通消防泵的方案未被采纳。对于深井泵，这种泵适用于需要打井取水的情况，而本项目是个天然水塘，深井泵显然不适用于本项目。所以最终确定采用潜水消防泵，设置在靠近架空层西南角的位置，阀门、压力表等附件贴着架空层西面的挡土墙上，这样便于管理。另一方面，国标《消防泵》GB 6245－2006上认可了潜水泵可以作为消防泵，而且很多厂家都可以生产出合格的产品，达到了国标的要求，并且通过了“国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心”的检测。用于具体的工程中是完全可以实现的。
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图1
结论和展望
校正死亡率从以上对各种泵的分析中不难看出，离心泵自灌式吸水方式安全可靠程度较其他方式无疑是最高的。但是当不能采用自灌式吸水方式时，应根据工程的实际情况选用水泵的吸水方式，做到既安全可靠又经济合理。尤其是我国很多南方地区水源充沛，可利用的自然水源丰富，在有可靠水量保证的情况下，完全可以充分利用自然水作为消防用水。随着科技的不断进步，相信有一天我们可以做出更多优质的水泵适用于不同的水源以满足消防的要求。
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