对消防水泵自灌式吸水设计的探讨
水泵的吸水方式有自吸式和自灌式两种
消防技术规范如《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95(2005年版) ）第7.5.4条规定，设在高层民用建筑内的消防水泵应采用自灌式吸水; 《建筑设计防火规范》(GB50016—2006) 第8.6.6条规定消防水泵应采用自灌式吸水，《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50261—2005) 第10.2.3规定，系统的供水泵、稳压泵应采用自灌式吸水方式。
这是由于消防水泵有自动启动和备用泵自动互投及备用电源自动切换的要求，在任何时间都可能有启动的可能，因此必须采用自灌式吸水，也就是说消防水泵吸水管所在的水体最低水位在整个火灾延续时间内都不应低于水泵中轴线的标高。我们在建筑工程消防设计审批中经常会遇见此类问题。
举例说明：一个大型公共建筑的消防给水系统的消防水泵布置如图1-1所示。请按某设计院设计给定条件判断该消防水泵是否为自灌式吸水。
如图1-1
设计给定条件为：
1、水池净长20m ，净宽6m;
2、消火栓泵出水量为20L/s，喷淋泵出水量为26L/s，均为一用一备，成组设置。 解析 按《建筑给水排水设计规范》（GBJ50015-2003）第2.1.32条：自灌式吸水指卧式离心泵的泵顶、立式多级离心泵吸水端第一级（段）泵体置于最低设计启动水位标高以下，启动时水靠重力充入泵体的引水方式。也就是水泵吸水管所处的水体在水泵启动时的最低水位高过水泵中轴线的标高。立式多级离心泵的工作原理：当电机带动轴上时，充满在叶轮内的液体在离心力的作用下，从叶轮中心沿着叶片间的流道甩向叶轮的四周，由于液体受到叶片的作用，使压力和速度同时增加，经过导壳的流道而被引向次一级的叶轮，这样，逐次地流过所有的叶轮和导壳，进一步使液体的压力能量增加。将每个叶轮逐级叠加之后，就获得一定扬程
这里所说的消防水泵的启动即指火灾时消防水泵从静态条件下启动，也指消防水泵在运行中，由于机械或供电方面的原因，发生主备泵切换，或短暂停电后重新启动; 对多组消防水泵，如消火栓泵、喷淋泵等，共同在一个水池中吸水时，也指它们中的任一泵组先期启动，而另一组泵组后期启动。因此我们在进行消防设计审核过程中一定要考虑到“消防水泵启动时水池的最低水位”应包含以下三种情况第一种是消防水泵在静态条件下启动；
第二种是消防水泵在运行中，发生主备泵切换和主备电切换时的重新启动；第三种是多组消防水泵的先后启动。无论何种消防水泵启动，水体的最低水位不允许低于启动泵的中轴线。否则需要启动的水泵无法启动。
在本例中，当消火栓泵启动时，工作泵运行，备用泵待命。工作泵在启动时，最高水位在溢流口处，自启动是完全可以的，而且可以一直将水体水位从A 点降至B 点为止。然而当工作水泵运行一段时间，将水池水位从A 点降至B 点以下时，可能产生以上三种情况，致使所有的消防水泵均不能启动。
为此，只能认为水位B 点为任何泵在任何条件下启动的最低水位，则A 点至B 点的水池容积即可以认为是可利用的消防水容积，即有效容积。
若认定图1-1的消防水泵引水方式为自灌式时，按上述原则确定的最低水位在B 点，则该消防水池可利用的消防水量仅为V1，按下式计算：
V1=SH
已知：S=6x20=120（m2），H=1m，故：
V1=120x1=120（m3）
按规定该建筑应储存的消防水量V2：
V2= VF1 +VF2
VF1=20x3600x2=144000（L/h）=144（m3/h）
VF2=26x3600x1=93600（L/h）=93.6（m3/h）
V2=144+93.6=237.6（m3）（未计补水量）
显然按自灌式引水标准，该水池消防水量储备不足。如果外部补水量能达到46L/s或以上时，水池水位不会低于B 点，则可判定该水池和水泵仍为自灌式。但该水池中不能利用的水体积太多，水池设计不合理。
图1-1中水泵引水方式如认定为自吸式时，水池最低水位可降至C 点，这样，水泵可资利用的消防水量为V3。
已知：S=6x20=120（m2），H=4.9（m ）, 故：
V3=SH=120x4.9=599（m3）
由计算可知，可资利用的消防水量完全满足建筑物在火灾延续时间内的消防水量要求。但这种引水方式毕竟是自吸式，不能称自灌式。对于消防水泵而言，这种方式不能保证水泵的迅速启动和可靠运行。
从以上分析可知：
（1）凡是在火灾延续时间内，水池补水量能保证水池最低水位高过消防泵中轴线标高时，方能认定为自灌式充水。反之，如图1-1则为自吸式。
（2）不能满足自灌式充水的消防水泵，必须在泵的吸水管上安装底阀，并增设自动充水设备。
以上的分析不仅适用于水泵在水池取水的消防水泵，也适用于消防稳压泵从水箱取水，但不考虑水箱的补水时间，仅以水泵吸水管中心轴标高作为最低水位，计算消防十分钟用水量。
对消防水泵自灌式吸水设计的探讨
水泵的吸水方式有自吸式和自灌式两种
消防技术规范如《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045—95(2005年版) ）第7.5.4条规定，设在高层民用建筑内的消防水泵应采用自灌式吸水; 《建筑设计防火规范》(GB50016—2006) 第8.6.6条规定消防水泵应采用自灌式吸水，《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50261—2005) 第10.2.3规定，系统的供水泵、稳压泵应采用自灌式吸水方式。
这是由于消防水泵有自动启动和备用泵自动互投及备用电源自动切换的要求，在任何时间都可能有启动的可能，因此必须采用自灌式吸水，也就是说消防水泵吸水管所在的水体最低水位在整个火灾延续时间内都不应低于水泵中轴线的标高。我们在建筑工程消防设计审批中经常会遇见此类问题。
举例说明：一个大型公共建筑的消防给水系统的消防水泵布置如图1-1所示。请按某设计院设计给定条件判断该消防水泵是否为自灌式吸水。
如图1-1
设计给定条件为：
1、水池净长20m ，净宽6m;
2、消火栓泵出水量为20L/s，喷淋泵出水量为26L/s，均为一用一备，成组设置。 解析 按《建筑给水排水设计规范》（GBJ50015-2003）第2.1.32条：自灌式吸水指卧式离心泵的泵顶、立式多级离心泵吸水端第一级（段）泵体置于最低设计启动水位标高以下，启动时水靠重力充入泵体的引水方式。也就是水泵吸水管所处的水体在水泵启动时的最低水位高过水泵中轴线的标高。立式多级离心泵的工作原理：当电机带动轴上时，充满在叶轮内的液体在离心力的作用下，从叶轮中心沿着叶片间的流道甩向叶轮的四周，由于液体受到叶片的作用，使压力和速度同时增加，经过导壳的流道而被引向次一级的叶轮，这样，逐次地流过所有的叶轮和导壳，进一步使液体的压力能量增加。将每个叶轮逐级叠加之后，就获得一定扬程
这里所说的消防水泵的启动即指火灾时消防水泵从静态条件下启动，也指消防水泵在运行中，由于机械或供电方面的原因，发生主备泵切换，或短暂停电后重新启动; 对多组消防水泵，如消火栓泵、喷淋泵等，共同在一个水池中吸水时，也指它们中的任一泵组先期启动，而另一组泵组后期启动。因此我们在进行消防设计审核过程中一定要考虑到“消防水泵启动时水池的最低水位”应包含以下三种情况第一种是消防水泵在静态条件下启动；
第二种是消防水泵在运行中，发生主备泵切换和主备电切换时的重新启动；第三种是多组消防水泵的先后启动。无论何种消防水泵启动，水体的最低水位不允许低于启动泵的中轴线。否则需要启动的水泵无法启动。
在本例中，当消火栓泵启动时，工作泵运行，备用泵待命。工作泵在启动时，最高水位在溢流口处，自启动是完全可以的，而且可以一直将水体水位从A 点降至B 点为止。然而当工作水泵运行一段时间，将水池水位从A 点降至B 点以下时，可能产生以上三种情况，致使所有的消防水泵均不能启动。
为此，只能认为水位B 点为任何泵在任何条件下启动的最低水位，则A 点至B 点的水池容积即可以认为是可利用的消防水容积，即有效容积。
若认定图1-1的消防水泵引水方式为自灌式时，按上述原则确定的最低水位在B 点，则该消防水池可利用的消防水量仅为V1，按下式计算：
V1=SH
已知：S=6x20=120（m2），H=1m，故：
V1=120x1=120（m3）
按规定该建筑应储存的消防水量V2：
V2= VF1 +VF2
VF1=20x3600x2=144000（L/h）=144（m3/h）
VF2=26x3600x1=93600（L/h）=93.6（m3/h）
V2=144+93.6=237.6（m3）（未计补水量）
显然按自灌式引水标准，该水池消防水量储备不足。如果外部补水量能达到46L/s或以上时，水池水位不会低于B 点，则可判定该水池和水泵仍为自灌式。但该水池中不能利用的水体积太多，水池设计不合理。
图1-1中水泵引水方式如认定为自吸式时，水池最低水位可降至C 点，这样，水泵可资利用的消防水量为V3。
已知：S=6x20=120（m2），H=4.9（m ）, 故：
V3=SH=120x4.9=599（m3）
由计算可知，可资利用的消防水量完全满足建筑物在火灾延续时间内的消防水量要求。但这种引水方式毕竟是自吸式，不能称自灌式。对于消防水泵而言，这种方式不能保证水泵的迅速启动和可靠运行。
从以上分析可知：
（1）凡是在火灾延续时间内，水池补水量能保证水池最低水位高过消防泵中轴线标高时，方能认定为自灌式充水。反之，如图1-1则为自吸式。
（2）不能满足自灌式充水的消防水泵，必须在泵的吸水管上安装底阀，并增设自动充水设备。
以上的分析不仅适用于水泵在水池取水的消防水泵，也适用于消防稳压泵从水箱取水，但不考虑水箱的补水时间，仅以水泵吸水管中心轴标高作为最低水位，计算消防十分钟用水量。