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篇1

引言

水消防系統(tǒng)的穩(wěn)壓方式分為穩(wěn)壓泵直接穩(wěn)壓方式和穩(wěn)壓泵與氣壓水罐配合穩(wěn)壓方式。其中穩(wěn)壓泵直接穩(wěn)壓又分為穩(wěn)壓泵配合高位水箱穩(wěn)壓和穩(wěn)壓泵配合地下消防水池直接穩(wěn)壓兩種；穩(wěn)壓泵與氣壓水罐組合系統(tǒng)又分為高位水箱配合氣壓給水裝置穩(wěn)壓和氣壓給水裝置取代高位水箱穩(wěn)壓方式兩種。

1  穩(wěn)壓泵配合高位水箱穩(wěn)壓方式

系統(tǒng)工作時，穩(wěn)壓泵從高位水箱取水升壓后輸入系統(tǒng)，進(jìn)行滅火。穩(wěn)壓泵停止運(yùn)行或者檢修時，由高位水箱向系統(tǒng)供水穩(wěn)壓，所以對于火災(zāi)危險(xiǎn)性不大及系統(tǒng)規(guī)模不大的消火栓給水系統(tǒng)可以采用此種方式。

2  穩(wěn)壓泵配合地下水池直接穩(wěn)壓方式

穩(wěn)壓泵配合主泵，從水池取水輸向系統(tǒng)保持系統(tǒng)壓力式，稱“常高壓”或“穩(wěn)高壓”、“準(zhǔn)高壓”系統(tǒng)，是不設(shè)高位消防水箱的系統(tǒng)?！胺€(wěn)高壓”消防給水系統(tǒng)的穩(wěn)壓泵必須在平時保持運(yùn)行狀態(tài)，維持管網(wǎng)壓力，在火災(zāi)發(fā)生時，仍應(yīng)能運(yùn)行一段時間，直至主消防泵啟動時為止，須按主、備泵設(shè)置穩(wěn)壓泵。由于需要穩(wěn)壓泵一直保持運(yùn)行狀態(tài)，浪費(fèi)能源，而且對穩(wěn)壓泵長期處于工作狀態(tài)，對其使用壽命有很高要求，所以工程中此種方式已不使用。

3  高位水箱配合氣壓給水裝置穩(wěn)壓方式

其氣壓罐均按“小罐”的容量要求設(shè)置，氣壓水罐的有效容積對于消火栓系統(tǒng)來說為300l，對于自動噴水系統(tǒng)來說為150l，若兩種系統(tǒng)合用則為450l。這一類氣壓給水裝置在穩(wěn)壓泵故障時，仍能在30s內(nèi)維持系統(tǒng)壓力。而且可在系統(tǒng)工作壓力降至主消防泵設(shè)定壓力時及時發(fā)生啟動主消防泵的信號，因此穩(wěn)壓泵故障對系統(tǒng)供水安全影響是不大的，即使在極端的情況下，高位水箱仍能擔(dān)負(fù)向系統(tǒng)供水的任務(wù)，只是系統(tǒng)最不利位置的水壓受到影響而已。這種方式的工作流程大概為：氣壓水罐的壓力由穩(wěn)壓泵提供，當(dāng)氣壓水罐壓力達(dá)到設(shè)定要求后，穩(wěn)壓泵停止，平時管網(wǎng)壓力由氣壓水罐提供，滿足系統(tǒng)的水壓水量要求。當(dāng)系統(tǒng)壓力下降到一定設(shè)定的程度后，穩(wěn)壓泵啟動，將系統(tǒng)壓力補(bǔ)足后再停止。如此反復(fù)使系統(tǒng)時刻處于“準(zhǔn)工作”狀態(tài)。若系統(tǒng)壓力持續(xù)下降，則判斷為火災(zāi)（此時噴頭爆破或消防水槍射水），穩(wěn)壓泵持續(xù)向消防管網(wǎng)供水，同時啟動消防泵房的消防主泵，向系統(tǒng)供水，實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)的撲救。這種方式穩(wěn)壓泵不需要一直工作，電費(fèi)支出也比較小。此種方式為現(xiàn)行設(shè)計(jì)中最常用的穩(wěn)壓方式。也是規(guī)范推薦的消防穩(wěn)壓方式。 

4  氣壓給水裝置取代高位水箱穩(wěn)壓方式

其氣壓罐是按“大罐”的容量要求設(shè)置，消火栓給水系統(tǒng)的氣壓給水設(shè)備應(yīng)儲存10min的消防用水量；自動噴水滅火系統(tǒng)的氣壓給水設(shè)備應(yīng)儲存最不利處4只噴頭持續(xù)10min供水的水量，在自噴系統(tǒng)中有條件地限定其應(yīng)用場合。這類穩(wěn)壓方式的穩(wěn)壓泵應(yīng)按主、備用泵設(shè)置，目的是防止在適應(yīng)狀態(tài)下主穩(wěn)壓泵故障時，及時將備用泵投入使用。

5  設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

實(shí)際工程中，有的設(shè)計(jì)未設(shè)高位水箱，只設(shè)氣壓罐和穩(wěn)壓泵，供給消火栓系統(tǒng)和自動噴水系統(tǒng)，且氣壓罐容積為450l，僅滿足30s消防用水量。理由為：一旦發(fā)生火災(zāi)，滅火設(shè)備開啟，氣壓罐壓力下降后，消防水泵就自動啟動，有了消防水池作為水源，消防給水設(shè)施就能正常運(yùn)行。雖然《噴規(guī)》規(guī)定不設(shè)高位水箱的建筑，可設(shè)氣壓罐作供水設(shè)備；《建規(guī)》也規(guī)定設(shè)置臨時高壓給水系統(tǒng)的建筑物應(yīng)設(shè)消防水箱（包括氣壓水罐、水塔、分區(qū)給水系統(tǒng)的分區(qū)水箱）。但規(guī)范均對其容量作出了要求：應(yīng)滿足10min消防用水量。這種“小罐”顯然滿足不了要求。因此不許用“小罐”代替高位消防水箱。

    有些建筑的穩(wěn)壓系統(tǒng)在設(shè)計(jì)表面上看似乎很完整。設(shè)有氣壓罐、旁通管、兩臺穩(wěn)壓泵一用一備。但實(shí)際運(yùn)行時，系統(tǒng)會延遲升壓，水回流至水源。主要原因就是每臺穩(wěn)壓泵出水管上無止回閥，旁通管也沒有止回閥。當(dāng)一臺穩(wěn)壓泵工作時，工作泵的高壓水通過另一臺不工作泵和旁通管回流至消防水箱。穩(wěn)壓泵停止運(yùn)行后，氣壓罐的高壓水也會回流至消防水箱。

在自動噴水系統(tǒng)中，經(jīng)過穩(wěn)壓泵加壓的水流應(yīng)經(jīng)過報(bào)警閥，不允許直接與報(bào)警閥后管道相連。有的工程直接相連后，一旦發(fā)生火災(zāi)，噴頭爆破噴水，管網(wǎng)壓力下降，穩(wěn)壓泵啟動工作，消防水箱內(nèi)的水就不斷的向管網(wǎng)供水，由于水流沒有經(jīng)過報(bào)警閥，壓力開關(guān)和水力警鈴不能發(fā)出報(bào)警，也就無法地動自動噴水泵。就會發(fā)生消防水箱的水用完后，系統(tǒng)無水可用，直接影響火災(zāi)的撲救。

采用氣壓給水裝置配合高位水箱增壓其目的是解決建筑消防中，在高位水箱難以滿足消防給水系統(tǒng)最不利點(diǎn)所需水壓的問題，此時在高位水箱出水管上增設(shè)調(diào)節(jié)容積為150l或300l,甚至450l的氣壓水罐，配合高位水箱增壓。這就是所謂的氣壓給水裝置高位增壓的系統(tǒng)。該系統(tǒng)要求氣壓給水裝置能啟動消防給水系統(tǒng)的供水裝置，可以是單獨(dú)向系統(tǒng)供水，也可以把氣壓給水裝置作為高位水箱的增壓設(shè)施，聯(lián)合組成高位水箱供水裝置。《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》并不禁止這種供水方式，有的設(shè)計(jì)者認(rèn)為該規(guī)范條文中沒有提出這種增壓形式，就誤以為用氣壓罐配合高位水箱增壓是規(guī)范所不允許的，這完全是一種誤解。

以上僅對建筑消防給水系統(tǒng)中常用的穩(wěn)壓措施進(jìn)行了介紹，總結(jié)了臨時高壓制消防給水系統(tǒng)的配置方案。  當(dāng)然隨著技術(shù)的更新和新型設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，使我們在設(shè)計(jì)時可以有不同的方案可供比較和選擇，只要結(jié)合工程實(shí)際需求，通過認(rèn)真的分析和比較，一定能做出更好的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)建筑物功能的完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]gb50016-2006 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[s].2006.

篇2

中圖分類號： TU821 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

高層建筑的消防安全可靠性，與消防水池的布置形式、消防設(shè)施的布局完善，以及消防系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的合理設(shè)置等因素有關(guān)。在此，針對消防池的布置形式、防止泄漏和如何提高系統(tǒng)可靠性等方面進(jìn)行簡要分析。

一、消防給水形式

1）設(shè)置高位消防水池。該方式就是在屋頂設(shè)置大容量的消防水池（考慮滅火災(zāi)延續(xù)時間內(nèi)所需要的水量），利用生活加壓水泵將所水的一次提升至至消防水池內(nèi)貯存。遇到火災(zāi)發(fā)生時，即可直接依靠水池中的消防貯水進(jìn)行滅火，具體可通過室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)完成。這樣，除了屋頂消防水池設(shè)置高度不夠，需要在頂層設(shè)消防增壓泵以滿足建筑最高幾層消防設(shè)施所需的壓力外，一般不需要再設(shè)置消防專用水泵和相應(yīng)的控制電器系統(tǒng)。特別是對于50m以下，需要分區(qū)減壓供水的高層建筑，其效果非常好，只需在分區(qū)的適當(dāng)高度和部位設(shè)置小容量的調(diào)壓水箱，就可完全滿足消防使用水的要求了。

高位消防水池的特點(diǎn)：一是它不存在平時因維護(hù)管理不善、長時期不使用致使消防專用水泵在著火時無法啟動等現(xiàn)象與弊端。其消防的安全可靠性非常高，而控制又簡單，使用又方便；二是對供電要求條件不高，無需雙路電源或設(shè)置自備的柴油發(fā)電機(jī)組供電。這樣，從而就簡化了消防給水系統(tǒng)，并有利于設(shè)計(jì)、施工和管理。三是消防水池的容積較大，而對建筑外觀和結(jié)構(gòu)計(jì)算和抗震投資等影響較大，不易被人們所接受，所以就限制它的應(yīng)用范圍。

2）氣壓罐式消防供水。其供水方式與其他供水方式有所不同，關(guān)鍵就是不需要另設(shè)置高位水箱，消防管網(wǎng)也始終處于長高壓狀態(tài)，消防的安全可靠性也較高。但是，對供電的要求比較嚴(yán)格，需要兩路電源或柴油發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)來保障。由于該供水方式以其獨(dú)特的供水形式，不受高度的限制，加上安裝靈活方便，操作又簡單，并具有自動化程度高、消防出水快、技術(shù)上安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣大設(shè)計(jì)者和使用者所關(guān)注?，F(xiàn)在許多高層建筑消防給水設(shè)計(jì)已不斷采用。但是，該供水方式耗電較高，日常運(yùn)行費(fèi)用也大。往往有四分之一的能耗而被用來維修無效壓力的區(qū)間上而浪費(fèi)掉。另外，在需要分區(qū)減壓供水的高層建筑消防給水設(shè)計(jì)中，由于每分區(qū)都要設(shè)一個存有l(wèi)0分鐘消防用水量的大氣壓罐，所以也是非常不經(jīng)濟(jì)合理的。

3）高位水箱與消防水泵結(jié)合供水。該供水方式也是高層建筑消防給水設(shè)計(jì)中采用最多和最易接受的一種消防供水方式。需要在高層建筑屋頂設(shè)置小容量的高位水箱，平常與生活用水并用，并且要能滿足10分鐘的消防用水量，配套在建筑物底層（地下室）或室外設(shè)消防專用水池、水泵和泵房。

高位水箱與消防水泵結(jié)合供水的主要特點(diǎn)：它與高位消防水池供水方式最大的不同點(diǎn)在于：消防供水滅火的任務(wù)主要是由消防專用水泵來完成。從建筑的高度及分區(qū)上說，該供水方式又可分為一次加壓供水、分區(qū)并聯(lián)加壓供水和分區(qū)串聯(lián)加壓供水三種形式。①一次加壓供水適用于建筑高度在50m以下，并且不需要分區(qū)供水的高層建筑。②分區(qū)并聯(lián)加壓供水，用于建筑高度超過50m，且需要分區(qū)減壓供水的高層建筑。分區(qū)并聯(lián)加壓供水，各分區(qū)供水互不影響，其消防安全可靠，分區(qū)水箱容積較??；它的消防專用水泵可集中設(shè)置，便于平時維護(hù)、管理，但對于消防供水管材的質(zhì)量要求較高些。③分區(qū)串聯(lián)加壓供水，用于建筑高度超過50m，且需要分區(qū)減壓供水的高層建筑。它對消防管道壓力要求較低，可減少管道的維修量。但對各區(qū)供水有聯(lián)系，消防安全可靠性較差。當(dāng)下一區(qū)的消防專用水泵出現(xiàn)故障時，將影響其上區(qū)消防滅火的可靠性。同時，串聯(lián)供水，水泵安裝分散，平時的維修、管理困難。

4）全自動恒壓變頻調(diào)速供水。該供水控制技術(shù)是一種用于生活、消防的新型節(jié)能供水設(shè)備。它采用了最新的交流變頻調(diào)速技術(shù)和自動化技術(shù)，對管網(wǎng)壓力實(shí)地檢測，以此反饋控制水泵轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程等，從而保證管網(wǎng)供水壓力的恒定。

全自動恒壓變頻調(diào)速供水特點(diǎn)：消防供水與生活供水共用一組水泵，并共用備用水泵，這樣減少了設(shè)備的占地面積，并避免了因水泵長時間不用而銹蝕所引起的不安全因素，有效增強(qiáng)了消防供水的安全可靠性。

二、消防給水超壓、泄壓問題分析與解決

2.1 超壓、泄壓問題分析

1）消防給水超壓問題。它是指系統(tǒng)內(nèi)的水壓超過其工作壓力的限值，造成管道、附件、器材和設(shè)備的損壞，或造成給水的不均勻。這樣，不利于系統(tǒng)的滅火，也影響系統(tǒng)得正常運(yùn)行。而超壓問題在高層建筑消防給水中是客觀存在，因此應(yīng)引起重視，并采取防治對策。超壓原因主要有：①系統(tǒng)小流量出水。火災(zāi)初期，自動噴水滅火系統(tǒng)往往只有幾個噴頭動作，或自動噴水滅火系統(tǒng)在進(jìn)行末端試水時，所需要的流量都很小，而自動噴水滅火系統(tǒng)的加壓泵是按設(shè)計(jì)秒流量來選擇的，所以兩者相差好幾倍。這時加壓泵在小流量下工作，就會造成加壓泵揚(yáng)程大幅度升高，從而使自動噴水滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)超壓。②水泵結(jié)合器的超壓。消防給水豎向分區(qū)的上、下區(qū)共用水泵結(jié)合器，防止串壓的止回閥不嚴(yán)密時，下區(qū)就會出現(xiàn)超壓；另外，當(dāng)消防車的消防泵向室內(nèi)消防給水管網(wǎng)供水時，有時會造成管網(wǎng)的超壓（特別是消防車的消防泵與系統(tǒng)的消防泵串聯(lián)運(yùn)行時，這種可能性較大）。③水錘超壓。這是因消防泵故障或停電而突然停轉(zhuǎn)所造成的水錘現(xiàn)象。④豎向分區(qū)不合理。在建筑物高度較高時，給水的豎向分區(qū)未按1.2MPa上作壓力的要求分區(qū)，從而造成系統(tǒng)的超壓。⑤未設(shè)置排氣裝置。自動噴水滅火系統(tǒng)的給水管網(wǎng)中未設(shè)置排氣閥或排氣閥的位置設(shè)置不當(dāng)，從而使管網(wǎng)內(nèi)的空氣處于被壓縮的狀態(tài)，者可能發(fā)生壓力波動造成超壓。

2）減壓、泄壓方式。自動噴水滅火系統(tǒng)中，普遍存在超壓的問題，所以必須采用減壓和泄壓方式來解決系統(tǒng)的超壓問題。主要通過給水的減壓和泄壓，保證給水的均勻性和給水的可靠，確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量能正確使用；另外，通過這種方式的解決，也有利于系統(tǒng)的設(shè)備和材料的安全。

2.2 超壓、泄壓問題的解決

自動噴水滅火系統(tǒng)的給水減壓主要通過以下幾方面來解決：①采取有效的技術(shù)措施來防止超壓的產(chǎn)生。一是合理布置自動噴水滅火系統(tǒng)的給水管網(wǎng)，盡量將噴頭均勻布置在配水管的兩側(cè)，這可均衡各個配水管的水壓。二是合理選擇下放給水系統(tǒng)的分區(qū)，并適當(dāng)減少給水分區(qū)的壓力值（當(dāng)建筑高度低于或等于120m時，消防給水豎向分區(qū)可以采用減壓閥、分區(qū)水泉、多出口泉等并聯(lián)消防泉給水系統(tǒng)；建筑物高度達(dá)于120m時，消防給水豎向分區(qū)可以采用多臺消防泵直接串聯(lián)或設(shè)中間水箱轉(zhuǎn)輸?shù)拇?lián)消防泵給水系統(tǒng)）。三是在消防泵的選擇上，可以采用流量一揚(yáng)程曲線平緩的消防泵。有條件的建筑采用切線消防泵、水冷直聯(lián)消防泵或者變頻調(diào)速消防泵。②可適當(dāng)采取相應(yīng)的泄壓和穩(wěn)壓措施，使超壓值對給水管網(wǎng)不致造成損壞（如泄壓閥、安全閥、穩(wěn)壓閥、氣罐閥等）。③有效提高整個消防給水系統(tǒng)的承壓能力。一般情況下出現(xiàn)的超壓，能在允許工作壓力范圍。

三、提高消防給水系統(tǒng)可靠性問題

對于高層建筑消防給水系統(tǒng)的可靠性，是指高層建筑消防給水系統(tǒng)在規(guī)定的條件、時間內(nèi)，能夠完成規(guī)定的功能的能力。其可靠性對保證高層建筑消防的作用有舉足輕重的影響。消防給水系統(tǒng)的可靠性通常用可靠度來表示。它是消防給水系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率，是一種表示隨機(jī)事件發(fā)生可能性大小的一個量。

①消防給水系統(tǒng)的可靠性框圖問題。為了研究系統(tǒng)的可靠度，先要弄清系統(tǒng)的功能、失效模式，并準(zhǔn)確地繪出可靠性框圖。通過建立消防給水系統(tǒng)模型，研究系統(tǒng)可靠度與單元（組件）可靠度之間的函數(shù)關(guān)系。其單元的可靠度可以通過大量的試驗(yàn)確定，由此可確定由若干單元相互組合成的復(fù)元體系統(tǒng)的可靠度。系統(tǒng)可以分為非儲備系統(tǒng)、儲備系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)儲備系統(tǒng)，又可分為工作儲備和非工作儲備系統(tǒng)。而非儲備系統(tǒng)實(shí)際上是一種串聯(lián)系統(tǒng)。消防給水系統(tǒng)對供水的要求較高，需要有足夠的保證率，故多采用儲備系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)的形式。在工作儲備方式中，可分為并聯(lián)系統(tǒng)、混聯(lián)系統(tǒng)、表決系統(tǒng)。在消防給水系統(tǒng)中，主要由消火栓給水系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)組成，其中一各單元（閥門、消火栓、噴頭、管道等部件）或設(shè)備（水泵、水池、水箱等）的功能，決定了可靠性框圖的關(guān)系。就兩個閥門用管道相連的可靠性框圖說，若其作用是讓水流通過，則兩閥需同時開啟。從可靠性的角度看，這就是一個串聯(lián)系統(tǒng)；若作用是起截?cái)嗨髯饔?，則關(guān)閉其中一個閥門就可完成截流作用，該可靠性框圖就為并聯(lián)系統(tǒng)。所以，同是一個結(jié)構(gòu)，不同的功能可靠度是不同的。在水泵給水的方式中，雖然同樣的形式但關(guān)系也不同，可靠性框圖也就不同。②消防給水系統(tǒng)的可靠性度量計(jì)算問題。消防給水系統(tǒng)的可靠性，則是由各單元的功能關(guān)系所決定的，所以系統(tǒng)的可靠度也就由各單元的可靠度組合而產(chǎn)生。

四、結(jié)論

①消防給水方式的選擇，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況確定，要對與之相關(guān)的各種因素進(jìn)行綜合評估，以確定適合于本建筑物特點(diǎn)的消防給水方式。②自動噴水滅火系統(tǒng)為主體的高層建筑消防給水系統(tǒng)中，給水系統(tǒng)的超壓問題不能忽視，設(shè)計(jì)時應(yīng)采取有效的減壓和泄壓措施。③系統(tǒng)可靠性的選取，要能與分配保證高層建筑消防給水系統(tǒng)的功能和壽命同步達(dá)到設(shè)計(jì)要求。整個系統(tǒng)與每一個子系統(tǒng)都要具有一定的可靠度，避免系統(tǒng)不可靠而發(fā)生故障所引起的經(jīng)濟(jì)損失。所以，設(shè)計(jì)者必須在安全與經(jīng)濟(jì)兩者之間來求得合理的平衡，并且達(dá)到最優(yōu)程度。

參考文獻(xiàn)：