高层建筑消防给水系统超压与减压研究.doc

1、高层建筑消防给水系统超压与减压研究摘要：随着社会经济的快速发展和高层建筑的不断增加，在推动城市进步的同时也带来了一系列的安全隐患问题，特别是消防给水系统中的超压问题带来了危害。因此，要确保高层建筑消防给水系统的可靠性、安全性，就必须采取有效措施来支持其正常运作，防止超压问题的出现。文章主要对高层建筑消防给水系统超压和减压进行分析。 关键词：层建筑；消防给水系统；超压与减压 中图分类号：TU198 文献标识码： A 引言 着我国经济的快速发展，现在的高层建筑体型巨大，功能复杂，其投资也十分的庞大。由于其特殊的地位，经常成为我国现代都市繁荣的象征性建筑，但随之也伴随着一些的消防安全难题，这种情况也

2、逐渐成为全世界面临的共同难题。现在的火灾隐患越来越多，恶性事故也时有发生，为了避免这种现象的发生，本文具体探讨了高层建筑消防给水系统给水超压的相关措施。 一、高层建筑消防给水系统可靠性分析 高层建筑消防给水系统的可靠性,是指建筑消防给水系统在规定的条件下，在规定的时间内,能够完成规定功能的能力。它的可靠性直接关系着高层建筑消防安全。可靠性通常用可靠度来表示，是一个时间函数，是一种表示随机事件发生概率大小的量。可靠度有两种方式来测定，首先，消防给水系统的可靠性框图，分为非储备系统、储备系统、复杂系统等三方面。其次，可靠性度量，又分为串联、并联、混联、表决系统可靠性的计算。 系统可靠性的选取与分配

3、能保证高层建筑消防给水系统的功能和寿命达到设计要求。要使系统在长期使用过程中不间断地工作,这就要求整个系统与每一个子系统具有一定的可靠度。如果提高消防给水系统的可靠性，必然会提高系统花费，如果给水系统的可靠性达不到要求，就可能引起重大安全事故，出现严重后果，因此系统设计者必须在经济与安全之间做好平衡协调工作，优化系统设计，保证系统安全以及可靠性满足应用要求。 二、高层建筑消防给水系统的给水方式 1.并联分区给水方式 此方式各区有各自独立的消防泵、屋顶水箱、水泵接合器，这是较为传统的一种方式，也是最有效最安全的方式。但是要采用局部稳压设施，在当屋顶消防水箱的设置高度不能保证局部楼层最不利点的消防

4、给水静压要求时采用。局部稳压设施要求设消防稳压罐，稳压罐的调节水容积分别不小于 300L（室内消火栓给水系统） 、150L（室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统合用消防泵或消防稳压罐） 。局部稳压设施的稳压泵，室内消火栓给水系统与自动喷水灭火。 2.减压阀减压分区供水方式 减压阀给水方式是指多个分区采用一组屋顶水箱，通过减压阀并联向各分区供水，关键设备是减压阀，减压阀应用在消防给水己经有较长时间，在减压阀设备的不断完善发展下。为了消防泵的运行正常， 规程要求消防泵必须采用柴油泵或柴油发动机供电的电动泵。为了水源可靠，规程要求对大于 500m的消防水池，应分成两个。 规程规定：“当采用小区集中给

5、水泵房的生活、消防共用给水系统，且平时水泵出水压力小于 0.45MPa 的 12 层及 12 层以下的住宅，可不设消防高位水箱” 。三、超压减压的产生 1、超压的产生 消火栓的给水系统是在水泵额定工作的情况下，确保消防时需水量与最不利点栓口的出水压力满足栓口处有充实水柱以确定水泵扬程。当建筑物超过一定高度时，给水系统底层的消火栓就会超压，底层的消火栓在启泵压力时，只需要按照消防时水量表中所规定的用水量进行复核，而没有考虑火灾初期时可能只用一支水枪，或者在确保同一层次任意部位都有两支水枪具备充实水柱可同时到达的前提下，消火栓的出水压力；只启动一支水枪时，由于水泵流量比额定工作情况时的流量小，扬程

6、势一定比额定工作情况时的高，当建筑物超过一定高度时，就会造成下面几层的消火栓超压，如果设计施工时过多地考虑底层水泵扬程的富余量，那么顶层消火栓也会产生超压的可能。 2、减压的产生 当水泵流量按照高层民用建筑设计防火规范水量表规定的流量，扬程按照消火栓的栓口充慢水柱及建筑的高度确定；当建筑较高时底层消火栓会出现超压现象；复核消火栓的栓口出水压力时，如果按照启动一支消火栓或两支消火栓出水量来设置减压阀或减压孔板，如果减压后超压楼层消火栓的动压刚好能满足其充实水柱要求，一旦出现多支水枪出水灭火时，就会出现某些楼层动压偏低的现象。 四、超压与减压问题分析 1 超压系指消防给水系统内的水压超过工作压力的

7、极限值，造成附件管道设备和器材的损坏，或者造成不均匀给水，不利于灭火，从而影响系统正常运作的现象。超压的问题在高层建筑物消防给水中普遍存在，所以应引起人们的高度注意和重视，采取相应防治对策。超压原因主要有如下几方面： 1、给水系统出水量少 火灾的初期，自动喷水灭火系统一般只有少数几个喷头喷水，或自动喷水灭火系统进行终端试水时，自动喷水灭火系统需要很小的流量，然而自动喷水灭火系统中加压泵是按照设计秒流量提供动力，两者压力差相差好几倍。此时喷头在小流量下工作，就会造成加压泵的扬程大幅度升高，从而导致自动喷水系统超压。竖向的分区不合理在建筑较高时，给水系统的竖向分区未按照 1.2MPa 工作压力的要

8、求进行分区。水锤超压消防泵因为故障或者突然停电而停转造成的水锤超压。水泵的结合器超压，当消防给水系统竖向分区的上区及下区共用水泵结合器，防止串压的止回阀密封不好时，下区就会出现超压现象；另一方面，当消防车内消防泵向消防给水系统供水时，可能造成管网超压，尤其是系统的消防泵与消防车的消防泵串联工作时，超压的可能性更大。未设置排气装置自动喷水灭火系统给水系统中未设置排气阀或者位置设置不当，导致管网内空气处于被压缩状态，从而形成压力波动造成超压。 2、减压与泄压问题 在自动喷水系统中超压问题普遍存在，所以必须采取减压和泄压手段解决给水系统的超压问题。通过给水系统的减压和泄压，以确保均匀给水，保证作用面

9、积内可靠给水，因此正确使用系统设计流量；同时，还能保证系统设备及材料的安全，由此可见，给水系统的减压和泄压装置对供水意义重大。通过对超压问题分析，自动喷水灭火系统的减压可由三个途径解决：采取合理的技术防止超压的发生：首先，合理布置自动喷水灭火系统的管网位置，尽量将喷头均匀排布在配水管两侧，因此可以均衡各配水管内部水压。同时科学的选择给水系统下方的分区，并适度降低给水分区的压力值。例如，当建筑物高度小于等 120m 时，消防给水的竖向分区可使用分区水泵、阀等并联消防泵给水系统；当建筑物高度大于 120m 时，消防给水的竖向分区可使用多台消防泵串联或者设置中间水箱串联消防泵给水系统。其次，消防泵可

10、以使用其流量扬程曲线平缓的消防泵。条件好的建筑物采用水冷直联消防泵、切线消防泵或变频调速消防泵。其次，提高消防给水系统的承压能力。保证在一般情况下产生的超压现象，消防给水系统不受到损害。最后采取相应的减压、泄压措施，使超出的压力不致于对给水管网造成损坏，如安全阀、泄压阀、气罐阀、稳压阀等。 五、给水系统超压现象防治目前国内采取的防超压措施 （1）采取技术措施，防止超压产生 选用流量扬程曲线平缓的水泵，其中值得推荐的是：建筑消防特种泵，流量-扬程曲线平缓，表明处于恒压状态；采用多台供水泵，需水量小时小泵或单泵运行，需水量大时大泵或多泵并联运行；消防给水系统的管网竖向分区时，不按照最低位置的室内消

11、火栓静水压力 0.80MPa 进行分区，适当留有余地；或者按照 0.80MPa 进行竖向分区，但采取相应有效的减压措施；采用恒压变流量的变频调速水泵供水，使水泵的供水压力在流量变化时保持稳定；当水泵从给水系统管网直接吸水时，以给水系统最高水压对水泵的工况进行校核，防止超压；对口抽给水方式的给水系统，或者上、下区共用水泵接合器时，选用水密性优质的止回阀；稳压泵设置在低位时，从消防水池引来吸水管可以防止超压；水泵的出口处安装速闭止回阀等装置，可以有效地防止停泵水锤。 （2）相应的泄压和稳压设施 泄压和稳压设施有安全阀、回流管、稳压阀、泄压阀、气压罐等。实践证明泄压阀的反应准确、灵敏、可靠，可有效的

12、防止因超压造成的损害。泄压阀在应用时，应注意泄压阀口径问题。泄压阀口径直接影响水泵的工作点及实际扬程和流量。消防水泵的出水管上设一去消防水池的支管，支管上设置泄压阀，当管网压力超过设定工作压力 30%时（泄压阀开启压力设置点） ，泄压阀自动打开回流，以降低管网的压力。火灾初期，由于实际消防需水量小，而供水泵仍按照本身的特性曲线运行，泄压阀的意义就在于人为增加实际消防用水量”以保证在接近理想的情况下工作运行。当实际消防用水量增加时，压力逐渐下降，当降低到泄压阀压力设定点时，泄压阀自动关闭。 结束语 高层建筑消防给水是建筑给排水设计的重要组成部分，其对建筑消防本身及建筑给排水设计有着不可或缺的意义。高层建筑住户数密集，消防隐患更大，更复杂多样，相较于一般建筑的消防给水设计，有着更高，更为特殊的技术要求。 参考文献 1李亚峰，张胜.高层建筑给水排水工程.北京：机械工业出版社，2011.2苏才英.浅议当代高层住宅火灾隐患及对策.广西民族大学学报，2007（5）.3王娇阳.现代高层建筑消防安全设计.科技资讯，2008（12）.