時間：2023-04-06 18:49:39
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引言
水消防系統的穩壓方式分為穩壓泵直接穩壓方式和穩壓泵與氣壓水罐配合穩壓方式。其中穩壓泵直接穩壓又分為穩壓泵配合高位水箱穩壓和穩壓泵配合地下消防水池直接穩壓兩種；穩壓泵與氣壓水罐組合系統又分為高位水箱配合氣壓給水裝置穩壓和氣壓給水裝置取代高位水箱穩壓方式兩種。
1 穩壓泵配合高位水箱穩壓方式
系統工作時，穩壓泵從高位水箱取水升壓后輸入系統，進行滅火。穩壓泵停止運行或者檢修時，由高位水箱向系統供水穩壓，所以對于火災危險性不大及系統規模不大的消火栓給水系統可以采用此種方式。
2 穩壓泵配合地下水池直接穩壓方式
穩壓泵配合主泵，從水池取水輸向系統保持系統壓力式，稱“常高壓”或“穩高壓”、“準高壓”系統，是不設高位消防水箱的系統。“穩高壓”消防給水系統的穩壓泵必須在平時保持運行狀態，維持管網壓力，在火災發生時，仍應能運行一段時間，直至主消防泵啟動時為止，須按主、備泵設置穩壓泵。由于需要穩壓泵一直保持運行狀態，浪費能源，而且對穩壓泵長期處于工作狀態，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壓方式
其氣壓罐均按“小罐”的容量要求設置，氣壓水罐的有效容積對于消火栓系統來說為300l，對于自動噴水系統來說為150l，若兩種系統合用則為450l。這一類氣壓給水裝置在穩壓泵故障時，仍能在30s內維持系統壓力。而且可在系統工作壓力降至主消防泵設定壓力時及時發生啟動主消防泵的信號，因此穩壓泵故障對系統供水安全影響是不大的，即使在極端的情況下，高位水箱仍能擔負向系統供水的任務，只是系統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壓泵提供，當氣壓水罐壓力達到設定要求后，穩壓泵停止，平時管網壓力由氣壓水罐提供，滿足系統的水壓水量要求。當系統壓力下降到一定設定的程度后，穩壓泵啟動，將系統壓力補足后再停止。如此反復使系統時刻處于“準工作”狀態。若系統壓力持續下降，則判斷為火災（此時噴頭爆破或消防水槍射水），穩壓泵持續向消防管網供水，同時啟動消防泵房的消防主泵，向系統供水，實現對火災的撲救。這種方式穩壓泵不需要一直工作，電費支出也比較小。此種方式為現行設計中最常用的穩壓方式。也是規范推薦的消防穩壓方式。
4 氣壓給水裝置取代高位水箱穩壓方式
其氣壓罐是按“大罐”的容量要求設置，消火栓給水系統的氣壓給水設備應儲存10min的消防用水量；自動噴水滅火系統的氣壓給水設備應儲存最不利處4只噴頭持續10min供水的水量，在自噴系統中有條件地限定其應用場合。這類穩壓方式的穩壓泵應按主、備用泵設置，目的是防止在適應狀態下主穩壓泵故障時，及時將備用泵投入使用。
5 設計中應注意的問題
實際工程中，有的設計未設高位水箱，只設氣壓罐和穩壓泵，供給消火栓系統和自動噴水系統，且氣壓罐容積為450l，僅滿足30s消防用水量。理由為：一旦發生火災，滅火設備開啟，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，消防給水設施就能正常運行。雖然《噴規》規定不設高位水箱的建筑，可設氣壓罐作供水設備；《建規》也規定設置臨時高壓給水系統的建筑物應設消防水箱（包括氣壓水罐、水塔、分區給水系統的分區水箱）。但規范均對其容量作出了要求：應滿足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。
有些建筑的穩壓系統在設計表面上看似乎很完整。設有氣壓罐、旁通管、兩臺穩壓泵一用一備。但實際運行時，系統會延遲升壓，水回流至水源。主要原因就是每臺穩壓泵出水管上無止回閥，旁通管也沒有止回閥。當一臺穩壓泵工作時，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。穩壓泵停止運行后，氣壓罐的高壓水也會回流至消防水箱。
在自動噴水系統中，經過穩壓泵加壓的水流應經過報警閥，不允許直接與報警閥后管道相連。有的工程直接相連后，一旦發生火災，噴頭爆破噴水，管網壓力下降，穩壓泵啟動工作，消防水箱內的水就不斷的向管網供水，由于水流沒有經過報警閥，壓力開關和水力警鈴不能發出報警，也就無法地動自動噴水泵。就會發生消防水箱的水用完后，系統無水可用，直接影響火災的撲救。
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最不利點所需水壓的問題，此時在高位水箱出水管上增設調節容積為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。該系統要求氣壓給水裝置能啟動消防給水系統的供水裝置，可以是單獨向系統供水，也可以把氣壓給水裝置作為高位水箱的增壓設施，聯合組成高位水箱供水裝置?！蹲詣訃娝疁缁鹣到y設計規范》并不禁止這種供水方式，有的設計者認為該規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中常用的穩壓措施進行了介紹，總結了臨時高壓制消防給水系統的配置方案。 當然隨著技術的更新和新型設備的不斷涌現，使我們在設計時可以有不同的方案可供比較和選擇，只要結合工程實際需求，通過認真的分析和比較，一定能做出更好的設計，實現建筑物功能的完善。
參考文獻：
[1]gb50016-2006 建筑設計防火規范[s].2006.
中圖分類號： TU821 文獻標識碼： 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、消防設施的布局完善，以及消防系統技術參數的合理設置等因素有關。在此，針對消防池的布置形式、防止泄漏和如何提高系統可靠性等方面進行簡要分析。
一、消防給水形式
1）設置高位消防水池。該方式就是在屋頂設置大容量的消防水池（考慮滅火災延續時間內所需要的水量），利用生活加壓水泵將所水的一次提升至至消防水池內貯存。遇到火災發生時，即可直接依靠水池中的消防貯水進行滅火，具體可通過室內消火栓給水系統和自動噴水滅火系統完成。這樣，除了屋頂消防水池設置高度不夠，需要在頂層設消防增壓泵以滿足建筑最高幾層消防設施所需的壓力外，一般不需要再設置消防專用水泵和相應的控制電器系統。特別是對于50m以下，需要分區減壓供水的高層建筑，其效果非常好，只需在分區的適當高度和部位設置小容量的調壓水箱，就可完全滿足消防使用水的要求了。
高位消防水池的特點：一是它不存在平時因維護管理不善、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，無需雙路電源或設置自備的柴油發電機組供電。這樣，從而就簡化了消防給水系統，并有利于設計、施工和管理。三是消防水池的容積較大，而對建筑外觀和結構計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，關鍵就是不需要另設置高位水箱，消防管網也始終處于長高壓狀態，消防的安全可靠性也較高。但是，對供電的要求比較嚴格，需要兩路電源或柴油發電機供電系統來保障。由于該供水方式以其獨特的供水形式，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、技術上安全可靠等優點，所以被廣大設計者和使用者所關注?，F在許多高層建筑消防給水設計已不斷采用。但是，該供水方式耗電較高，日常運行費用也大。往往有四分之一的能耗而被用來維修無效壓力的區間上而浪費掉。另外，在需要分區減壓供水的高層建筑消防給水設計中，由于每分區都要設一個存有l0分鐘消防用水量的大氣壓罐，所以也是非常不經濟合理的。
3）高位水箱與消防水泵結合供水。該供水方式也是高層建筑消防給水設計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）或室外設消防專用水池、水泵和泵房。
高位水箱與消防水泵結合供水的主要特點：它與高位消防水池供水方式最大的不同點在于：消防供水滅火的任務主要是由消防專用水泵來完成。從建筑的高度及分區上說，該供水方式又可分為一次加壓供水、分區并聯加壓供水和分區串聯加壓供水三種形式。①一次加壓供水適用于建筑高度在50m以下，并且不需要分區供水的高層建筑。②分區并聯加壓供水，用于建筑高度超過50m，且需要分區減壓供水的高層建筑。分區并聯加壓供水，各分區供水互不影響，其消防安全可靠，分區水箱容積較??；它的消防專用水泵可集中設置，便于平時維護、管理，但對于消防供水管材的質量要求較高些。③分區串聯加壓供水，用于建筑高度超過50m，且需要分區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。但對各區供水有聯系，消防安全可靠性較差。當下一區的消防專用水泵出現故障時，將影響其上區消防滅火的可靠性。同時，串聯供水，水泵安裝分散，平時的維修、管理困難。
4）全自動恒壓變頻調速供水。該供水控制技術是一種用于生活、消防的新型節能供水設備。它采用了最新的交流變頻調速技術和自動化技術，對管網壓力實地檢測，以此反饋控制水泵轉速、揚程等，從而保證管網供水壓力的恒定。
全自動恒壓變頻調速供水特點：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。它是指系統內的水壓超過其工作壓力的限值，造成管道、附件、器材和設備的損壞，或造成給水的不均勻。這樣，不利于系統的滅火，也影響系統得正常運行。而超壓問題在高層建筑消防給水中是客觀存在，因此應引起重視，并采取防治對策。超壓原因主要有：①系統小流量出水?；馂某跗冢詣訃娝疁缁鹣到y往往只有幾個噴頭動作，或自動噴水滅火系統在進行末端試水時，所需要的流量都很小，而自動噴水滅火系統的加壓泵是按設計秒流量來選擇的，所以兩者相差好幾倍。這時加壓泵在小流量下工作，就會造成加壓泵揚程大幅度升高，從而使自動噴水滅火系統的管網超壓。②水泵結合器的超壓。消防給水豎向分區的上、下區共用水泵結合器，防止串壓的止回閥不嚴密時，下區就會出現超壓；另外，當消防車的消防泵向室內消防給水管網供水時，有時會造成管網的超壓（特別是消防車的消防泵與系統的消防泵串聯運行時，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所造成的水錘現象。④豎向分區不合理。在建筑物高度較高時，給水的豎向分區未按1.2MPa上作壓力的要求分區，從而造成系統的超壓。⑤未設置排氣裝置。自動噴水滅火系統的給水管網中未設置排氣閥或排氣閥的位置設置不當，從而使管網內的空氣處于被壓縮的狀態，者可能發生壓力波動造成超壓。
2）減壓、泄壓方式。自動噴水滅火系統中，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，確保系統設計流量能正確使用；另外，通過這種方式的解決，也有利于系統的設備和材料的安全。
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采取有效的技術措施來防止超壓的產生。一是合理布置自動噴水滅火系統的給水管網，盡量將噴頭均勻布置在配水管的兩側，這可均衡各個配水管的水壓。二是合理選擇下放給水系統的分區，并適當減少給水分區的壓力值（當建筑高度低于或等于120m時，消防給水豎向分區可以采用減壓閥、分區水泉、多出口泉等并聯消防泉給水系統；建筑物高度達于120m時，消防給水豎向分區可以采用多臺消防泵直接串聯或設中間水箱轉輸的串聯消防泵給水系統）。三是在消防泵的選擇上，可以采用流量一揚程曲線平緩的消防泵。有條件的建筑采用切線消防泵、水冷直聯消防泵或者變頻調速消防泵。②可適當采取相應的泄壓和穩壓措施，使超壓值對給水管網不致造成損壞（如泄壓閥、安全閥、穩壓閥、氣罐閥等）。③有效提高整個消防給水系統的承壓能力。一般情況下出現的超壓，能在允許工作壓力范圍。
三、提高消防給水系統可靠性問題
對于高層建筑消防給水系統的可靠性，是指高層建筑消防給水系統在規定的條件、時間內，能夠完成規定的功能的能力。其可靠性對保證高層建筑消防的作用有舉足輕重的影響。消防給水系統的可靠性通常用可靠度來表示。它是消防給水系統在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的概率，是一種表示隨機事件發生可能性大小的一個量。
①消防給水系統的可靠性框圖問題。為了研究系統的可靠度，先要弄清系統的功能、失效模式，并準確地繪出可靠性框圖。通過建立消防給水系統模型，研究系統可靠度與單元（組件）可靠度之間的函數關系。其單元的可靠度可以通過大量的試驗確定，由此可確定由若干單元相互組合成的復元體系統的可靠度。系統可以分為非儲備系統、儲備系統和復雜系統儲備系統，又可分為工作儲備和非工作儲備系統。而非儲備系統實際上是一種串聯系統。消防給水系統對供水的要求較高，需要有足夠的保證率，故多采用儲備系統和復雜系統的形式。在工作儲備方式中，可分為并聯系統、混聯系統、表決系統。在消防給水系統中，主要由消火栓給水系統和自動噴水滅火系統組成，其中一各單元（閥門、消火栓、噴頭、管道等部件）或設備（水泵、水池、水箱等）的功能，決定了可靠性框圖的關系。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，這就是一個串聯系統；若作用是起截斷水流作用，則關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系統。所以，同是一個結構，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系也不同，可靠性框圖也就不同。②消防給水系統的可靠性度量計算問題。消防給水系統的可靠性，則是由各單元的功能關系所決定的，所以系統的可靠度也就由各單元的可靠度組合而產生。
四、結論
①消防給水方式的選擇，應根據工程的具體情況確定，要對與之相關的各種因素進行綜合評估，以確定適合于本建筑物特點的消防給水方式。②自動噴水滅火系統為主體的高層建筑消防給水系統中，給水系統的超壓問題不能忽視，設計時應采取有效的減壓和泄壓措施。③系統可靠性的選取，要能與分配保證高層建筑消防給水系統的功能和壽命同步達到設計要求。整個系統與每一個子系統都要具有一定的可靠度，避免系統不可靠而發生故障所引起的經濟損失。所以，設計者必須在安全與經濟兩者之間來求得合理的平衡，并且達到最優程度。
參考文獻：
