穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的命名分類特點及技術問題
穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的命名分類特點及技術問題
《建筑設計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中關于我國消防給水系統(tǒng)按壓力區(qū)分有高壓(常高壓)給水系統(tǒng)、臨時高壓給水系統(tǒng)和低壓給水系統(tǒng)3類。對有穩(wěn)壓裝置(穩(wěn)壓泵、氣壓水罐等)的消防給水系統(tǒng)也按臨時高壓給水系統(tǒng)處置，技術措施與臨時高壓給水系統(tǒng)一樣對待。
1988年至1993年修訂《高層民用建筑設計防火規(guī)范》時，有關人員對設有穩(wěn)壓裝置的消防給水系統(tǒng)曾提出命名為準高壓給水系統(tǒng)的設想，以便與高壓或臨時高壓給水系統(tǒng)區(qū)別，但由于種種原因未能達成共識。
1 穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)命名
設有穩(wěn)壓裝置的消防給水系統(tǒng)的命名，目前有4種觀點，即1.高壓給水系統(tǒng)；2.臨時高壓給水系統(tǒng)；3.準高壓給水系統(tǒng)；4.穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)。
認為應歸屬于高壓給水系統(tǒng)的，其主要觀點為這類系統(tǒng)在準工作狀態(tài)和在消防時，給水系統(tǒng)的水壓始終能滿足消防用水的水壓要求。對此，持不同意見者認為兩者存在區(qū)別：高壓給水系統(tǒng)不但保證了消防用水的水壓要求，同時也保證了水量要求，不但在準工作狀態(tài)，而且在消防全過程都能有效保證水壓和水量要求；而有穩(wěn)壓裝置的給水系統(tǒng)，消防設計流量只在啟動消防主泵時才得以保證，在穩(wěn)壓裝置工作時不能完全滿足消防用水的水量要求，當消防主泵因故不能正常運行時，其與高壓給水系統(tǒng)的差別就更加明顯。
認為應歸屬于臨時高壓給水系統(tǒng)的，其主要觀點為這兩類系統(tǒng)都設有消防主泵，消防用水的水壓和流量都仰仗消防主泵的啟動來保證。對此，持不同意見者認為兩者也存在區(qū)別：臨時高壓給水系統(tǒng)在消防主泵啟動前，消防用水的水壓和設計流量都不能完全滿足；而有穩(wěn)壓裝置的給水系統(tǒng)，消防用水的水壓在消防主泵啟動前，可以靠啟動穩(wěn)壓裝置來保證，消防用水的水量也可以得到若干程度的滿足，用于滅火較臨時高壓給水系統(tǒng)及時、迅速、可靠、有效。
認為應歸屬于準高壓給水系統(tǒng)和穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的，其主要觀點為這類系統(tǒng)既不同于高壓給水系統(tǒng)，也不同于臨時高壓給水系統(tǒng)。與高壓給水系統(tǒng)的不同點在于它設有消防主泵和穩(wěn)壓裝置，一旦停電或動力供應存在問題時，消防用水的水壓和流量就難以保證；與臨時高壓給水系統(tǒng)的不同點在于在準工作狀態(tài)和消防時，它始終能滿足消防用水所需要的水壓要求，而不象臨時高壓給水系統(tǒng)要到消防主泵后才能保證，這就比臨時高壓給水系統(tǒng)滅火控火更及時、更迅速。
拿準高壓和穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)兩個術語相比較，其內(nèi)涵和外延是完全一致的。而準高壓給水系統(tǒng)則給以更接近高壓給水系統(tǒng)的錯覺，但實質(zhì)上這個系統(tǒng)是介于高壓和臨時高壓給水系統(tǒng)之間，與兩者都有距離；穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)突出了這類系統(tǒng)設置有穩(wěn)壓裝置的特點，名稱與其內(nèi)涵更加一致。本文對以下設有穩(wěn)壓裝置的該類消防給水系統(tǒng)稱之為穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)。
2 穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)分類
穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)按穩(wěn)壓裝置區(qū)分有：
(1)設穩(wěn)壓泵的穩(wěn)高壓給水系統(tǒng) 準工作狀態(tài)時的消防用水水壓靠穩(wěn)壓泵運行來保證。穩(wěn)壓泵的揚程應滿足最不利處滅火設施水壓要求，穩(wěn)壓泵的流量應大于管網(wǎng)漏失水量。
(2)設氣壓水罐的穩(wěn)高壓給水系統(tǒng) 準工作狀態(tài)時的消防用水水壓靠氣壓水罐的壓力保證，氣壓水罐的壓力由配套設置的水泵來提供。
氣壓水罐的最低工作壓力應滿足最不利處滅火設施水壓，氣壓水罐的供水量應大于管網(wǎng)漏失水量。
(3)設高位水箱的穩(wěn)高壓給水系統(tǒng) 準工作狀態(tài)的消防用水水壓靠高位水箱的設置標高來保證，高位水箱的設置標高應滿足最不利處滅火設施的水壓要求，高位消防水箱配備向水箱進水的給水泵。但由于高位水箱的供水量遠遠大于管網(wǎng)漏失水量，因而一般應推薦設穩(wěn)壓泵和設氣壓水罐的穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)。
穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)也可按供水范圍來區(qū)分，即：
(1)獨立穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)，一幢建筑、一些場所或一個部位一個系統(tǒng)。
(2)集中穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)，幾幢建筑共用一個系統(tǒng)。
(3)區(qū)域穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)，一個區(qū)域用一個系統(tǒng)。
近些年來，情況有了變化：一是設有穩(wěn)壓裝置的消防給水系統(tǒng)從獨立型向集中型或區(qū)域型方向發(fā)展，管網(wǎng)范圍大了，存在的問題也就有所不同；二是設有穩(wěn)壓裝置的消防給水系統(tǒng)的工程數(shù)量日益增多，從量變到質(zhì)變，對這類系統(tǒng)的認識也逐步得到深化；三是設有穩(wěn)壓裝置的消防給水工程不僅有國內(nèi)自行設計的，也有參照國外規(guī)范設計的，也有由國外設計機構(gòu)進行設計的，從而使人們對這類系統(tǒng)的國內(nèi)外情況有了更多的了解。經(jīng)過比較、探討，深深感到這類系統(tǒng)確有別于高壓和臨時高壓給水系統(tǒng)，宜確立其為穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)或準高壓給水系統(tǒng)。
3 穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)特點
穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)全稱穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)，簡稱穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)。系統(tǒng)組成除與臨時高壓給水系統(tǒng)相同外，還增加穩(wěn)壓裝置。穩(wěn)壓裝置有穩(wěn)壓泵、氣壓水罐(配套設置增壓泵)或高位消防水箱(配套設置給水泵)，不論何種穩(wěn)壓裝置都必須滿足滅火設施所需用的消防用水水壓要求。穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)在準工作狀態(tài)和消防時，消防給水管網(wǎng)內(nèi)的水壓始終能滿足消防用水對水壓的要求。在準工作狀態(tài)水壓由穩(wěn)壓裝置保證，管網(wǎng)壓力因滲漏而下降，到水壓設定下限值時，穩(wěn)壓裝置工作；水壓上升至設定上限值時，穩(wěn)壓裝置停止；在消防時水壓由消防主泵來保證。消防用水所需的流量在準工作狀態(tài)由穩(wěn)壓裝置供給，其值一般小于消防設計流量，而大于管網(wǎng)漏失水量；在消防時，消防設計流量由消防主泵保證。
穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的硬件和軟件與高壓給水系統(tǒng)和臨時高壓給水系統(tǒng)均有區(qū)別，也有相同點。與高壓給水系統(tǒng)的區(qū)別在于：
(1)高壓給水系統(tǒng)不設消防主泵和穩(wěn)壓裝置，而穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)設消防主泵和穩(wěn)壓裝置。
(2)高壓給水系統(tǒng)在準工作狀態(tài)和消防時，消防給水系統(tǒng)的水壓和流量要求都能滿足。而穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)在準工作狀態(tài)，消防用水所需水壓要求能滿足，而流量不能完全滿足；只在消防時，其消防用水所需水壓和流量才能全部滿足。
穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)與臨時高壓給水系統(tǒng)的區(qū)別在于：
(1)臨時高壓給水系統(tǒng)設有消防主泵，但一般不設穩(wěn)壓裝置，只有當高位消防水箱不能滿足最不利點頂層消火栓0.07MPa靜水壓力要求，才設置包括穩(wěn)壓泵、氣壓水罐和增壓泵在內(nèi)的增壓設施。而穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的特點之一就是設有穩(wěn)壓裝置。
(2)臨時高壓給水系統(tǒng)在準工作狀態(tài)時，消防用水的水壓和流量都不能保證。而穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)在準工作狀態(tài)時，消防用水的水壓是可以保證的，流量也能滿足初期火災的用水量需要。兩者在消防時對滿足消防用水的水壓和流量要求是完全一致的。
將3類系統(tǒng)在準工作狀態(tài)和消防時的水壓和流量的保證情況列表表示的話，詳見表1所示。
表1 3類系統(tǒng)的比較表
系統(tǒng)類別 準工作狀態(tài) 消防時 消防水壓 消防流量 消防水壓 消防流量 高壓給水系統(tǒng) ☆ ☆ ☆ ☆ 穩(wěn)高壓給水系統(tǒng) ☆ √ ☆ ☆ 臨時高壓給水系統(tǒng) √ × ☆ ☆
注：☆表示完全滿足要求；√表示局部滿足要求；×表示不能滿足要求。
4 穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)優(yōu)點
經(jīng)過以上比較，可以認定穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)既有別于高壓給水系統(tǒng)，也有別于臨時高壓給水系統(tǒng)，是介于兩者之間的消防給水系統(tǒng)。介于兩者之間既指它在消防體系中的位置，也指它的安全度指標。
對于穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)，在現(xiàn)行規(guī)范中是將它納入臨時高壓給水系統(tǒng)的。我們覺得有必要將它從臨時高壓給水系統(tǒng)中分離出來，并予以推薦和強調(diào)，不僅是由于它在實質(zhì)上與高壓和臨時高壓給水系統(tǒng)有區(qū)別，還在于它具有無可替代的優(yōu)點和在許多技術問題方面有別于其他消防給水系統(tǒng)的不同處置方法。
高壓給水系統(tǒng)在準工作狀態(tài)和消防時都要完全滿足消防用水的水壓和流量要求，在實際工作中較難在一幢建筑中實施。而穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)只需配置消防主泵和穩(wěn)壓裝置就可實施，相比之下，就容易兌現(xiàn)。臨時高壓給水系統(tǒng)在準工作狀態(tài)時，由于消防用水的水壓和流量不能完全滿足，因此一旦發(fā)生火災，不能有效地、及時地撲滅，而穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)不論在準工作狀態(tài)和消防時，對火災初期和發(fā)展階段，都能滿足相應的消防用水的水壓和流量要求，其滅火成功率高于臨時高壓給水系統(tǒng)。而增加的設施僅僅只有穩(wěn)壓裝置， 所耗費用不多， 也是容易實施的?！ ?/span>
當然，目前在國家標準中之所以對穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)持保留態(tài)度，沒有定位，除了認識方面的原因外，還在于考慮動力供應和管理水平是否到位的問題。我們認為盡管這兩方面的問題確實很重要，但情況畢竟正在向好的方向轉(zhuǎn)化，電力供應已較過去改善，制度性停電已成過去；兩回路兩路供電在工程中已能付諸實施；如進一步消防主泵采用柴油機啟動，不依靠電網(wǎng)來解決動力問題，則動力供應問題可以認為已不成其為問題。管理方面消防水泵實行定期運轉(zhuǎn)的自檢制度，提高了消防泵的可靠性，消防主泵在材質(zhì)和結(jié)構(gòu)方面的改進，以及專用消防泵的研制、開發(fā)使情況更有改善，一般情況下，是完全可以做到穩(wěn)壓裝置和消防主泵正常運行的。應該承認在江總書記、黨中央關注消防工作以來，情況有了進一步的改善，因此穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的命名、出臺、推薦，并不斷地予以充實、完善乃至納入規(guī)范，已成為當務之急。
5 穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的技術問題
穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)，不論其為獨立的、或是集中的、還是區(qū)域的，都曾在消防工程中實施過。問題在于：過去將穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的技術問題或按高壓給水系統(tǒng)對待，或作為臨時高壓給水系統(tǒng)來處理。
對它的一些特有情況并未深究，而在實施上，穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的技術問題的處置與高壓、臨時高壓給水系統(tǒng)都有所不同。
上海地區(qū)近些年來先后實施過一些集中的穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)，涉及的技術問題主要有：穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)的減壓方式問題；消火栓給水系統(tǒng)和自動噴水滅火系統(tǒng)的共用問題；消防水箱的設置和取代問題；穩(wěn)壓泵的流量值確定問題；氣壓水罐的水調(diào)節(jié)容量問題；室外消防給水管網(wǎng)的管材選用和接口方式等問題；消防主泵、穩(wěn)壓泵和泄壓閥的壓力設定值問題；消防主泵的動力供應問題；穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的管理問題等等。
限于篇幅，我們不能在一篇論文中全面闡述穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的主要技術問題，這里僅就穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的減壓方式談些看法。
在穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)中給水管網(wǎng)內(nèi)水壓處于兩種狀態(tài)：一為消防滅火時，消防主泵工作時的水力工況，此時滅火設施已經(jīng)出流，管道內(nèi)水在流動，其壓力為動壓；一為準工作狀態(tài)時，消防主泵未工作，而穩(wěn)壓泵或氣壓水罐為保持消防給水管網(wǎng)的動力穩(wěn)定在工作，此時管網(wǎng)存在少量滲漏現(xiàn)象，其壓力介于動壓和靜壓之間。以穩(wěn)壓泵為例，當穩(wěn)壓泵停泵時，壓力為靜壓，但管網(wǎng)實際存在滲漏現(xiàn)象，水在流動，是為動壓，由于滲漏量極小，也可以看成是靜壓，實際情況是類似動壓的靜壓；當穩(wěn)壓泵啟動時，由于管網(wǎng)存在滲漏，壓力為動壓，也由于同樣的原因，即滲漏量較小，可以看成是靜壓，實際情況是類似靜壓的動壓，當該壓力值小于滅火設施工作壓力時，管網(wǎng)的減壓設施可以采用減壓孔板或節(jié)流管，即只考慮滅火設施已經(jīng)出流時的減壓要求，而當該壓力值大于滅火設施工作壓力時，管網(wǎng)的減壓設施只限制在減壓孔板或節(jié)流管就不夠了，而應采用能減靜壓的減壓閥，使滅火設施所承受的水壓值在允許工作壓力值以下。至于穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的其他技術問題，我們將另文敘述。
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