消防给水系统超压原因及防止对策分析

　　消防给水系统超压，不仅造成水资源的浪费，而且严重的威胁到消防给水系统的安全可靠性。本文分析了消防系统面临的多种超压问题，及超压问题带来的危害，分析了超压问题产生的原因。介绍了当前常用的减压措施，针对消火栓系统和自动喷水系统产生的超压问题提出从水泵选择，管网布置，提高承压，安装减压设备等多种途径综合解决超压问题的思路。
　　关键词：消防给水系统；超压；减压
　　1消防给水系统超压的危害及原因
　　1.1消防给水系统超压的危害
　　消防给水系统的超压是指系统内的水压超过其工作压力限值，造成管道、附件、器材和设备的损坏，影响消防给水系统正常运行的现象。管网超压主要将造成以下危害:
　　(1).管网超压时，室内消火栓栓口的压力超过设计压力，如果压力过大，水在出水时产生的反作用力将很大，使水枪不容易掌握，超出人力的控制范围时，从而威胁到消防人员的生命安全。
　　(2).管网超压时，管网内的实际压力大于设计压力，容易造成管材破裂，阀漏水，从而影响的消防供水的安全。管网的长期超压，将加速管材和阀门的损坏造成严重的经济损失和安全隐患。
　　(3).管网超压时，可能造成消防水箱或消防水池储存的水量达不到设计的供时间，火灾扑灭过程的晚期供水不足，从而造成巨大的火灾损失。
　　1.2消防给水系统超压的原因
　　消防给水系统超压的原因大致有以下情况：(1)按设计流量选消防水泵，而水泵的流量～扬程曲线较陡直，当消防水泵在小流量运行时会出现超压。小流量运行主要指火灾初期和消防水泵自检时的情况。此时，灭火设施出水量较小，消火栓的水枪为1～2支，自动喷水灭火系统的喷头数为1～3个。(2)消防水泵从给水管网直接吸水，水泵扬程按给水管网的最低水压计算。水泵运行时如正逢给水管网的最高水压，而给水管网的最低水压与最高水压相差较大时，会出现超压。(3)消防给水管网按最低位置的室内消火栓静水压力0.80MPa进行竖向分区，管网未采取完善的减压措施，当消防水泵启动时，管网下部的消火栓会由于动压值大于静压值而出现超压。(4)消防水泵因故障或停电而突然停转，停泵水锤造成超压。(5)消防给水竖向分区采用减压阀分区给水方式，当减压阀因故障而关闭不严或旁通管上阀门失控时，会造成下区给水管网的超压。(6)消防给水采用水泵对抽给水方式，即下区的水泵出水管与上区水泵吸水管直接连接，当止回阀不严密时，下区的水泵会因静水压力大于其工作压力而超压。(7)稳压泵低位设置，其吸水管若引自高位水箱，当静水压力大于其工作压力时会出现超压。(8)消防给水竖向分区的上区和下区共用水泵接合器，当防止串压的止回阀不严密时，下区会出现超压。(9)集中或区域的，设有稳压泵或气压水罐的临时高压给水系统，由于管道较长，水头损失值较大，消防给水管网的稳压值对消火栓等灭火设施会造成超压。(10)消防车车用消防泵串联运行向水泵接合器供水造成室内消防给水管网超压。(11)消防水泵的实际扬程和产品样本不符，而且偏差较大，造成超压。(12)给水管网排气阀设置位置不当或未设置排气阀，管网内存有的气体在外力的作用下处于压缩状态造成超压。
　　2消防给水系统超压的解决措施
　　2.1消防给水系统常规减压措施
　　“建规”和“高规”条文未对减压方式作明确规定，而“建规”条文说明则明确出:减压措施一般可采用设置减压阀或减压孔板等方式。对减压后的出水压力在“建规”条文说明中明确为:为确保水枪有必要的有效射程，减压后消火栓口处的出水压力不应小于25m水柱。“高规”条文说明只说明了减压的理由，未对减压方式作必要的说明。尽管自动喷水灭火系统与消火栓系统是完全不同的灭火设施，减压理由和具体减数值也不尽相同，但减压方式有共通的地方。“喷规”4.2.9条第2款规定:控制管道静压的区段分区供水或设减压阀，控制管道动压区段宜设压孔板或节流管。综上所述，现行消防规范关于减压措施大致以下四种:减压孔板、节流管、减压阀、分区供水。
　　2.2消防给水系统超压的对途经对策
　　实践证明采取规范中提及的常规措施解决消防给水系统超压问题均存在诸多问题，单一措施的应用还具有局限性。要更好的解决消防给水系统超压问题需要采取更多的途径，或者综合应用几种措施。常规措施再结合水泵角度，管网布置角度，灭火设备角度能够更好的解决超压问题。以下从水泵，管网，设备等方面讨论减压途径。
　　2.2.1水泵供水防超压措施
　　针对水泵供水初期造成的消火栓给水系统管网超压，可采取以下几条减压措施:
　　(1).采用全自动变频调速供水设备
　　目前这一措施在高层建筑中已被广泛采用，它的主要特点是可以恒压变流量，这正符合消防给水系统的要求。
　　(2).设置回流泄压装置
　　泄压阀安装在水泵出口处的止回阀后。回流泄压装置的原理如图2.1所示，在消防水泵的出水管上设通向消防水池的支管，支管上设置泄压阀，当管网压力超过设定工作压力一定范围(30%)时(泄压阀开启压力设定点)，泄压阀自动打开回流泄压，以防管网超压。火灾初期，由于实际消防用水量较小，而水泵仍然按照它本身的特性曲线在运行，泄压阀的意义就在于人为地增加“实际消防用水量”，以达到接近理想工况的目的。随着实际消防用水量的增加，压力逐渐下降，当降低到压力设定点时，泄压阀自动关闭。
　　
　　图2.1回流泄压装置示意图
　　(3).选用流量-扬程曲线平缓的消防水泵
　　在火灾发生以后的灭火过程中，消防用水量由小到大，变化幅度较大，如果设计中选用的消防水泵流量-扬程曲线比较平缓，那么水泵的扬程变化也就比较小，管网的实际压力比较接近设计压力。因此，选用流量-扬程曲线平缓的消防水泵可以达到防超压的目的。其中值得推荐的是，建筑消防特种泵(原名切线泵)，流量-扬程曲线平缓。程恒压状态。
　　2.2.2减压稳压消火栓减压
　　室内减压稳压消火栓由于依靠水介质本身的能量实现了消火栓减压和稳压，有效地控制了消火栓的消防水压及流量，免除了设计人员以前需根据建筑各层的栓前压力和所需的栓后压力来选择减压孔板孔径的繁琐计算，安装中不用再进行性能调试，安装后也便于检查，因而受到建设单位、施工单位和设计单位的欢迎，从而被众多建筑工程广泛应用。
　　2.2.3管网布置防超压
　　(1).合理布置自动喷水灭火系统的给水管网
　　减少每个配水支管上的喷头数，尽量将喷头均匀布置在配水管的两侧或采用环状管网，可均衡各配水管的水压。
　　(2).合理选择布置消防给水系统
　　合理选择给水系统的分区方式，并适当减少给水分区的压力值。例如，当建筑高度低于或等于120m时，消防给水竖向分区可以采用减压阀、分区水泵、多出口泵等并联消防泵给水系统;建筑物高度大于120m时，消防给水竖向分区可以采用多台消防泵直接串联或设中间水箱转输的串联消防泵给水系统。
　　3结论
　　本文通过对消防系统存在的超压问题的分析，得出消防系统的超压有很多原因，可以大致分为与水泵相关的原因，与设计相关的原因，与设备和运行相关的原因几类。介绍了当前常采用的常规的减压措施，针对消火栓系统和自动喷水灭火系统的超压问题，提出多途径相结合解决超压问题的思路，主要通过水泵的选择、运行方式、管网布置、承压能力、泄压和减压设备等措施的结合解决消防系统超压问题。
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