穩高壓給水系統的命名分類特點及技術問題

 

      《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》中關于我國消防給水系統按壓力區分有高壓(常高壓)給水系統、臨時高壓給水系統和低壓給水系統3類。對有穩壓裝置(穩壓泵、氣壓水罐等)的消防給水系統也按臨時高壓給水系統處置，技術措施與臨時高壓給水系統一樣對待。

1988年至1993年修訂《高層民用建筑設計防火規范》時，有關人員對設有穩壓裝置的消防給水系統曾提出命名為準高壓給水系統的設想，以便與高壓或臨時高壓給水系統區別，但由于種種原因未能達成共識。

 

1　穩高壓給水系統命名

      設有穩壓裝置的消防給水系統的命名，目前有4種觀點，即1.高壓給水系統；2.臨時高壓給水系統；3.準高壓給水系統；4.穩高壓給水系統。

      認為應歸屬于高壓給水系統的，其主要觀點為這類系統在準工作狀態和在消防時，給水系統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別：高壓給水系統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，而且在消防全過程都能有效保證水壓和水量要求；而有穩壓裝置的給水系統，消防設計流量只在啟動消防主泵時才得以保證，在穩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，其與高壓給水系統的差別就更加明顯。

      認為應歸屬于臨時高壓給水系統的，其主要觀點為這兩類系統都設有消防主泵，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別：臨時高壓給水系統在消防主泵啟動前，消防用水的水壓和設計流量都不能完全滿足；而有穩壓裝置的給水系統，消防用水的水壓在消防主泵啟動前，可以靠啟動穩壓裝置來保證，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及時、迅速、可靠、有效。

      認為應歸屬于準高壓給水系統和穩高壓給水系統的，其主要觀點為這類系統既不同于高壓給水系統，也不同于臨時高壓給水系統。與高壓給水系統的不同點在于它設有消防主泵和穩壓裝置，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的不同點在于在準工作狀態和消防時，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要到消防主泵后才能保證，這就比臨時高壓給水系統滅火控火更及時、更迅速。

      拿準高壓和穩高壓給水系統兩個術語相比較，其內涵和外延是完全一致的。而準高壓給水系統則給以更接近高壓給水系統的錯覺，但實質上這個系統是介于高壓和臨時高壓給水系統之間，與兩者都有距離；穩高壓給水系統突出了這類系統設置有穩壓裝置的特點，名稱與其內涵更加一致。本文對以下設有穩壓裝置的該類消防給水系統稱之為穩高壓給水系統。

 

2　穩高壓給水系統分類

穩高壓給水系統按穩壓裝置區分有：

(1)設穩壓泵的穩高壓給水系統　準工作狀態時的消防用水水壓靠穩壓泵運行來保證。穩壓泵的揚程應滿足最不利處滅火設施水壓要求，穩壓泵的流量應大于管網漏失水量。

(2)設氣壓水罐的穩高壓給水系統　準工作狀態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漏失水量。

(3)設高位水箱的穩高壓給水系統　準工作狀態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漏失水量，因而一般應推薦設穩壓泵和設氣壓水罐的穩高壓給水系統。

穩高壓給水系統也可按供水范圍來區分，即：

(1)獨立穩高壓給水系統，一幢建筑、一些場所或一個部位一個系統。

(2)集中穩高壓給水系統，幾幢建筑共用一個系統。

(3)區域穩高壓給水系統，一個區域用一個系統。

      近些年來，情況有了變化：一是設有穩壓裝置的消防給水系統從獨立型向集中型或區域型方向發展，管網范圍大了，存在的問題也就有所不同；二是設有穩壓裝置的消防給水系統的工程數量日益增多，從量變到質變，對這類系統的認識也逐步得到深化；三是設有穩壓裝置的消防給水工程不僅有國內自行設計的，也有參照國外規范設計的，也有由國外設計機構進行設計的，從而使人們對這類系統的國內外情況有了更多的了解。經過比較、探討，深深感到這類系統確有別于高壓和臨時高壓給水系統，宜確立其為穩高壓給水系統或準高壓給水系統。

 

3　穩高壓給水系統特點

      穩高壓給水系統全稱穩高壓消防給水系統，簡稱穩高壓給水系統。系統組成除與臨時高壓給水系統相同外，還增加穩壓裝置。穩壓裝置有穩壓泵、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。穩高壓給水系統在準工作狀態和消防時，消防給水管網內的水壓始終能滿足消防用水對水壓的要求。在準工作狀態水壓由穩壓裝置保證，管網壓力因滲漏而下降，到水壓設定下限值時，穩壓裝置工作；水壓上升至設定上限值時，穩壓裝置停止；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由穩壓裝置供給，其值一般小于消防設計流量，而大于管網漏失水量；在消防時，消防設計流量由消防主泵保證。

穩高壓給水系統的硬件和軟件與高壓給水系統和臨時高壓給水系統均有區別，也有相同點。與高壓給水系統的區別在于：

(1)高壓給水系統不設消防主泵和穩壓裝置，而穩高壓給水系統設消防主泵和穩壓裝置。

(2)高壓給水系統在準工作狀態和消防時，消防給水系統的水壓和流量要求都能滿足。而穩高壓給水系統在準工作狀態，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。

穩高壓給水系統與臨時高壓給水系統的區別在于：

(1)臨時高壓給水系統設有消防主泵，但一般不設穩壓裝置，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，才設置包括穩壓泵、氣壓水罐和增壓泵在內的增壓設施。而穩高壓給水系統的特點之一就是設有穩壓裝置。

(2)臨時高壓給水系統在準工作狀態時，消防用水的水壓和流量都不能保證。而穩高壓給水系統在準工作狀態時，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類系統在準工作狀態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類系統的比較表

系統類別 準工作狀態 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 ☆ ☆ ☆ ☆ 穩高壓給水系統 ☆ √ ☆ ☆ 臨時高壓給水系統 √ × ☆ ☆

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　穩高壓給水系統優點

      經過以上比較，可以認定穩高壓給水系統既有別于高壓給水系統，也有別于臨時高壓給水系統，是介于兩者之間的消防給水系統。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。

      對于穩高壓給水系統，在現行規范中是將它納入臨時高壓給水系統的。我們覺得有必要將它從臨時高壓給水系統中分離出來，并予以推薦和強調，不僅是由于它在實質上與高壓和臨時高壓給水系統有區別，還在于它具有無可替代的優點和在許多技術問題方面有別于其他消防給水系統的不同處置方法。

      高壓給水系統在準工作狀態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。而穩高壓給水系統只需配置消防主泵和穩壓裝置就可實施，相比之下，就容易兌現。臨時高壓給水系統在準工作狀態時，由于消防用水的水壓和流量不能完全滿足，因此一旦發生火災，不能有效地、及時地撲滅，而穩高壓給水系統不論在準工作狀態和消防時，對火災初期和發展階段，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。而增加的設施僅僅只有穩壓裝置， 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高壓給水系統持保留態度，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的自檢制度，提高了消防泵的可靠性，消防主泵在材質和結構方面的改進，以及專用消防泵的研制、開發使情況更有改善，一般情況下，是完全可以做到穩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，因此穩高壓給水系統的命名、出臺、推薦，并不斷地予以充實、完善乃至納入規范，已成為當務之急。

 

5　穩高壓給水系統的技術問題

      穩高壓給水系統，不論其為獨立的、或是集中的、還是區域的，都曾在消防工程中實施過。問題在于：過去將穩高壓給水系統的技術問題或按高壓給水系統對待，或作為臨時高壓給水系統來處理。

      對它的一些特有情況并未深究，而在實施上，穩高壓給水系統的技術問題的處置與高壓、臨時高壓給水系統都有所不同。

     上海地區近些年來先后實施過一些集中的穩高壓給水系統，涉及的技術問題主要有：穩高壓消防給水系統的減壓方式問題；消火栓給水系統和自動噴水滅火系統的共用問題；消防水箱的設置和取代問題；穩壓泵的流量值確定問題；氣壓水罐的水調節容量問題；室外消防給水管網的管材選用和接口方式等問題；消防主泵、穩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；穩高壓給水系統的管理問題等等。

      限于篇幅，我們不能在一篇論文中全面闡述穩高壓給水系統的主要技術問題，這里僅就穩高壓給水系統的減壓方式談些看法。

      在穩高壓給水系統中給水管網內水壓處于兩種狀態：一為消防滅火時，消防主泵工作時的水力工況，此時滅火設施已經出流，管道內水在流動，其壓力為動壓；一為準工作狀態時，消防主泵未工作，而穩壓泵或氣壓水罐為保持消防給水管網的動力穩定在工作，此時管網存在少量滲漏現象，其壓力介于動壓和靜壓之間。以穩壓泵為例，當穩壓泵停泵時，壓力為靜壓，但管網實際存在滲漏現象，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；當穩壓泵啟動時，由于管網存在滲漏，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，管網的減壓設施可以采用減壓孔板或節流管，即只考慮滅火設施已經出流時的減壓要求，而當該壓力值大于滅火設施工作壓力時，管網的減壓設施只限制在減壓孔板或節流管就不夠了，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。至于穩高壓給水系統的其他技術問題，我們將另文敘述。