穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的命名分類特點及技術(shù)問題
穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的命名分類特點及技術(shù)問題
《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》中關(guān)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(shù)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(shè)計防火規(guī)范》時,有關(guān)人員對設(shè)有穩(wěn)壓裝置的消防給水系統(tǒng)曾提出命名為準(zhǔn)高壓給水系統(tǒng)的設(shè)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(shè)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(zhǔn)高壓給水系統(tǒng);4.穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)。
認(rèn)為應(yīng)歸屬于高壓給水系統(tǒng)的,其主要觀點為這類系統(tǒng)在準(zhǔn)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(rèn)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(zhǔn)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(shè)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(dāng)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(rèn)為應(yīng)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(shè)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(rèn)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(shè)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(rèn)為應(yīng)歸屬于準(zhǔn)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(shè)有消防主泵和穩(wěn)壓裝置,一旦停電或動力供應(yīng)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(zhǔn)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(zhǔn)高壓和穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)兩個術(shù)語相比較,其內(nèi)涵和外延是完全一致的。而準(zhǔn)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(shè)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(shè)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(shè)穩(wěn)壓泵的穩(wěn)高壓給水系統(tǒng) 準(zhǔn)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(yīng)滿足最不利處滅火設(shè)施水壓要求,穩(wěn)壓泵的流量應(yīng)大于管網(wǎng)漏失水量。
(2)設(shè)氣壓水罐的穩(wěn)高壓給水系統(tǒng) 準(zhǔn)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(shè)置的水泵來提供。
氣壓水罐的最低工作壓力應(yīng)滿足最不利處滅火設(shè)施水壓,氣壓水罐的供水量應(yīng)大于管網(wǎng)漏失水量。
(3)設(shè)高位水箱的穩(wěn)高壓給水系統(tǒng) 準(zhǔn)工作狀態(tài)的消防用水水壓靠高位水箱的設(shè)置標(biāo)高來保證,高位水箱的設(shè)置標(biāo)高應(yīng)滿足最不利處滅火設(shè)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(yīng)推薦設(shè)穩(wěn)壓泵和設(shè)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(shè)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(shè)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(rèn)識也逐步得到深化;三是設(shè)有穩(wěn)壓裝置的消防給水工程不僅有國內(nèi)自行設(shè)計的,也有參照國外規(guī)范設(shè)計的,也有由國外設(shè)計機構(gòu)進行設(shè)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(zhǔn)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(shè)置增壓泵)或高位消防水箱(配套設(shè)置給水泵),不論何種穩(wěn)壓裝置都必須滿足滅火設(shè)施所需用的消防用水水壓要求。穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)在準(zhǔn)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(zhǔn)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(shè)定下限值時,穩(wěn)壓裝置工作;水壓上升至設(shè)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(zhǔn)工作狀態(tài)由穩(wěn)壓裝置供給,其值一般小于消防設(shè)計流量,而大于管網(wǎng)漏失水量;在消防時,消防設(shè)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(shè)消防主泵和穩(wěn)壓裝置,而穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)設(shè)消防主泵和穩(wěn)壓裝置。
(2)高壓給水系統(tǒng)在準(zhǔn)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(zhǔn)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(shè)有消防主泵,但一般不設(shè)穩(wěn)壓裝置,只有當(dāng)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(shè)置包括穩(wěn)壓泵、氣壓水罐和增壓泵在內(nèi)的增壓設(shè)施。而穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的特點之一就是設(shè)有穩(wěn)壓裝置。
(2)臨時高壓給水系統(tǒng)在準(zhǔn)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(zhǔn)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(zāi)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(zhǔn)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(zhǔn)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(rèn)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(biāo)。
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(shù)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zāi),不能有效地、及時地?fù)錅?,而穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)不論在準(zhǔn)工作狀態(tài)和消防時,對火災(zāi)初期和發(fā)展階段,都能滿足相應(yīng)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(shè)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(dāng)然,目前在國家標(biāo)準(zhǔn)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(rèn)識方面的原因外,還在于考慮動力供應(yīng)和管理水平是否到位的問題。我們認(rèn)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(yīng)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(yīng)問題可以認(rèn)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(yīng)該承認(rèn)在江總書記、黨中央關(guān)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(dāng)務(wù)之急。
5 穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的技術(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shè)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(shè)定值問題;消防主泵的動力供應(yīng)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(shù)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(shè)施已經(jīng)出流,管道內(nèi)水在流動,其壓力為動壓;一為準(zhǔn)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(dāng)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(dāng)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(dāng)該壓力值小于滅火設(shè)施工作壓力時,管網(wǎng)的減壓設(shè)施可以采用減壓孔板或節(jié)流管,即只考慮滅火設(shè)施已經(jīng)出流時的減壓要求,而當(dāng)該壓力值大于滅火設(shè)施工作壓力時,管網(wǎng)的減壓設(shè)施只限制在減壓孔板或節(jié)流管就不夠了,而應(yīng)采用能減靜壓的減壓閥,使滅火設(shè)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(shù)問題,我們將另文敘述。
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