穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的命名分類特點(diǎn)及技術(shù)問題
穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的命名分類特點(diǎn)及技術(shù)問題
《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中關(guān)于我國(guó)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(shí)高壓給水系統(tǒng)和低壓給水系統(tǒng)3類。對(duì)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(shí)高壓給水系統(tǒng)處置，技術(shù)措施與臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)一樣對(duì)待。
1988年至1993年修訂《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》時(shí)，有關(guān)人員對(duì)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(shí)高壓給水系統(tǒng)區(qū)別，但由于種種原因未能達(dá)成共識(shí)。
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(diǎn)，即1.高壓給水系統(tǒng)；2.臨時(shí)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(diǎn)為這類系統(tǒng)在準(zhǔn)工作狀態(tài)和在消防時(shí)，給水系統(tǒng)的水壓始終能滿足消防用水的水壓要求。對(duì)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(shí)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(jì)流量只在啟動(dòng)消防主泵時(shí)才得以保證，在穩(wěn)壓裝置工作時(shí)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(yùn)行時(shí)，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(shí)高壓給水系統(tǒng)的，其主要觀點(diǎn)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(dòng)來(lái)保證。對(duì)此，持不同意見者認(rèn)為兩者也存在區(qū)別：臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)在消防主泵啟動(dòng)前，消防用水的水壓和設(shè)計(jì)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(dòng)前，可以靠啟動(dòng)穩(wěn)壓裝置來(lái)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(shí)高壓給水系統(tǒng)及時(shí)、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(diǎn)為這類系統(tǒng)既不同于高壓給水系統(tǒng)，也不同于臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)。與高壓給水系統(tǒng)的不同點(diǎn)在于它設(shè)有消防主泵和穩(wěn)壓裝置，一旦停電或動(dòng)力供應(yīng)存在問題時(shí)，消防用水的水壓和流量就難以保證；與臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)的不同點(diǎn)在于在準(zhǔn)工作狀態(tài)和消防時(shí)，它始終能滿足消防用水所需要的水壓要求，而不象臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)要到消防主泵后才能保證，這就比臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)滅火控火更及時(shí)、更迅速。
拿準(zhǔn)高壓和穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)兩個(gè)術(shù)語(yǔ)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(cuò)覺，但實(shí)質(zhì)上這個(gè)系統(tǒng)是介于高壓和臨時(shí)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(diǎn)，名稱與其內(nèi)涵更加一致。本文對(duì)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(shí)的消防用水水壓靠穩(wěn)壓泵運(yùn)行來(lái)保證。穩(wěn)壓泵的揚(yáng)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(shí)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(lái)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(lái)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(jìn)水的給水泵。但由于高位水箱的供水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(lái)區(qū)分，即：
(1)獨(dú)立穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)，一幢建筑、一些場(chǎng)所或一個(gè)部位一個(gè)系統(tǒng)。
(2)集中穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)，幾幢建筑共用一個(gè)系統(tǒng)。
(3)區(qū)域穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)，一個(gè)區(qū)域用一個(gè)系統(tǒng)。
近些年來(lái)，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(dú)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(duì)這類系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)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(guó)內(nèi)自行設(shè)計(jì)的，也有參照國(guó)外規(guī)范設(shè)計(jì)的，也有由國(guó)外設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，從而使人們對(duì)這類系統(tǒng)的國(guó)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(shí)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(diǎn)
穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)全稱穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)。系統(tǒng)組成除與臨時(shí)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(shí)，消防給水管網(wǎng)內(nèi)的水壓始終能滿足消防用水對(duì)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(shí)，穩(wěn)壓裝置工作；水壓上升至設(shè)定上限值時(shí)，穩(wěn)壓裝置停止；在消防時(shí)水壓由消防主泵來(lái)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(jì)流量，而大于管網(wǎng)漏失水量；在消防時(shí)，消防設(shè)計(jì)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(shí)高壓給水系統(tǒng)均有區(qū)別，也有相同點(diǎn)。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(shí)，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(shí)，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(shí)高壓給水系統(tǒng)的區(qū)別在于：
(1)臨時(shí)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(diǎn)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(diǎn)之一就是設(shè)有穩(wěn)壓裝置。
(2)臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)，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(shí)，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(shí)對(duì)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(shí)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(shí) 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(shí)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(diǎn)
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(shí)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(duì)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(shí)高壓給水系統(tǒng)的。我們覺得有必要將它從臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)中分離出來(lái)，并予以推薦和強(qiáng)調(diào)，不僅是由于它在實(shí)質(zhì)上與高壓和臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)有區(qū)別，還在于它具有無(wú)可替代的優(yōu)點(diǎn)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(shí)都要完全滿足消防用水的水壓和流量要求，在實(shí)際工作中較難在一幢建筑中實(shí)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(shí)施，相比之下，就容易兌現(xiàn)。臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)在準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)，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(shí)地?fù)錅纾€(wěn)高壓給水系統(tǒng)不論在準(zhǔn)工作狀態(tài)和消防時(shí)，對(duì)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(shí)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(fèi)用不多， 也是容易實(shí)施的。
當(dāng)然，目前在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中之所以對(duì)穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)持保留態(tài)度，沒有定位，除了認(rèn)識(shí)方面的原因外，還在于考慮動(dòng)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(shí)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(shí)施；如進(jìn)一步消防主泵采用柴油機(jī)啟動(dòng)，不依靠電網(wǎng)來(lái)解決動(dòng)力問題，則動(dòng)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(shí)行定期運(yùn)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(jìn)，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(yùn)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(lái)，情況有了進(jìn)一步的改善，因此穩(wěn)高壓給水系統(tǒng)的命名、出臺(tái)、推薦，并不斷地予以充實(shí)、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(dú)立的、或是集中的、還是區(qū)域的，都曾在消防工程中實(shí)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(duì)待，或作為臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)來(lái)處理。
對(duì)它的一些特有情況并未深究，而在實(shí)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(shí)高壓給水系統(tǒng)都有所不同。
上海地區(qū)近些年來(lái)先后實(shí)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(dòng)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(dòng)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(shí)，消防主泵工作時(shí)的水力工況，此時(shí)滅火設(shè)施已經(jīng)出流，管道內(nèi)水在流動(dòng)，其壓力為動(dòng)壓；一為準(zhǔn)工作狀態(tài)時(shí)，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(dòng)力穩(wěn)定在工作，此時(shí)管網(wǎng)存在少量滲漏現(xiàn)象，其壓力介于動(dòng)壓和靜壓之間。以穩(wěn)壓泵為例，當(dāng)穩(wěn)壓泵停泵時(shí)，壓力為靜壓，但管網(wǎng)實(shí)際存在滲漏現(xiàn)象，水在流動(dòng)，是為動(dòng)壓，由于滲漏量極小，也可以看成是靜壓，實(shí)際情況是類似動(dòng)壓的靜壓；當(dāng)穩(wěn)壓泵啟動(dòng)時(shí)，由于管網(wǎng)存在滲漏，壓力為動(dòng)壓，也由于同樣的原因，即滲漏量較小，可以看成是靜壓，實(shí)際情況是類似靜壓的動(dòng)壓，當(dāng)該壓力值小于滅火設(shè)施工作壓力時(shí)，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(shí)的減壓要求，而當(dāng)該壓力值大于滅火設(shè)施工作壓力時(shí)，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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