無負壓供水設備在消防供水系統中的應用

摘 要： 本文就無負壓給水設備用于消防給水系統進行探討。重點研究了無負壓給水設備應用于消防給水系統的可行性、優勢、組成設置、運作原理等。并對如何改進無負壓供水設備，提高其應用效率提出了對策。

關鍵詞： 無負壓供水設備； 消防供水系統； 應用

0前言

無負壓給水設備在國內最初主要用于生活給水系統， 由于具有節能、節資、節地、節水、環保、安裝快捷、運行可靠、維護管理方便等特點， 被越來越多的供水領域應用。筆者就無負壓給水設備用于消防給水系統進行探討。

1 無負壓給水設備用于消防給水系統的可行性

1. 1 修建消防水池存在的問題

為防止和減少火災危害， 保證人民的生命和財產安全， 消防給水系統是城鎮規劃和建筑設計必不可少的部分。《建筑設計防火規范》（ GB 50016- 2006） （ 以下簡稱“建規”）規定： “符合下列規定之一時， 應設置消防水池： （ 1） 當生產、生活用水量達到最大時， 市政給水管道、進水管或天然水源不能滿足室內外消防用水量；（ 2） 市政給水管道為枝狀或只有1 條進水管， 且室內外消防用水量之和大于25 L/ s。”這一規定的目的是要保證在消防滅火時能提供足夠的消防用水。

在不具備充沛的消防水量或供水安全性不高的情況下， 修建消防水池是必要的， 但是， 設置消防水池存在如下缺點：

（ 1） 占地面積大， 基建投資高， 施工周期長。

（ 2） 水泵揚程高， 能源浪費嚴重。市政自來水進入消防水池中貯存， 其原有壓力全部釋放， 被浪費掉， 這對于儲備數量龐大的消防用水來說， 所造成的能源浪費是巨大的。此外， 由于消防水泵須從水池中抽水， 所需的水泵揚程高、功率大， 設備一次性投資高。

（ 3） 二次污染嚴重， 并直接影響到消防設施的可靠性。純凈的自來水放入消防水池長期不用， 往往會被污染， 直接威脅到消防設施的可靠運行， 影響消防設施的滅火效果和可靠性。對于生活、消防合用水池， 水質污染將威脅到人們的身體健康和生命安全。

（ 4） 消防水池的定期清洗不僅會造成大量的人力、物力和財力的浪費， 還會造成水資源的巨大浪費。

（ 5） 水池的“跑、冒、滴、漏、滲”等現象， 也會造成水

資源的浪費。

（ 6） 有些人的消防意識淡薄， 一旦設備驗收合格就萬事大吉， 不注重日常的維修保養， 使消防設備形同虛設， 在需要滅火時不能發揮作用。

1. 2 無負壓給水設備用于消防給水系統的優勢

隨著城鎮建設的發展， 供水設施逐步完善， 供水安全性大幅度提高， 市政停水的可能性越來越小。在國外， 20 世紀80 年代中期就開始逐步取消消防水池， 實行城市“直接給水方式”滿足室內消防給水要求。在我國， 2000 年后上海首次在符合消防給水要求的部分建筑消防設計中取消消防水池， 采用消防水泵從市政自來水管道直接抽水的方式。但采用消防水泵直接從市政自來水管網抽水將會造成市政自來水管網產生負壓， 影響周邊用戶的正常用水， 易引起管網損壞； 同時因為是強制抽水， 可能使市政自來水管網的水壓猛降，所形成的負壓可能將管外的細菌或污物吸入管內， 污染飲用水水質。因此， 無負壓給水方式用于消防是最佳選擇。無負壓給水設備自1998 年推出至今， 已積累了豐富的生產經驗和成熟的生產技術， 其供水可靠性已得到了社會認同。無負壓給水技術應用于消防時， 由于具有設備定時巡檢、管網過壓保護和遠程監控監測等保護功能而使消防給水系統的供水安全性更為可靠。因此， 消防給水系統在符合“建規”第8. 6. 1 條的條件下， 使用無負壓給水設備是完全可行的。

使用無負壓給水設備時具有以下優勢：

（ 1） 設備直接串接在市政自來水管網上， 不用修建消防水池， 節約了大量土地和建設資金。

（ 2） 可充分利用自來水管網水壓， 降低水泵配套功率， 既節省設備的投資， 又節約電能， 降低噪音。

（ 3） 杜絕了消防水池的二次污染， 避免水質污染并堵塞滅火系統噴頭和損壞報警閥密封性能， 從而提高滅火系統的可靠性。

（ 4） 設備始終處于有效運行狀態， 保證供水的連續性、穩定性和安全性。

（ 5） 設備全封閉運行， 杜絕了因設消防水池而造成的“跑、冒、滴、漏、滲”等水資源浪費。

（ 6） 設備智能化全自動控制， 滅火可靠性高， 管理維護方便。

（ 7） 設備具有定時自動無壓巡檢、管網過壓保護等功能， 避免水泵銹死的可能性。

（ 8） 采用遠程監控技術， 實現設備的遠程監控、監測， 使消防設施有雙重可靠性保證。

2 消防用無負壓給水設備組成

消防用無負壓給水設備按其使用范圍， 可分為消火栓無負壓給水系統和自動噴水滅火無負壓給水系統兩種基本方式。

2. 1 消火栓無負壓給水系統的組成

消火栓無負壓給水系統由穩流補償器、真空抑制器、水泵（ 或消防水泵） 、控制柜、過濾器、倒流防止器、壓力控制器、管道、閥門、消火栓、水泵接合器、高位水箱等組成， 見圖1 所示。該系統適用于臨時高壓室內消火栓滅火給水系統， 即市政自來水管網壓力不能滿足室內最不利消火栓所需水壓和水量要求。火災初期先由高位水箱滅火， 高位水箱容積及其設置應符合我國“建規”和《高層民用建筑設計防火規范》（ 以下簡稱“高規”）的規定， 當高位水箱的設置高位不能保證最不利點消火栓靜水壓力要求時， 應設置增壓設施。火災發生后， 消防控制系統在接到消防信號（ 破玻按鈕信號） ， 消防管網壓力下降后， 水泵啟動， 實現無負壓供水。

1. 穩流補償器； 2. 真空抑制器； 3. 水泵（ 或消防消水泵） ；4. 過濾器； 5. 倒流防止器； 6. 壓力傳感器； 7. 壓力控制器；8. 閥門； 9. 安全閥； 10. 水泵接合器； 11. 消火栓；12. 屋頂試驗消火栓； 13. 高位水箱； 14. 控制柜

圖1 消火栓無負壓給水系統

消火栓無負壓給水系統中， 高位水箱宜采用生活、生產供水管網補水， 嚴禁用消防水泵補水， 并應在高位水箱的出水管上設止回閥， 以防止消防水泵工作時， 消防出水進入水箱而影響到消防時的水量和水壓。另外，系統應設置兩條或兩條以上的市政自來水管道進水，且每條進水管應裝設防倒流用的倒流防止器（ 或空氣隔斷閥） ， 并應在穩流補償器前將管道連成環狀或貫通狀雙向供水。

2. 2 自動噴水滅火無負壓給水系統的組成

自動噴水滅火無負壓給水系統是由穩流補償器、真空抑制器、水泵（ 或消防水泵） 、控制柜、過濾器、倒流防止器、壓力控制器、管道、報警閥、噴頭、水流指示器、水泵接合器、高位水箱等組成， 見圖2 所示。火災發生時， 作用噴頭動作， 充水管網壓力下降， 濕式報警閥報警， 水流指示器感應到水流流動， 發出電信號， 消防水泵啟動， 實現無負壓給水。

1. 穩流補償器； 2. 真空抑制器； 3. 水泵（ 或消防水泵） ；4. 過濾器； 5. 倒流防止器； 6. 壓力傳感器； 7. 壓力控制器；8. 閥門； 9. 濕式報警閥； 10. 延時器； 11. 水力警鈴；12. 安全閥； 13. 水泵接合器； 14. 控制柜； 15. 探測器；16. 噴頭； 17. 末端試水裝置； 18. 水流指示器； 19. 高位水箱

圖2 自動噴水（ 濕式） 滅火無負壓給水系統

3 消防用無負壓給水設備工作原理

消防用無負壓給水設備工作原理是， 系統通過真空補償系統（ 包括穩流補償器、真空抑制器及其配套的消防控制系統） 和全封閉結構， 實現與市政自來水管網直接串接而不產生負壓， 不影響周邊用戶用水。穩流補償器連接在市政自來水管網與水泵進水口之間， 以實現管網增壓和穩流作用， 并配合真空抑制器及控制系統抑制負壓形成； 真空抑制器則根據穩流補償器的水量和水壓等信號， 通過控制系統自動調節、控制， 以實現供水系統的壓力平衡和無負壓供水； 而控制柜通過對各系統進行適時分析和控制， 實現消防用無負壓給水系統的連續供水。

消防用無負壓給水設備的控制原理見圖3 所示。

圖3 消防用無負壓給水設備控制原理

4消防用無負壓給水設備技術條件

消防用無負壓給水設備在工程設計和選用時應注意以下幾點：

（ 1） 應符合“建規”、“高規”等相關消防規范的規定和要求。

（ 2） 采用消防用無負壓給水方式時， 應征得當地自來水公司和消防主管部門的同意。

（ 3） 市政自來水管網應能保證足夠的消防用水量，即能滿足消防最大設計秒流量要求。

（ 4） 水泵揚程應按市政自來水管網的最低供水水壓計算確定， 并應以市政自來水管網的最高水壓校核水泵超壓和工作效率等情況。

（ 5） 系統中應設置水泵接合器， 用于火災較大時，由消防車通過水泵接合器向室內消防給水系統補充水量和水壓。

5結語

在市政自來水管網供水能力和可靠性大幅度提高的今天， 在保證水源充足的情況下， 宜優先選用消防用無負壓給水設備。這樣不僅能有效解決修建龐大消防水池帶來的種種弊端， 而且節能、節資、節地、節水， 系統的智能化控制還能大大提高設備的供水可靠性。此外， 無負壓給水設備還可作為消防增壓穩壓給水設備與市政自來水管網或其他管網直接串接。

參考文獻：

[ 1] 王增長， 曾雪華. 建筑給水排水工程[ M ] . 北京： 中國建筑工業出版社， 1998.

[ 2] GB 50015- 2003， 建筑給水排水設計規范[ S] .

[ 3] GB 50016- 2006， 建筑設計防火規范[ S] .