消防給水系統超壓原因及防止對策分析

張國嵩

（黑龍江省愛民消防技術安全咨詢有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 有關消防給水系統的超壓問題分析其原因和危害

1.1 消防給水系統因為超壓帶來的危害分析

(1)超壓發生時，此時室內消火栓的栓口壓力已經超過初始設計的既定值，在出水時由于水的反作用巨大，所以水槍并不容易進行控制，將會超出工作人員的控制范圍，進而威脅消防人員的安全。

(2)超壓發生時，實際壓力超出開始設定的設計壓力，這將導致管材被破壞引起劈裂以及閥漏水等行為進而影響消防供水的正常運作。如果管網發生長期不間斷的超壓則會導致閥門以及管材的破壞，引起安全隱患以及損失更大的經濟。

(3)超壓發生時，會使消防水箱以及水池的儲存水量不會達到供給的時間，使得供水不足進而引起更大損失。

1.2 造成給水系統超壓的緣由分析

消防給水系統超壓的原因大致有以下情況：(1)按設計流量選消防水泵，而水泵的流量～揚程曲線較陡直，當消防水泵在小流量運行時會出現超壓。小流量運行主要指火災初期和消防水泵自檢時的情況。此時，滅火設施出水量較小，消火栓的水槍為1～2支，自動噴水滅火系統的噴頭數為1～3個。(2)消防水泵從給水管網直接吸水，水泵揚程按給水管網的最低水壓計算。水泵運行時如正逢給水管網的最高水壓，而給水管網的最低水壓與最高水壓相差較大時，會出現超壓。(3)消防給水管網按最低位置的室內消火栓靜水壓力0.80MPa進行豎向分區，管網未采取完善的減壓措施，當消防水泵啟動時，管網下部的消火栓會由于動壓值大于靜壓值而出現超壓。(4)消防水泵因故障或停電而突然停轉，停泵水錘造成超壓。(5)消防給水豎向分區采用減壓閥分區給水方式，當減壓閥因故障而關閉不嚴或旁通管上閥門失控時，會造成下區給水管網的超壓。(6)消防給水采用水泵對抽給水方式，即下區的水泵出水管與上區水泵吸水管直接連接，當止回閥不嚴密時，下區的水泵會因靜水壓力大于其工作壓力而超壓。(7)穩壓泵低位設置，其吸水管若引自高位水箱，當靜水壓力大于其工作壓力時會出現超壓。

2 對消防給水系統的超壓解決辦法

2.1 常規辦法以達到減壓的目的

減壓的辦法通常可以通過設置減壓閥的方式減壓或者減壓孔板來實現減壓。減壓閥是通過調節，將進口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質本身的能量，使出口壓力自動保持穩定的閥門。從流體力學的觀點看，減壓閥是一個局部阻力可以變化的節流元件，即通過改變節流面積，使流速及流體的動能改變，造成不同的壓力損失，從而達到減壓的目的。然后依靠控制與調節系統的調節，使閥后壓力的波動與彈簧力相平衡，使閥后壓力在一定的誤差范圍內保持恒定。減壓孔板主要工作原理是對流體動力減壓。當流動水經過減壓孔板時由于局部阻力損失，在減壓孔板處產生水頭壓力降（水頭損失H）。從而可以降低底層的自動噴水滅火設備和消火栓的出口壓力及出口流量。高層建筑由于層數較多，高低層所承受的靜水壓力不一樣，實際出水量相差很大，作用時，底層的自動噴水設備和消火栓出水量，遠遠超過頂層的設計流量。減壓孔板相對于減壓閥來說，系統比較簡單，投資較少，管理方便。但減壓孔板只能減動壓，不能減靜壓，且下游的壓力隨上游壓力和流量而變，不夠穩定。另外，減壓孔板容易堵塞。可以在水質較好和供水壓力較穩定的情況下采用。減壓孔板 的工作原理是對液體的動壓力（不含靜壓力）進行減壓。目前，高層建筑由于層數較多。高層和低層所承受的靜水壓力不一樣。出水時，低層的水流動壓力比高層的水流動壓力大很多。撲救火災時，低層消防水帶往往爆裂，本系列減壓孔板對水流的動壓力具有減壓功能。當流動的水經過減壓孔板時，由于局部的阻力損失，在減壓孔處產生壓力降，從而滿足消火栓的出口壓力及流量的需要。

2.2 消防的給水系統超壓時采取的對策

2.2.1 對水泵防超壓的解決辦法

(1)運用全自動的變頻調速手段選擇供水設備

全自動變頻供水設備，是結合消防和生活、生產用水的特點，研制生產的具有國外先進水平的新一代產品，采用微型計算機可編程控制技術，根據供水管網和水源的多種情況，由微型計算機控制調節各種復雜的工作，實現了智能化供水。

設備采用機電一體化，結構緊湊通用性強，可靠性妤，水泵高效運行，節能效果顯著，杜絕二次污染，提高水質，啟停沖擊小，大大提高相關設備使用壽命。變頻恒壓變量可自動給水業、暖通、供熱等冷熱自動給水，自動噴灌，油田及其它液體輸送園林噴灑、水景、音樂噴泉的自動給水。其特點是可以保證壓力不變，這樣也就縫合了消防給水的需求。

(2)選用流量-揚程曲線平緩的消防水泵

在火災發生以后的滅火過程中，消防用水量由小到大，變化幅度較大，如果設計中選用的消防水泵流量-揚程曲線比較平緩，那么水泵的揚程變化也就比較小，管網的實際壓力比較接近設計壓力。

2.2.2 減壓穩壓消火栓減壓

室內減壓穩壓消火栓由于依靠水介質本身的能量實現了消火栓減壓和穩壓，有效地控制了消火栓的消防水壓及流量，免除了設計人員以前需根據建筑各層的栓前壓力和所需的栓后壓力來選擇減壓孔板孔徑的繁瑣計算，安裝中不用再進行性能調試，安裝后也便于檢查，因而受到建設單位、施工單位和設計單位的歡迎，從而被眾多建筑工程廣泛應用。

結語

本文通過對消防系統存在的超壓問題的分析，得出消防系統的超壓有很多原因，可以大致分為與水泵相關的原因，與設計相關的原因，與設備和運行相關的原因幾類。介紹了當前常采用的常規的減壓措施，針對消火栓系統和自動噴水滅火系統的超壓問題，提出多途徑相結合解決超壓問題的思路，主要通過水泵的選擇、運行方式、管網布置、承壓能力、泄壓和減壓設備等措施的結合解決消防系統超壓問題。

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