淺談建筑消防給水系統的穩壓與監控

[摘要]：本文僅對建筑消防給水系統中常用的穩壓措施進行了介紹，針對臨時高壓消防給水系統存在的常見問題，提出了具體的改進方案。

[關鍵詞]：建筑 消防 穩壓 監控

水是撲救火災最經濟最常用的滅火劑，除特殊場所外，我國目前的建筑消防設施都是用水來撲救火災的。建筑消防給水系統是保障建筑消防安全的主要設施，在最大限度減少人員傷亡和財產損失、維護公共安全方面一直發揮著巨大的作用，因此，如何確保建筑消防給水系統的壓力始終處于正常狀態就顯得尤為重要。筆者結合工作實際，就建筑消防給水系統的穩壓方式及存在的問題進行分析，有針對性的提出了改進的方法和手段。

一、建筑消防給水系統的穩壓方式

水消防系統的穩壓方式分為穩壓泵直接穩壓方式和穩壓泵與氣壓水罐配合穩壓方式。其中穩壓泵直接穩壓又分為穩壓泵配合高位水箱穩壓和穩壓泵配合地下消防水池直接穩壓兩種；穩壓泵與氣壓水罐組合系統又分為高位水箱配合氣壓給水裝置穩壓和氣壓給水裝置取代高位水箱穩壓方式兩種。

1 穩壓泵配合高位水箱穩壓方式

系統工作時，穩壓泵從高位水箱取水升壓后輸入系統，進行滅火。穩壓泵停止運行或者檢修時，由高位水箱向系統供水穩壓，所以對于火災危險性不大及系統規模不大的消火栓給水系統可以采用此種方式。

2 穩壓泵配合地下水池直接穩壓方式

穩壓泵配合主泵，從水池取水輸向系統保持系統壓力，稱“常高壓”或“穩高壓”、“準高壓”系統，是不設高位消防水箱的系統。“穩高壓”消防給水系統的穩壓泵必須在平時保持運行狀態，維持管網壓力，在火災發生時，仍能運行一段時間，直至主消防泵啟動時為止，須按主、備泵設置穩壓泵。由于需要穩壓泵一直保持運行狀態，浪費能源，而且穩壓泵長期處于工作狀態，對其使用壽命有很高要求，所以工程中此種方式已不使用。

3 高位水箱配合氣壓給水裝置穩壓方式

其氣壓罐均按“小罐”的容量要求設置，氣壓水罐的有效容積對于消火栓系統來說為300L，對于自動噴水系統來說為150L，若兩種系統合用則為450L。這一類氣壓給水裝置在穩壓泵故障時，仍能在30s內維持系統壓力。而且可在系統工作壓力降至主消防泵設定壓力時及時發出啟動主消防泵的信號，因此穩壓泵故障對系統供水安全影響是不大的，即使在極端的情況下，高位水箱仍能擔負向系統供水的任務，只是系統最不利位置的水壓受到影響而已。這種方式的工作流程大概為：氣壓水罐的壓力由穩壓泵提供，當氣壓水罐壓力達到設定要求后，穩壓泵停止，平時管網壓力由氣壓水罐提供，滿足系統的水壓水量要求。當系統壓力下降到一定設定的程度后，穩壓泵啟動，將系統壓力補足后再停止。如此反復使系統時刻處于“準工作”狀態。若系統壓力持續下降，則判斷為火災（此時噴頭爆破或消防水槍射水），穩壓泵持續向消防管網供水，同時啟動消防泵房的消防主泵，向系統供水，實現對火災的撲救。這種方式穩壓泵不需要一直工作，電費支出也比較小。此種方式為現行設計中最常用的穩壓方式。也是規范推薦的消防穩壓方式。

4 氣壓給水裝置取代高位水箱穩壓方式

其氣壓罐是按“大罐”的容量要求設置，消火栓給水系統的氣壓給水設備應儲存10min的消防用水量；自動噴水滅火系統的氣壓給水設備應儲存最不利點處4只噴頭持續10min供水的水量，在自噴系統中有條件地限定其應用場合。這類穩壓方式的穩壓泵應按主、備用泵設置，目的是防止主穩壓泵故障時，及時將備用泵投入使用。

二、建筑消防給水系統經常出現的問題

1 實際工程中，有的設計未設高位水箱，只設氣壓罐和穩壓泵，供給消火栓系統和自動噴水系統，且氣壓罐容積為450L，僅滿足30s消防用水量。理由為：一旦發生火災，滅火設備開啟，氣壓罐壓力下降后，消防水泵就自動啟動，有了消防水池作為水源，消防給水設施就能正常運行。雖然《噴規》規定不設高位水箱的建筑，可設氣壓罐作供水設備；《建規》也規定設置臨時高壓給水系統的建筑物應設消防水箱（包括氣壓水罐、水塔、分區給水系統的分區水箱）。但規范均對其容量作出了要求：應滿足10min消防用水量。這種“小罐”顯然滿足不了要求。

2 有些建筑的穩壓系統在設計表面上看似乎很完整。設有氣壓罐、旁通管、兩臺穩壓泵一用一備。但實際運行時，系統會延遲升壓，水回流至水源。主要原因就是每臺穩壓泵出水管上無止回閥，旁通管也沒有止回閥。當一臺穩壓泵工作時，工作泵的高壓水通過另一臺不工作泵和旁通管回流至消防水箱。穩壓泵停止運行后，氣壓罐的高壓水也會回流至消防水箱。

3 在自動噴水系統中，經過穩壓泵加壓的水流應經過報警閥，不允許直接與報警閥后管道相連。有的工程直接相連后，一旦發生火災，噴頭爆破噴水，管網壓力下降，穩壓泵啟動工作，消防水箱內的水就不斷的向管網供水，由于水流沒有經過報警閥，壓力開關和水力警鈴不能發出報警，也就無法啟動自動噴水泵。就會發生消防水箱的水用完后，系統無水可用，直接影響火災的撲救。

4 實際運行中經常出現消防給水管道漏水，消防水泵、穩壓泵、壓力開關出現故障或置于手動狀態，水泵止回閥損壞、水泵誤操作或誤動作及消防水泵進水閥門、消防水箱出水閥門關閉等問題，由此造成消火栓系統或自動噴水滅火系統水壓低、無水或者水壓過高等現象時有發生。

三、采取的穩壓和監控措施

1 采用氣壓給水裝置配合高位水箱增壓。其目的是解決建筑消防給水中，在高位水箱難以滿足消防給水系統最不利點所需水壓的問題，此時在高位水箱出水管上增設調節容積為150L或300L，甚至450L的氣壓水罐，配合高位水箱增壓。這就是所謂的氣壓給水裝置高位增壓的系統。該系統要求氣壓給水裝置能啟動消防給水系統的供水裝置，可以是單獨向系統供水，也可以把氣壓給水裝置作為高位水箱的增壓設施，聯合組成高位水箱供水裝置?！蹲詣訃娝疁缁鹣到y設計規范》并不禁止這種供水方式，有的設計者認為該規范條文中沒有提出這種增壓形式，就誤以為用氣壓罐配合高位水箱增壓是規范所不允許的，這完全是一種誤解。

2在消防給水系統上設置壓力監控報警裝置。目前，各國在消防給水系統壓力監測方面只是采取在自動噴水滅火系統安裝壓力開關的方法，對壓力變化進行檢測并適時啟動消防泵。受單位檢查人員素質和檢查設備所限，對這類火災隱患也不能及時發現，消防控制室值班人員對此往往又無從知曉，一旦發生火災，或是消火栓無水、消防噴淋壓力不足、或是消防水泵無法啟動的現象近年來也時有發生，往往小火釀成大災，給國家和人民生命財產造成重大損失，后果十分嚴重。為此，我們必須進行技術創新，對消防給水系統壓力數據進行檢測和遠程監控，并將有關數據引入消防控制室，我們選用了昌輝公司生產的T20X系列壓力變送器和SWP—C80系列儀表，在消火栓主管道上加設壓力變送器一臺，在自動噴水滅火系統濕式報警閥下端加設壓力變送器一臺，變送器精度等級0.5級，可以精確檢測消防給水管道的壓力。將SWP—C80系列儀表的LED高清顯示屏安裝在消防控制室的控制柜上，采用消防電源，在通過屏蔽電纜將壓力變送器輸出的壓力信號轉換為4-20mA的電信號，反饋至SWP--C80系列儀表，經儀表內微電腦處理器運算后，將壓力數據直觀的顯示在儀表盤上，通訊距離可達1.2km。根據單位消防供水實際，計算好消火栓和自動噴水滅火系統最不利點管網最高和最低壓力區間，查看消防控制室顯示儀表的顯示壓力，據此設定消防穩壓泵的啟動和停止的工作點，及時發現水壓變化，防止管網水壓過高或過低，確保了消防給水的安全。為防止消防控制室值班人員忽視對儀表盤的時時監控，還可以在儀表的輸出端裝設超壓和欠壓報警器，如果消防給水系統水壓過高或過低時，報警器能發出聲光報警，使消防控制室值班人員在監控火災報警的同時，準確直觀的了解消防給水系統的壓力變動情況，提醒消防控制室值班人員及時處理消防給水系統出現的故障，確保及時有效的撲滅火災。消防給水系統水壓監控報警裝置安裝圖如下：

四、具體實踐檢驗情況

經過反復研究論證，我們于2009年10月在秦皇島市第一醫院消防給水管道上進行壓力檢測監控實驗。該院設有臨時高壓消防給水系統建筑兩棟，分別是病房樓和綜合樓。設有消火栓系統和自動噴水滅火系統，其中，室內消火栓92個，噴淋頭1300個，兩棟樓共用消防水池和消防水泵房，消防水池300立方米，消防水泵主備泵各一臺，流量40L/s，揚程80m；穩壓泵一臺，流量1.67L/s，揚程96m，消防水箱18立方米。根據該單位實際，我們將最不利點消火栓壓力和自動噴水系統末端壓力均設置在0.1Mpa至0.16Mpa，消防控制室儀表顯示壓力為0.49Mpa至0.53Mpa；據此設置的高壓報警點是0.596Mpa、低壓報警點0.396Mpa。2010年3月11日該系統在消防穩壓泵補壓后，水壓迅速下降，該套裝置首次報警，消防控制室值班人員發現后及時處理，發現是因為泵房止回閥損壞，更換止回閥后供水系統壓力迅速恢復了正常。該套裝置自安裝以來運行一直正常，從未發生任何故障。

參考書目：

1、《高層民用建筑設計防火規范》 GB50045-1995

2、《建筑設計防火規范》GB50016-2006

3、 《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2001

作者簡介：王景雙----秦皇島市消防支隊防火處工程師，主要從事防火檢查和火災調查工作。

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