消防给水系统超压原因及防止对策分析

张国嵩

（黑龙江省爱民消防技术安全咨询有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

1 有关消防给水系统的超压问题分析其原因和危害

1.1 消防给水系统因为超压带来的危害分析

(1)超压发生时，此时室内消火栓的栓口压力已经超过初始设计的既定值，在出水时由于水的反作用巨大，所以水枪并不容易进行控制，将会超出工作人员的控制范围，进而威胁消防人员的安全。

(2)超压发生时，实际压力超出开始设定的设计压力，这将导致管材被破坏引起劈裂以及阀漏水等行为进而影响消防供水的正常运作。如果管网发生长期不间断的超压则会导致阀门以及管材的破坏，引起安全隐患以及损失更大的经济。

(3)超压发生时，会使消防水箱以及水池的储存水量不会达到供给的时间，使得供水不足进而引起更大损失。

1.2 造成给水系统超压的缘由分析

消防给水系统超压的原因大致有以下情况：(1)按设计流量选消防水泵，而水泵的流量～扬程曲线较陡直，当消防水泵在小流量运行时会出现超压。小流量运行主要指火灾初期和消防水泵自检时的情况。此时，灭火设施出水量较小，消火栓的水枪为1～2支，自动喷水灭火系统的喷头数为1～3个。(2)消防水泵从给水管网直接吸水，水泵扬程按给水管网的最低水压计算。水泵运行时如正逢给水管网的最高水压，而给水管网的最低水压与最高水压相差较大时，会出现超压。(3)消防给水管网按最低位置的室内消火栓静水压力0.80MPa进行竖向分区，管网未采取完善的减压措施，当消防水泵启动时，管网下部的消火栓会由于动压值大于静压值而出现超压。(4)消防水泵因故障或停电而突然停转，停泵水锤造成超压。(5)消防给水竖向分区采用减压阀分区给水方式，当减压阀因故障而关闭不严或旁通管上阀门失控时，会造成下区给水管网的超压。(6)消防给水采用水泵对抽给水方式，即下区的水泵出水管与上区水泵吸水管直接连接，当止回阀不严密时，下区的水泵会因静水压力大于其工作压力而超压。(7)稳压泵低位设置，其吸水管若引自高位水箱，当静水压力大于其工作压力时会出现超压。

2 对消防给水系统的超压解决办法

2.1 常规办法以达到减压的目的

减压的办法通常可以通过设置减压阀的方式减压或者减压孔板来实现减压。减压阀是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。从流体力学的观点看，减压阀是一个局部阻力可以变化的节流元件，即通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的。然后依靠控制与调节系统的调节，使阀后压力的波动与弹簧力相平衡，使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定。减压孔板主要工作原理是对流体动力减压。当流动水经过减压孔板时由于局部阻力损失，在减压孔板处产生水头压力降（水头损失H）。从而可以降低底层的自动喷水灭火设备和消火栓的出口压力及出口流量。高层建筑由于层数较多，高低层所承受的静水压力不一样，实际出水量相差很大，作用时，底层的自动喷水设备和消火栓出水量，远远超过顶层的设计流量。减压孔板相对于减压阀来说，系统比较简单，投资较少，管理方便。但减压孔板只能减动压，不能减静压，且下游的压力随上游压力和流量而变，不够稳定。另外，减压孔板容易堵塞。可以在水质较好和供水压力较稳定的情况下采用。减压孔板 的工作原理是对液体的动压力（不含静压力）进行减压。目前，高层建筑由于层数较多。高层和低层所承受的静水压力不一样。出水时，低层的水流动压力比高层的水流动压力大很多。扑救火灾时，低层消防水带往往爆裂，本系列减压孔板对水流的动压力具有减压功能。当流动的水经过减压孔板时，由于局部的阻力损失，在减压孔处产生压力降，从而满足消火栓的出口压力及流量的需要。

2.2 消防的给水系统超压时采取的对策

2.2.1 对水泵防超压的解决办法

(1)运用全自动的变频调速手段选择供水设备

全自动变频供水设备，是结合消防和生活、生产用水的特点，研制生产的具有国外先进水平的新一代产品，采用微型计算机可编程控制技术，根据供水管网和水源的多种情况，由微型计算机控制调节各种复杂的工作，实现了智能化供水。

设备采用机电一体化，结构紧凑通用性强，可靠性妤，水泵高效运行，节能效果显著，杜绝二次污染，提高水质，启停冲击小，大大提高相关设备使用寿命。变频恒压变量可自动给水业、暖通、供热等冷热自动给水，自动喷灌，油田及其它液体输送园林喷洒、水景、音乐喷泉的自动给水。其特点是可以保证压力不变，这样也就缝合了消防给水的需求。

(2)选用流量-扬程曲线平缓的消防水泵

在火灾发生以后的灭火过程中，消防用水量由小到大，变化幅度较大，如果设计中选用的消防水泵流量-扬程曲线比较平缓，那么水泵的扬程变化也就比较小，管网的实际压力比较接近设计压力。

2.2.2 减压稳压消火栓减压

室内减压稳压消火栓由于依靠水介质本身的能量实现了消火栓减压和稳压，有效地控制了消火栓的消防水压及流量，免除了设计人员以前需根据建筑各层的栓前压力和所需的栓后压力来选择减压孔板孔径的繁琐计算，安装中不用再进行性能调试，安装后也便于检查，因而受到建设单位、施工单位和设计单位的欢迎，从而被众多建筑工程广泛应用。

结语

本文通过对消防系统存在的超压问题的分析，得出消防系统的超压有很多原因，可以大致分为与水泵相关的原因，与设计相关的原因，与设备和运行相关的原因几类。介绍了当前常采用的常规的减压措施，针对消火栓系统和自动喷水灭火系统的超压问题，提出多途径相结合解决超压问题的思路，主要通过水泵的选择、运行方式、管网布置、承压能力、泄压和减压设备等措施的结合解决消防系统超压问题。

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