1 消防給水系統(tǒng)超壓原因
《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-95)第7.5.6條規(guī)定：“高層建筑給水系統(tǒng)應(yīng)采取防超壓措施”。這是我國(guó)**次將超壓和防超壓措施列入規(guī)范條文。消防給水系統(tǒng)的超壓是指系統(tǒng)內(nèi)的水壓超過其工作壓力限值，造成管道、配件、附件、器材和設(shè)備的損壞，影響消防給水系統(tǒng)正常運(yùn)行的現(xiàn)象。超壓?jiǎn)栴}在高層建筑消防給水中客觀存在，應(yīng)引起注意，并采取防治對(duì)策。
消防給水系統(tǒng)超壓的原因大致有以下情況：
(1)按設(shè)計(jì)流量選消防水泵，而水泵的流量～揚(yáng)程曲線較陡直，當(dāng)消防水泵在小流量運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)超壓。小流量運(yùn)行指火災(zāi)初期和消防水泵自檢時(shí)的情況。此時(shí)，滅火設(shè)施出水量較小，消火栓的水槍為1～2支，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的噴頭數(shù)為1～3個(gè)。
(2)消防水泵從給水管網(wǎng)直接吸水，水泵揚(yáng)程按給水管網(wǎng)的最低水壓計(jì)算。水泵運(yùn)行時(shí)如正逢給水管網(wǎng)的最高水壓，而給水管網(wǎng)的最低水壓與最高水壓相差較大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)超壓。
(3)消防給水管網(wǎng)按最低位置的室內(nèi)消火栓靜水壓力0.80MPa進(jìn)行豎向分區(qū)，管網(wǎng)未采取完善的減壓措施，當(dāng)消防水泵啟動(dòng)時(shí)，管網(wǎng)下部的消火栓會(huì)由于動(dòng)壓值大于靜壓值而出現(xiàn)超壓。
(4)消防水泵因故障或停電而突然停轉(zhuǎn)，停泵水錘造成超壓。
(5)消防給水豎向分區(qū)采用減壓閥分區(qū)給水方式，當(dāng)減壓閥因故障而關(guān)閉不嚴(yán)、或旁通管上閥門失控時(shí)，會(huì)造成下區(qū)給水管網(wǎng)的超壓。
(6)消防給水采用水泵對(duì)口抽給水方式，即下區(qū)的水泵出水管與上區(qū)水泵吸水管直接連接，當(dāng)止回閥不嚴(yán)密時(shí)，下區(qū)的水泵會(huì)因靜水壓力大于其工作壓力而超壓。
(7)穩(wěn)壓泵低位設(shè)置，其吸水管若引自高位水箱，當(dāng)靜水壓力大于其工作壓力時(shí)會(huì)出現(xiàn)超壓。
(8)消防給水豎向分區(qū)的上區(qū)和下區(qū)共用水泵接合器，當(dāng)防止串壓的止回閥不嚴(yán)密時(shí)，下區(qū)會(huì)出現(xiàn)超壓。
(9)集中或區(qū)域的，設(shè)有穩(wěn)壓泵或氣壓水罐的臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)，由于管道較長(zhǎng)，水頭損失值較大，消防給水管網(wǎng)的穩(wěn)壓值對(duì)消火栓等滅火設(shè)施會(huì)造成超壓。
(10)消防車車用消防泵串聯(lián)運(yùn)行向水泵接合器供水造成室內(nèi)消防給水管網(wǎng)超壓。
(11)消防水泵的實(shí)際揚(yáng)程和產(chǎn)品樣本不符，而且偏差較大，造成超壓。
(12)給水管網(wǎng)排氣閥設(shè)置位置不當(dāng)或未設(shè)置排氣閥，管網(wǎng)內(nèi)存有的氣體在外力的作用下處于壓縮狀態(tài)造成超壓。
2 防超壓措施
在12個(gè)超壓成因中，與水泵有關(guān)的占了8個(gè)。目前國(guó)內(nèi)采取的防超壓措施，大致如下：
2.1 采取技術(shù)措施，防止超壓產(chǎn)生
(1)選用流量～揚(yáng)程曲線平緩的水泵，其中值得推薦的是：建筑消防特種泵(原名切線泵)，流量～揚(yáng)程曲線特別平緩，呈恒壓狀態(tài)。
(2)采用多臺(tái)水泵，小流量時(shí)小泵運(yùn)行或單泵運(yùn)行，大流量時(shí)大泵運(yùn)行或多泵并聯(lián)運(yùn)行。
(3)消防給水管網(wǎng)豎向分區(qū)時(shí)，不按最低位置的室內(nèi)消火栓靜水壓力0.80MPa進(jìn)行分區(qū)，適當(dāng)留有余地；或按0.80MPa值進(jìn)行豎向分區(qū)，但采取相應(yīng)的有效的減壓措施。
(4)采用恒壓變流量變頻調(diào)速水泵供水，使水泵供水壓力在流量變化時(shí)保持恒定。
(5)消防水泵從給水管網(wǎng)直接吸水時(shí)，以給水管網(wǎng)的最高水壓對(duì)水泵的工作情況進(jìn)行校核，防止超壓。
(6)對(duì)采用減壓閥分區(qū)的給水方式，當(dāng)有可能因減壓閥故障或旁通管閥門失控而造成超壓時(shí)，不設(shè)旁通管，同時(shí)減壓閥采用串聯(lián)設(shè)置方式。
(7)水泵對(duì)口抽給水方式的給水管網(wǎng)，或上下區(qū)共用水泵接合器時(shí)采用優(yōu)質(zhì)水密性能好的止回閥。
(8)穩(wěn)壓泵低位設(shè)置時(shí)，其吸水管從消防水池引來可以防止超壓。
(9)水泵出口處設(shè)置速閉止回閥等裝置，可以有效防止停泵水錘。
2.2 提高整個(gè)消防給水系統(tǒng)的承壓能力
使之在一般情況下出現(xiàn)的超壓，在提高承壓能力后在允許工作壓力范圍之內(nèi)。
2.3 采取相應(yīng)泄壓和穩(wěn)壓設(shè)施，使超壓值不致造成損害
泄壓和穩(wěn)壓設(shè)施有回流管、安全閥、泄壓閥、穩(wěn)壓閥、氣壓罐等。正在修訂的《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)條文中對(duì)泄壓閥的設(shè)置作出規(guī)定。
實(shí)踐證明泄壓閥反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確、可靠，可以有效防止因超壓而造成的損害。泄壓閥在應(yīng)用時(shí)，應(yīng)注意以下兩個(gè)問題：
2.3.1 設(shè)置位置
泄壓閥設(shè)置在消防水泵出口處，或在止回閥前(沿水流方向)或在止回閥后，或前或后都可有效防止因(1)、(2)、(6)等原因而造成的超壓。但停泵水錘或因管網(wǎng)內(nèi)存氣而造成的超壓，當(dāng)泄壓閥位于止回閥后才能有效防止。因此，泄壓閥的**位置應(yīng)在水泵出口處的止回閥后。
2.3.2 泄壓閥口徑
泄壓閥口徑直接影響水泵運(yùn)行工作點(diǎn)及其實(shí)際揚(yáng)程和流量。
圖1中的H～Q為水泵流量～揚(yáng)程曲線，RAB為AB管段的阻力曲線，B點(diǎn)為泄壓閥設(shè)置點(diǎn)，泄流量為Q′。從Q′起作BC管段的阻力曲線RBC，將RAB和RBC串聯(lián)合成阻力曲線R，R和H～Q曲線交點(diǎn)M為水泵的工況點(diǎn)。
圖1 從管中分出部分流量的供水曲線
由圖1可知，泄壓閥口徑越大，Q值越大，RBC的位置就越偏右側(cè)，串聯(lián)后的R曲線位置就會(huì)越低，M點(diǎn)的位置也就相應(yīng)降低。因此，泄壓閥的口徑直接決定水泵的工況點(diǎn)，直接決定水泵的揚(yáng)程和流量，一般情況泄壓閥的口徑可與水泵出水管同徑或小一級(jí)。由于R曲線高于RAB，是RAB和RBC的串聯(lián)組合曲線，因此無需擔(dān)心M工況點(diǎn)會(huì)低于無泄壓閥時(shí)的水泵原工況點(diǎn)。
