稳高压消防给水系统及改进措施

[摘  要]：文章简述稳高压消防给水系统的定义、特点、应用需求。通过一个工程设计实例具体应用分析，建议通过采用在稳压设施供水总管上增设流量开关联锁启动消防泵、增加系统运行监视设施与互联网联通接口、根据系统实际运行测得的泄漏流量修正流量开关启动消防泵设定流量值等改进措施，提高稳高压消防给水系统应对初期火灾的能力。

[关键词]：稳高压消防给水系统; 稳压设施; 稳压泵; 流量开关; 泄漏流量

TU998.13B

2021年5月国家发布的《关于加强县城绿色低碳建设的意见》中第二（三）条要求“限制县城民用建筑高度。县城民用建筑高度要与消防救援能力相匹配。县城新建住宅以6层为主”，明确了我国县城未来住宅类建筑高度、消防设防等方面的发展原则，也对相应工业、民用、市政等建设工程的消防给水系统设计、施工、验收、维护管理工作提出了新的要求。

在已建、新建的项目中有很多项目位于专业消防救援能力较为薄弱的区位，消防设计时更应强调提升项目配置的消防给水系统应对初期火灾的能力。在现有消防技术条件下，消防给水系统中末端水灭火设施有：消火栓系统的消防软管卷盘、轻便水龙，自喷系统的快速反应喷头等可用于提升系统应对初期火灾能力;但作为最常用的临时高压消防给水系统中重要的组成部分——消防供水设施（消防水泵、屋顶高位消防水箱等）要提升性能更好应对初期火灾，確有较多困难：消防水泵平时停机，不能满足系统最不利点消防水压要求;屋顶高位消防水箱受各种条件限制，设置高度有限，很难满足系统最不利点消防水压要求;屋顶高位消防水箱与局部稳压设施协同工作的系统虽能满足系统最不利点消防水压要求，但其稳压机组远离消防泵，一般不考虑由该设施启动消防泵，仍存在应对初期火灾时消防流量不足、消防泵启动不及时的问题，进而影响系统在控制、扑灭火灾发生后最为重要的火灾初期有效发挥其控火、灭火能力。工程界把为提高系统应对初期火灾的能力，在临时高压消防给水系统基础上增设稳压设施并能联锁启动消防泵的改进型临时高压消防给水系统称为稳高压消防给水系统。该系统比临时高压消防给水系统和低压消防给水系统能更好应对初期火灾。

1 稳高压消防给水系统

根据上海市发布的DG J08-94-2007《民用建筑水灭火系统设计规程》（以下简称《民规》）的规定[1]，以及GB 50160-2008（2018年版）《石油化工企业设计防火标准》（以下简称《化规》）的规定[2]可知，稳高压消防给水系统的主要特征为：平时消防给水管网中满足灭火要求的最不利点水压由稳压设施提供，灭火时自动启动消防泵以满足最不利点水压和流量达到灭火要求。

稳高压消防给水系统在我国的应用从20世纪70年代初的石油化工、化纤行业厂区设置由发达国家引进的稳高压消防给水系统开始，已有近50年的成功运行经验，特别是上海市发布的《民规》实施后在民用建筑消防给水系统中的大量成功应用与经验总结，极大地推动了该系统在全国民用建筑消防给水系统中的应用与发展。稳高压消防给水系统与其他形式消防给水系统相比较，特点有：

（1）系统平时管网充水、管网水压能满足系统中最不利点水灭火设施的水压要求，可提供满足初期火灾灭火的水压和部分流量要求。

（2）稳压设施联锁启动消防泵，系统能及时向管网供水，尽快将火灾在初期阶段扑灭或有效控制。

（3）系统消防泵、稳压设施等设备的能源供给高可靠性。根据消防系统保护项目相应消防要求，系统能源供给可分别选用双电源、双回路供电、自备柴油发动机组、柴油机驱动水泵等措施保证系统能源的可靠供给。

（4）系统各设施、设备及管网的耐压、密封性能须满足较高要求。由于系统平时需保证管网充水且保持一定压力，对系统中设施、设备、管材、接口、管道基础形式等的设计、施工、维护管理均有较高要求以保证系统管网的供水安全。

（5）系统的消防泵及稳压设施应集中布置，便于维护管理。系统平时处于准工作状态，能及时自动投入消防泵运行，并能及时发现故障，因此需制定严格维护保养值班制度，上岗人员需经专业培训并在消防控制中心全天值守。

（6）系统中其他设施、设备的简化设置。根据GB 50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》（以下简称《消规》）6.1.9.2条规定[3]、《民规》6.5.2.4条规定[4]可取消设置高位消防水箱。《民规》6.1.4条规定[5]可不设置水泵接合器。设置该系统可取消设置消防水箱等设施的特点比较适合应用于前述老旧多层建筑住宅小区、工业园区、有风貌控制要求的古镇（村）等需提升消防设防标准的改造、扩建工程。

2 稳高压消防给水系统稳压设施的设置

某古镇文化遗址保护工程项目位于我国南方某远离城镇的乡村，项目欲通过借鉴发达国家运用生态系统与古镇适应气候变化的成功经验，构建一个基于高质量生态环境和丰富文化遗址的旅游目的地。古镇现状基础设施落后，无消防系统，作为砖木结构的古建筑群，耐火等级三级，现仍居住大量居民，日常用火频繁，极易发生火灾，火灾负荷较大。项目消防设施提升工程主要为增设消防水池、消防泵、稳压设施的室外、室内稳高压消防给水系统。在古镇干道下设置DN200 mm消防环管及相应室外消火栓、消防设计流量为35 L/S（室外消防设计流量15 L/S、室内消防设计流量20 L/S）、消防水池1座（有效储存252 m3消防用水）、消防泵房内设置消防泵2台（一用一备、设计流量35 L/S、扬程40 m）、稳压设施1套、柴油发电机组1套（备用动力）。因古镇风貌保护要求不再设置屋顶消防水箱。消防水池最低有效水位与系统最不利点处（见龙祠内设置的室内消火栓）消火栓口高差H1=5.3 m，无系统泄漏量数据。

稳压设施设计配置：隔膜式气压罐初充压力Po=0.24 MPa，稳压泵启动压力Ps1=Po·1.05=0.252 MPa， 稳压泵停泵压力Ps2=Ps1/0.85=0.296 MPa，选用XW（L）-II-1.0-30-ADL成套设备（Po=0.24 MPa，Ps1=0.27 MPa，Ps2=0.32 MPa，配套稳压泵（流量1 L/S、扬程30 m）），气压罐调节水容积150 L，消防泵由消防泵出水干管上设置的压力开关（压力开关启动消防泵压力设定值P=0.20 MPa）、在稳压设施供水总管上增设流量开关（流量开关启动消防泵流量设定值Q=1.2 L/S）双连锁启动。

根据上述稳压设施选型复核计算系统最不利点处火灾初期启动消火栓箱增设的消防软管卷盘Φ9水枪时压力、流量情况：

稳压泵维持系统最低压力时最不利点处Φ9水枪出水流量Q1=B（Ps1-H1）= 0.079（27-5.3）=1.31 L/S[6]， 系统压力达压力开关启动消防泵压力设定值时最不利点处Φ9水枪出水流量Q2= B（P-H1）= 0.079（20-5.3）=1.08 L/S。由系统流量开关启动消防泵流量设定值Q=1.2 L/S小于Q1、大于Q2可知，在系统最不利点处启动消防软管卷盘Φ9水枪出水时流量开关能动作连锁启动消防泵，如流量开关故障、系统压力继续下降至压力开关启动消防泵压力设定值P（0.20 MPa）时，压力开关动作连锁启动消防泵。同理，如系统最不利点处火灾初期启动消火栓箱配置的Φ19水枪出水时因其水枪出流量更大，系统流量值、压力值均会更快触发在稳压设施供水总管上设置的流量开关动作、在消防泵出水干管上设置的压力开关动作，连锁启动消防泵。

由以上分析可知，在稳压设施供水总管上增设流量开关连锁启动消防泵，切实提高了系统应对火灾初期及时启动消防泵的成功率。

3 稳高压消防给水系统改进建议

基于稳高压消防给水系统比临时高压消防给水系统应对初期火灾更为迅速、提高了控火效率，在火灾危险性大的石化、核电等行业都得到广泛应用并反馈良好。该系统虽在《民规》、《化规》中已有明确的定义，但在《消规》中只有关于稳压泵的相关定义，没有稳高压消防给水系统的明确定义与阐释，这无疑对该系统的推广应用产生了一定的影响。为推动稳高压消防给水系统的推广、应用，强化系统应对初期火灾的能力，提出以下改进建议。

（1）系统保留稳压设施压力开关联锁启动消防泵的方式，另在稳压设施供水总管上增设流量开关联锁启动消防泵，以消除因穩压设施在火灾初期工作时输出流量可能满足现场需求，系统压力下降缓慢使压力开关延误启动消防泵的隐患。系统由压力开关、流量开关双控启动消防泵增加了系统启动消防泵的可靠性。为便于系统调试、维护管理，消防泵与稳压设施及压力开关、流量开关应集中布置在同一泵房内。系统安装调试时，根据系统现场实际测得的准工作状态时的泄漏流量来调整稳压设施供水总管上的流量开关启动消防泵设定流量值，提高系统正常运行的可靠性。

（2）增加系统运行监控与互联网、物联网的接口功能以提高监控系统信息化水平，提升全程监控系统运行的能力，及时发现、处理系统故障。确保系统随时保持临战状态运行。

建筑论坛与建筑设计邓东耀： 稳高压消防给水系统及改进措施

（3）在环保要求高的区域，备用动力试用新能源驱动系统。随着国家可持续发展战略的深入推进，传统内燃机驱动的备用发电机组、柴油机驱动水泵都需采用新能源的机组替换。

4 结束语

稳高压消防给水系统是一种在我国已成功使用多年的自动消防给水系统。因其具有能满足系统最不利点水消防灭火设施的水压要求、部分满足流量要求的特点，可采取适当优化措施强化其迅速控制、扑灭初期火灾的能力。建议通过采用在稳压设施供水总管上增设流量开关联锁启动消防泵、增加系统运行监视设施与互联网联通接口、根据系统实际运行测得的泄漏流量修正流量开关启动消防泵设定流量值、强化系统使用信息搜集与应用研究以及规范编制等改进措施，切实提高稳高压消防给水系统应对初期火灾的快速响应能力。

加强对已使用稳高压消防给水系统成功运行经验与失败案例的信息搜集、分析、研究、改进工作，尽快在《消规》等水灭火系统规范表述中把稳高压消防给水系统单列，以便更好地推广、正确使用该系统。由于稳高压消防给水系统通常作为临时高压消防给水系统的优化升级，出于对我国过去消防给水系统的维护管理水平、供水可靠性、能源供应等现实困难考虑，各地建设、消防主管部门、各建设责任方仍有把稳高压消防给水系统归为临时高压消防给水系统来管理、设计、施工、维护的情况发生，没有充分发挥出稳高压消防给水系统的比较优势，更有可能因忽视保证该系统正常运作的相关特点进而造成不必要的消防风险和损失。

参考文献

[1] 民用建筑水灭火系统设计规程： DGJ08-94-2007[S].

[2] 石油化工企业设计防火标准： GB50160-2008（2018年版）[S].

[3] 消防给水及消火栓系统技术规范： GB 50974-2014[S].

[4] 民用建筑水灭火系统设计规程： DGJ08-94-2007[S].

[5] 民用建筑水灭火系统设计规程： DGJ08-94-2007[S].

[6] 赵锂. 建筑给水排水设计手册.第二版.[M].北京：中国建筑工程出版社，2008：514.