1 防超压措施
1.1 采用全自动变频调速供水设备
目前这一措施在高层建筑中已被广泛采用,它的主要特点是可以恒压变流量,这正符合消防给水系统的要求。例如,一幢高层建筑的室内消火栓用水量为30L/s,计算所需工作压力为1.0MPa,如图1所示,消防水泵选用3台,两用一备(3#为备用泵),每台水泵流量15L/s,扬程为1.0MPa。火灾初期,通过电控柜自动启动1#泵,流量从小到大,随着消火栓用水量的加大而增加。当用水量超过15 L/s时,通过电控柜自动启动2#,此时1#泵为恒速运行,2#泵为变速运行,直到流量达到30L/s。整个过程通过数字设定工作水压为1.0MPa,并用数码显示实际工作压力,使实际压力与设定压力一致,而流量则根据实际消防用水量动态变化。自动喷水灭火系统与此同理。
1.2 设置回流泄压装置
回流泄压装置的原理如图2所示,在消防水泵的出水管上设一去消防水池的支管,支管上设置泄压阀,当管网压力超过设定工作压力一定范围(30%)时(泄压阀开启压力设定点),泄压阀自动打开回流泄压,以防管网超压。火灾初期,由于实际消防用水量较小,而水泵仍然按照它本身的特性曲线在运行,泄压阀的意义就在于人为地增加“实际消防用水量”,以达到接近理想工况的目的。随着实际消防用水量的增加,压力逐渐下降,当降低到泄压阀压力设定点时,泄压阀自动关闭。
1.3 选用流量—扬程曲线平缓的消防水泵
流量与扬程的关系是非线性的,但一般来说,随着流量的增大,扬程随之降低。由水泵的性 能曲线可知,如果流量—扬程曲线平缓,那么扬程对流量的变化率就较小。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。
因此,选用流量—扬程曲线平缓的消防水泵可以达到防超压的目的。但是,在实际工程设计中往往较难选到既符合设计要求,流量—扬程曲线又比较平缓的水泵。
1.4 系统分区时采用可调式减压阀减压
可调式减压阀可以起到稳压的作用,只要给它设定一个阀后压力,那么不管阀前压力如何变化,都不影响阀后的工作压力。因此,可调式减压阀后面的消防管网就不会出现超压现象。
2 工程实例
嘉兴市邮电局邮电通信调度大楼共20层(地下一层),建筑高度90m,建筑面积21000m2,属一类高层建筑。室内消防给水系统共分三个区:地下1层至4层为低区;5层至12层为中区;13层至19层为高区。消防泵房设于地下一层。根据建设单位的要求,为了节省投资,水泵采用普通立式离心泵,而在设计选泵过程中很难找到既符合设计要求,流量—扬程曲线又比较平缓的水泵,所以只能考虑其他防超压措施。具体措施为:低区及中区减压采用可调式减压阀;消防水泵后设置回流泄压装置防止主干管及高区超压。因此,对于高层建筑消防给水系统的超压问题,应根据工程的实际情况,确定相应的防止措施。