程宏偉 李一凡
福建省建筑設(shè)計(jì)研究院

　　提要：本文以圖形方式剖析消防給水系統(tǒng)小流量用水時(shí)的超壓現(xiàn)象，把超壓現(xiàn)象形象化，直觀化，并提出兩種解決方案。
　　關(guān)鍵詞：消防給水系統(tǒng) 小流量 超壓 工作點(diǎn)恒壓

　　1、前言

　　消防給水系統(tǒng)中的超壓現(xiàn)象是個(gè)困擾設(shè)計(jì)人員已久的問題，但不少設(shè)計(jì)人員對(duì)這個(gè)問題的認(rèn)識(shí)還是很模糊的。設(shè)計(jì)工作點(diǎn)與實(shí)際工作點(diǎn)的偏聽偏信差到底有多大，系統(tǒng)的超壓程度到底有多大，有相當(dāng)一部分設(shè)計(jì)人員只是憑想象，大多沒有一個(gè)比較準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。本文對(duì)傳統(tǒng)消防水系統(tǒng)中的水泵工況進(jìn)行分析，并把各用水點(diǎn)的壓力變化情況形象化、直觀化，然后探討兩種解決方案。

　　2、傳統(tǒng)消防水系統(tǒng)分析

　　這里以兩幢比較典型的建筑為例進(jìn)行分析。
某建筑地面層數(shù)32，地下2層，噴林、消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量均為30L/S，消火栓和噴淋系統(tǒng)均為3區(qū)。高區(qū)：21--32層，水泵為DA1--125×6；中區(qū)：11--20層，水泵為DA1--125*4；低區(qū)：-2--10層，水泵為DA1--125*3。水泵安裝在-2層，標(biāo)高為-7.5米。
　　圖1為用水點(diǎn)在32層（標(biāo)高96.9米）時(shí)的消火栓系統(tǒng)的揚(yáng)程---流量曲線圖

　　從圖1可以看出，當(dāng)使用的水槍數(shù)少于3支時(shí)，栓口的壓力超過0.5Mpa，即超過規(guī)范的要求，若從使用角度出發(fā)，則應(yīng)考慮水槍的反沖力，此時(shí)消火栓栓口壓力不應(yīng)超過0.38Mpa（參見《高規(guī)》的解釋條文）。當(dāng)用水點(diǎn)不在最高層時(shí)則情況更糟。中區(qū)、低區(qū)給水系統(tǒng)的情況與高區(qū)類似。

　　圖2為用水點(diǎn)在32層（標(biāo)高98.5米）時(shí)的噴淋系統(tǒng)的揚(yáng)程—流量曲線圖。從圖中可以看出當(dāng)開啟噴頭數(shù)較少時(shí)，系統(tǒng)超壓較嚴(yán)重。
　　另一建筑地面層數(shù)24，地下2 層，噴淋、消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量均為30L/S，消火栓和噴淋系統(tǒng)均分為3區(qū)。噴淋泵與消防泵均為兩用一備，型號(hào)為DA1-100*8,中區(qū)、低區(qū)通過減壓0閥供給。水泵安裝在-2層，標(biāo)高為-8.10米。圖3 為用水點(diǎn)在24層（標(biāo)高81.00米）時(shí)的消火栓系統(tǒng)的揚(yáng)程-流量曲線圖，從圖中可以看出，當(dāng)使用的水槍數(shù)為1支時(shí)，即使只開一臺(tái)水泵消火栓栓口的壓力也將超過0.5Mpa，噴淋系統(tǒng)情況類似。
　　在上面列舉的兩個(gè)例子中，消火栓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量均為30L/S，若設(shè)計(jì)流量為40L/S時(shí)則超壓現(xiàn)象更嚴(yán)重。

　　3、兩種解決方案

　　針對(duì)小流量超壓?jiǎn)栴}，本文作者提出兩種解決方案：一種是通過改變水泵的特性曲線使之給水系統(tǒng)的管阻曲線交點(diǎn)（即系統(tǒng)工作點(diǎn)）的壓力、流量滿足使用要求；一種是通過改變給水系統(tǒng)的管阻曲線（按水流方向，從水泵出口算起）使之與水泵的特性曲線交點(diǎn)（即系統(tǒng)工作點(diǎn)）的壓力、流量滿足使用要求。下面對(duì)這兩種方案進(jìn)行介紹和分析。
　　3.1調(diào)水泵特性曲線
　　離心式水泵有以下特性：流量Q與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比（H∝n），揚(yáng)程H與轉(zhuǎn)速戰(zhàn)速?zèng)Qn的平方成正比（H∝n²）。根據(jù)這個(gè)特性，我們可以通過改變離心式水泵的轉(zhuǎn)速來改變水泵的特性曲線。

水泵轉(zhuǎn)速=1087 設(shè)定壓力=0.25

　　仍以上面所列舉的第一個(gè)例子為例，水系統(tǒng)示意圖見圖6，水泵型號(hào)為DA1-125*6.假?zèng)]用水點(diǎn)的高度（HO）為0米，使用的水槍數(shù)為1支，栓口設(shè)定壓力（HS）為0.25Mpa，通過計(jì)算機(jī)很容易求得滿足條件的轉(zhuǎn)速以及相對(duì)應(yīng)的水泵特性曲線（見圖4）。一般情況下，水泵的轉(zhuǎn)還應(yīng)該滿足在該轉(zhuǎn)速下水泵特性曲線與系統(tǒng)管阻曲線的交點(diǎn)即水泵工作點(diǎn)的揚(yáng)程H等于HO+HS。控制原理框圖見圖8。

設(shè)定壓力=0.25Mpa

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