程宏偉 李一凡
福建省建筑設計研究院

　　提要：本文以圖形方式剖析消防給水系統小流量用水時的超壓現象，把超壓現象形象化，直觀化，并提出兩種解決方案。
　　關鍵詞：消防給水系統 小流量 超壓 工作點恒壓

　　1、前言

　　消防給水系統中的超壓現象是個困擾設計人員已久的問題，但不少設計人員對這個問題的認識還是很模糊的。設計工作點與實際工作點的偏聽偏信差到底有多大，系統的超壓程度到底有多大，有相當一部分設計人員只是憑想象，大多沒有一個比較準確的認識。本文對傳統消防水系統中的水泵工況進行分析，并把各用水點的壓力變化情況形象化、直觀化，然后探討兩種解決方案。

　　2、傳統消防水系統分析

　　這里以兩幢比較典型的建筑為例進行分析。
某建筑地面層數32，地下2層，噴林、消火栓系統的設計流量均為30L/S，消火栓和噴淋系統均為3區。高區：21--32層，水泵為DA1--125×6；中區：11--20層，水泵為DA1--125*4；低區：-2--10層，水泵為DA1--125*3。水泵安裝在-2層，標高為-7.5米。
　　圖1為用水點在32層（標高96.9米）時的消火栓系統的揚程---流量曲線圖

　　從圖1可以看出，當使用的水槍數少于3支時，栓口的壓力超過0.5Mpa，即超過規范的要求，若從使用角度出發，則應考慮水槍的反沖力，此時消火栓栓口壓力不應超過0.38Mpa（參見《高規》的解釋條文）。當用水點不在最高層時則情況更糟。中區、低區給水系統的情況與高區類似。

　　圖2為用水點在32層（標高98.5米）時的噴淋系統的揚程—流量曲線圖。從圖中可以看出當開啟噴頭數較少時，系統超壓較嚴重。
　　另一建筑地面層數24，地下2 層，噴淋、消火栓系統的設計流量均為30L/S，消火栓和噴淋系統均分為3區。噴淋泵與消防泵均為兩用一備，型號為DA1-100*8,中區、低區通過減壓0閥供給。水泵安裝在-2層，標高為-8.10米。圖3 為用水點在24層（標高81.00米）時的消火栓系統的揚程-流量曲線圖，從圖中可以看出，當使用的水槍數為1支時，即使只開一臺水泵消火栓栓口的壓力也將超過0.5Mpa，噴淋系統情況類似。
　　在上面列舉的兩個例子中，消火栓系統的設計流量均為30L/S，若設計流量為40L/S時則超壓現象更嚴重。

　　3、兩種解決方案

　　針對小流量超壓問題，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的管阻曲線交點（即系統工作點）的壓力、流量滿足使用要求；一種是通過改變給水系統的管阻曲線（按水流方向，從水泵出口算起）使之與水泵的特性曲線交點（即系統工作點）的壓力、流量滿足使用要求。下面對這兩種方案進行介紹和分析。
　　3.1調水泵特性曲線
　　離心式水泵有以下特性：流量Q與轉速n的一次方成正比（H∝n），揚程H與轉速戰速決n的平方成正比（H∝n²）。根據這個特性，我們可以通過改變離心式水泵的轉速來改變水泵的特性曲線。

水泵轉速=1087 設定壓力=0.25

　　仍以上面所列舉的第一個例子為例，水系統示意圖見圖6，水泵型號為DA1-125*6.假沒用水點的高度（HO）為0米，使用的水槍數為1支，栓口設定壓力（HS）為0.25Mpa，通過計算機很容易求得滿足條件的轉速以及相對應的水泵特性曲線（見圖4）。一般情況下，水泵的轉還應該滿足在該轉速下水泵特性曲線與系統管阻曲線的交點即水泵工作點的揚程H等于HO+HS。控制原理框圖見圖8。

設定壓力=0.25Mpa

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