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摘要：随着国民经济的发展，高层建筑越来越多，超高层建筑也层出不穷，只有不断提高高层建筑消火栓给水系统的安全可靠性，才能充分保障人民群众的生命财产安全。本文从高层建筑消火栓给水系统存在的超压情况出发，研究分析了超压产生的原因和危害，提出了相应的减压措施和技术方法，确保消火栓给水系统不超压，保障消防供水安全。
关键词：消火栓 超压 减压
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：
火灾是一种违反人们意志，在时间和空间上失去控制的燃烧。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。对于火灾，在我国古代，人们就总结出“防为上，救次之，戒为下”的经验。随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险性也在增多，火灾的危害性也越来越大[1]。另一方面，随着城市人口的持续增长、土地资源的紧缺，城市建筑日趋向高空延伸，高层建筑越来越多。高层建筑火灾扑救困难，造成的经济损失大，必须采取严格的措施保证消防安全。
目前我国高层建筑常用的消防系统主要包括:室外消防给水系统，室内消火栓给水系统，闭式自动喷水灭火系统，雨淋喷水灭火系统，水幕系统，水喷雾消防系统，以及气体灭火系等[1]。根据“高规”7.1.1條规定:高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统[2]。该系统在我国被作为最基本的灭火设施，在每一个高层建筑中都设置[3]。
“高规”7.4.6.5条规定：消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，应采取减压措施[2]。消火栓给水系统的超压是指系统内的水压超过其工作压力限值，造成管道、配件、附件、器材和设备的损坏，影响消防给水系统正常运行的现象[4]。管网超压将造成以下的一系列危害[4,5]:
1.管网超压时，室内消火栓栓口的压力超过设计压力，如果压力过大，水枪在出水时产生的反作用力将很大，使水枪不容易掌握，超出人力的控制范围时，从而威胁到消防人员的生命安全。
2.管网超压时，管网内的实际压力大于设计压力，容易造成管材破裂，阀门漏水，从而影响的消防供水的安全。管网的长期超压，将加速管材和阀门的损耗，造成严重的经济损失和安全隐患。
3.管网超压时，可能造成消防水箱或消防水池储存的水量达不到设计的供水时间，火灾扑灭过程的晚期供水不足，从而造成巨大的火灾损失。
因此，必须采取相应的减压措施，消除超压对消防给水系统造成的危害。“建规”和“高规”条文未对减压方式作明确规定，而“建规”条文说明则明确指出:减压措施一般可采用设置减压阀或减压孔板等方式。对减压后的出水压力则在“建规”条文说明中明确为:为确保水枪有必要的有效射程，减压后消火栓栓口处的出水压力不应小于25m水柱。“高规”条文说明只说明了减压的理由，而未对减压方式作必要的说明。现行消防规范关于减压措施大致以下四种:减压孔板、节流管、减压阀、分区供水。其中，减压孔板是最常用的减压方式，在高层建筑消防给水系统中，可用于消除消火栓前的剩余水头，以保证给水系统均衡供水，达到节水、节能的目的[6]；节流管减压是比减压孔板减压还要简单的一种减压方式，它也具有构造简单、价格低廉的优点[7]，但由于实际工程中，消火栓立管距离栓口较近，安装节流管要求有一定的长度，较难找到具体的实施部位，尽管其减压值能满足系统的要求，但在消火栓给水系统中难以推广使用；减压阀常用于高层建筑消防给水系统的竖向分区中，以保证管网中的最大压力不超过消防规范规定和管材的承压能力；减压稳压消火栓是减压稳压装置和消火栓的组合，它起始于1993“高规”修订之时，1996年开始在工程中得到应用，刚开始应用的第一代产品为栓前减压方式，当水中有杂质时会造成堵塞而影响出流量。新一代产品为栓后减压方式，当水中有杂质时，不会造成堵塞也不影响消火栓出流量[8]。
减压阀减压是在消火栓前或在消防给水系统的干管、支管上装设减压阀，其最大的缺点是价格不菲，投资是消火栓的几倍;在消火栓前设置减压孔板，既是最传统的减压方式，也是现在普遍采用的方式，其缺点是工程设计计算繁琐，多级孔板减压时占用较多空间，施工安装调试复杂。有的建筑甚至出现孔板漏装、错装等问题。即使设计人员计算准确，施工人员安装无误，实际使用过程中随着系统流量与压力的波动和变化，栓后压力也不能保持稳定。消防给水系统在火灾初期和发展阶段，水箱和水泵两种供水方式时，由于打开消火栓的数量变化，栓前压力出现变化，从而导致栓后压力工况不能保持稳定[9]。
与传统的消火栓减压方式即减压阀减压或减压孔板减压相比，减压稳压消火栓有以下优缺点[10]:
1.室内减压稳压消火栓相对传统室内普通消火栓可以减少分区，虽然价格较高，但由于减少了管道的设置，相应减少了阀门等管道附件的设置，还是大大降低了投资;
2.由于系统简洁，降低了系统出现故障的几率，另外减少了环状管网和立管的设置，增加了建筑的空间，为后期的管理、检修提供了便利;
3.结合减压孔板的使用可以进一步减少分区，如果采用更高调压能力的减压稳压消火栓和更高承压能力的管材的话，消火栓的超静压问题将得到解决。
减压稳压消火栓由于依靠水介质本身的能量实现了消火栓减压和稳压，有效地控制了消火栓的消防水压及流量，保证了减压稳压效果，免除了设计人员以前需根据建筑各层的栓前压力和所需的栓后压力来选择减压孔板孔径的繁琐计算，安装中不用再进行性能调试，安装后也便于检查。它还保留了传统普通室内消火栓的外型及尺寸，继承了传统的操作方式，接口标准化，不存在安装空间问题[11]，因而受到建设单位、施工单位和设计单位的欢迎，从而被众多建筑工程广泛应用。
高层建筑消火栓给水系统超压，不仅造成水资源的浪费，更严重的威胁到消火栓供水安全可靠性。为保障消火栓供水安全，使其关键时刻正常工作，保护好人民群众的生命财产的安全，必须研究分析管网超压产生的原因及其危害，并采取相应的措施和技术方法来减少超压产生的可能。总之，高层建筑消火栓给水系统的超压问题必须得到重视，应进一步研究减压的装置和技术措施，提高高层建筑消火栓给水系统的承压能力，确保消火栓给水系统不超压，保障消防供水安全。
参考文献：
[1] 周义德,吴杲.建筑防火消防工程【M】郑州:黄河水力出版社，2004.8.
[2] 中华人民共和国国家标准.高层民用建筑设计防火规范 (GB50045一95)（2005年版）【S】.北京:中国计划出版社，2005.
[3] 陈方肃.高层建筑给水排水设计手册(第二版)【M】.长沙:湖南科学技术出版社，2001
[4] 王丽.高层建筑消防给水的超压起因与防治措施【J】.黑龙江科技信息，2007， (23).
[5] 吴杰生.室内消火栓超压与解决措施的探讨【J】.山西建筑，2003，29(4).
[6] 孔样瑞,姚兰芳.建筑消防供水系统减压问题的探讨【J】.山东建筑工程学院学报，1998，13(l).
[7] 建设部工程质量安全监督与行业发展司，中国建筑标准设计研究所编.全国民用建筑工程设计技术措施(给水排水)【S】.北京:中国计划出版社，2003.
[8] 姜文源,孙慧.消火栓系统的减压和给水分区【J】.给水排水，2007，33(增刊).
[9] 陈立学.高层建筑消火栓供水方式探讨【J】.石油化工环境保护，2003，26(3).
[10] 姜文源.减压稳压消火栓【J】.给水排水，1998，24(10).
[11] 巩志敏.高层建筑消防灭火技术研究【D】.天津:天津大学，2005.
关键词：消火栓 超压 减压
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：
火灾是一种违反人们意志，在时间和空间上失去控制的燃烧。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。对于火灾，在我国古代，人们就总结出“防为上，救次之，戒为下”的经验。随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，导致发生火灾的危险性也在增多，火灾的危害性也越来越大[1]。另一方面，随着城市人口的持续增长、土地资源的紧缺，城市建筑日趋向高空延伸，高层建筑越来越多。高层建筑火灾扑救困难，造成的经济损失大，必须采取严格的措施保证消防安全。
目前我国高层建筑常用的消防系统主要包括:室外消防给水系统，室内消火栓给水系统，闭式自动喷水灭火系统，雨淋喷水灭火系统，水幕系统，水喷雾消防系统，以及气体灭火系等[1]。根据“高规”7.1.1條规定:高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统[2]。该系统在我国被作为最基本的灭火设施，在每一个高层建筑中都设置[3]。
“高规”7.4.6.5条规定：消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa，当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时，应采取减压措施[2]。消火栓给水系统的超压是指系统内的水压超过其工作压力限值，造成管道、配件、附件、器材和设备的损坏，影响消防给水系统正常运行的现象[4]。管网超压将造成以下的一系列危害[4,5]:
1.管网超压时，室内消火栓栓口的压力超过设计压力，如果压力过大，水枪在出水时产生的反作用力将很大，使水枪不容易掌握，超出人力的控制范围时，从而威胁到消防人员的生命安全。
2.管网超压时，管网内的实际压力大于设计压力，容易造成管材破裂，阀门漏水，从而影响的消防供水的安全。管网的长期超压，将加速管材和阀门的损耗，造成严重的经济损失和安全隐患。
3.管网超压时，可能造成消防水箱或消防水池储存的水量达不到设计的供水时间，火灾扑灭过程的晚期供水不足，从而造成巨大的火灾损失。
因此，必须采取相应的减压措施，消除超压对消防给水系统造成的危害。“建规”和“高规”条文未对减压方式作明确规定，而“建规”条文说明则明确指出:减压措施一般可采用设置减压阀或减压孔板等方式。对减压后的出水压力则在“建规”条文说明中明确为:为确保水枪有必要的有效射程，减压后消火栓栓口处的出水压力不应小于25m水柱。“高规”条文说明只说明了减压的理由，而未对减压方式作必要的说明。现行消防规范关于减压措施大致以下四种:减压孔板、节流管、减压阀、分区供水。其中，减压孔板是最常用的减压方式，在高层建筑消防给水系统中，可用于消除消火栓前的剩余水头，以保证给水系统均衡供水，达到节水、节能的目的[6]；节流管减压是比减压孔板减压还要简单的一种减压方式，它也具有构造简单、价格低廉的优点[7]，但由于实际工程中，消火栓立管距离栓口较近，安装节流管要求有一定的长度，较难找到具体的实施部位，尽管其减压值能满足系统的要求，但在消火栓给水系统中难以推广使用；减压阀常用于高层建筑消防给水系统的竖向分区中，以保证管网中的最大压力不超过消防规范规定和管材的承压能力；减压稳压消火栓是减压稳压装置和消火栓的组合，它起始于1993“高规”修订之时，1996年开始在工程中得到应用，刚开始应用的第一代产品为栓前减压方式，当水中有杂质时会造成堵塞而影响出流量。新一代产品为栓后减压方式，当水中有杂质时，不会造成堵塞也不影响消火栓出流量[8]。
减压阀减压是在消火栓前或在消防给水系统的干管、支管上装设减压阀，其最大的缺点是价格不菲，投资是消火栓的几倍;在消火栓前设置减压孔板，既是最传统的减压方式，也是现在普遍采用的方式，其缺点是工程设计计算繁琐，多级孔板减压时占用较多空间，施工安装调试复杂。有的建筑甚至出现孔板漏装、错装等问题。即使设计人员计算准确，施工人员安装无误，实际使用过程中随着系统流量与压力的波动和变化，栓后压力也不能保持稳定。消防给水系统在火灾初期和发展阶段，水箱和水泵两种供水方式时，由于打开消火栓的数量变化，栓前压力出现变化，从而导致栓后压力工况不能保持稳定[9]。
与传统的消火栓减压方式即减压阀减压或减压孔板减压相比，减压稳压消火栓有以下优缺点[10]:
1.室内减压稳压消火栓相对传统室内普通消火栓可以减少分区，虽然价格较高，但由于减少了管道的设置，相应减少了阀门等管道附件的设置，还是大大降低了投资;
2.由于系统简洁，降低了系统出现故障的几率，另外减少了环状管网和立管的设置，增加了建筑的空间，为后期的管理、检修提供了便利;
3.结合减压孔板的使用可以进一步减少分区，如果采用更高调压能力的减压稳压消火栓和更高承压能力的管材的话，消火栓的超静压问题将得到解决。
减压稳压消火栓由于依靠水介质本身的能量实现了消火栓减压和稳压，有效地控制了消火栓的消防水压及流量，保证了减压稳压效果，免除了设计人员以前需根据建筑各层的栓前压力和所需的栓后压力来选择减压孔板孔径的繁琐计算，安装中不用再进行性能调试，安装后也便于检查。它还保留了传统普通室内消火栓的外型及尺寸，继承了传统的操作方式，接口标准化，不存在安装空间问题[11]，因而受到建设单位、施工单位和设计单位的欢迎，从而被众多建筑工程广泛应用。
高层建筑消火栓给水系统超压，不仅造成水资源的浪费，更严重的威胁到消火栓供水安全可靠性。为保障消火栓供水安全，使其关键时刻正常工作，保护好人民群众的生命财产的安全，必须研究分析管网超压产生的原因及其危害，并采取相应的措施和技术方法来减少超压产生的可能。总之，高层建筑消火栓给水系统的超压问题必须得到重视，应进一步研究减压的装置和技术措施，提高高层建筑消火栓给水系统的承压能力，确保消火栓给水系统不超压，保障消防供水安全。
参考文献：
[1] 周义德,吴杲.建筑防火消防工程【M】郑州:黄河水力出版社，2004.8.
[2] 中华人民共和国国家标准.高层民用建筑设计防火规范 (GB50045一95)（2005年版）【S】.北京:中国计划出版社，2005.
[3] 陈方肃.高层建筑给水排水设计手册(第二版)【M】.长沙:湖南科学技术出版社，2001
[4] 王丽.高层建筑消防给水的超压起因与防治措施【J】.黑龙江科技信息，2007， (23).
[5] 吴杰生.室内消火栓超压与解决措施的探讨【J】.山西建筑，2003，29(4).
[6] 孔样瑞,姚兰芳.建筑消防供水系统减压问题的探讨【J】.山东建筑工程学院学报，1998，13(l).
[7] 建设部工程质量安全监督与行业发展司，中国建筑标准设计研究所编.全国民用建筑工程设计技术措施(给水排水)【S】.北京:中国计划出版社，2003.
[8] 姜文源,孙慧.消火栓系统的减压和给水分区【J】.给水排水，2007，33(增刊).
[9] 陈立学.高层建筑消火栓供水方式探讨【J】.石油化工环境保护，2003，26(3).
[10] 姜文源.减压稳压消火栓【J】.给水排水，1998，24(10).
[11] 巩志敏.高层建筑消防灭火技术研究【D】.天津:天津大学，2005.