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消防改造工程中消防水系统的优化技术与实践

摘要: 本文深入探讨消防改造工程中消防水系统的优化技术与实践应用。详细分析了传统消防水系统在供水压力、流量分配以及管网布局等方面存在的问题,阐述了新型增压稳压设备、智能流量控制系统以及管网优化设计在消防水系统优化中的作用原理和应用方法。结合实际案例,展示了这些优化技术如何提升消防水系统的灭火效能和可靠性,为消防改造工程提供技术支撑与实践经验参考。


一、引言


消防水系统作为消防改造工程中的重要组成部分,其性能直接关系到火灾扑救的效果。在实际应用中,传统消防水系统由于设计标准的更新、建筑功能的变化以及设备老化等原因,往往存在一些不足之处,需要进行优化改造,以适应现代消防安全的要求。


二、传统消防水系统存在的问题


(一)供水压力不稳定
传统消防水系统在火灾发生时,可能出现供水压力不足的情况。特别是对于高层建筑,随着楼层的升高,水压损失较大,如果没有有效的增压措施,消防水枪的喷射压力和射程将受到严重影响,无法有效扑灭火灾。此外,在多栋建筑共用消防供水系统时,由于各建筑的用水需求不同,也容易导致供水压力波动,影响消防水系统的正常运行。


(二)流量分配不合理
在消防水系统中,不同区域、不同类型的消防设施(如消火栓、自动喷水灭火系统等)对消防用水流量有着不同的要求。传统消防水系统在流量分配方面缺乏精准的控制手段,往往出现部分区域消防用水流量过大,造成水资源浪费,而部分区域流量不足,影响灭火效果的情况。例如,在大型商场的消防改造工程中,由于商业布局的复杂性,不同区域的火灾危险等级不同,但原有的消防水系统可能无法根据实际需求合理分配流量。


(三)管网布局缺陷
传统消防水系统的管网布局可能存在不合理之处。一些老旧建筑的消防管网管径过小,无法满足当前消防用水流量的要求;或者管网走向复杂,存在过多的弯头和变径,增加了水流阻力,降低了供水效率。此外,管网的防腐、防冻措施不到位,容易导致管道腐蚀、堵塞或破裂,影响消防水系统的可靠性。


三、新型增压稳压设备在消防水系统优化中的应用


(一)智能变频增压泵
智能变频增压泵是一种新型的增压设备,它能够根据消防水系统的实际压力需求自动调整泵的转速,从而实现精准的压力控制。在火灾发生时,当系统压力下降时,智能变频增压泵会迅速提高转速,增加供水压力,确保消防水枪等灭火设备能够达到所需的喷射压力。与传统的定速增压泵相比,智能变频增压泵具有节能、运行平稳、压力调节范围广等优点。例如,在某高层住宅的消防改造工程中,安装智能变频增压泵后,无论楼层高低,消防水枪在火灾时都能保持稳定的喷射压力,有效提高了灭火能力。


(二)气压罐稳压装置
气压罐稳压装置在消防水系统中起到稳定压力的作用。它利用罐内的压缩空气来维持系统的一定压力,当系统压力下降时,气压罐内的水会自动补充到系统中,起到缓冲和稳压的效果。气压罐稳压装置适用于对压力稳定性要求较高的消防水系统,如自动喷水灭火系统。在火灾初期,当消防泵尚未启动或启动过程中,气压罐能够保证系统有足够的压力,使喷头能够正常喷水,为火灾扑救争取时间。


四、智能流量控制系统在消防水系统优化中的应用


(一)电磁流量计与电动调节阀
电磁流量计能够精确测量消防水系统中的流量,电动调节阀则可以根据流量测量结果对水流进行控制。在消防改造工程中,将电磁流量计和电动调节阀安装在消防管网的关键部位,如不同区域的分支管道上。通过控制系统(如 PLC 控制系统)对电磁流量计的流量信号进行采集和分析,然后根据预设的流量分配方案,控制电动调节阀的开度,实现对消防用水流量的精准分配。例如,在某大型工业厂房的消防改造工程中,根据不同车间的火灾危险等级和消防设施布局,通过智能流量控制系统,确保了每个车间都能获得合适的消防用水流量,提高了消防水系统的整体灭火效能。


(二)流量分区控制技术
流量分区控制技术是根据建筑的功能布局、火灾危险等级等因素,将消防水系统划分为多个流量控制区域。每个区域设置独立的流量监测和控制设备,实现区域内流量的自主调节。在火灾发生时,根据火灾发生的区域,启动相应区域的消防设施,并按照该区域的流量需求进行供水,避免了因局部火灾而导致整个消防水系统大规模供水的情况,减少了水资源的浪费,同时也提高了其他区域消防设施的可靠性。例如,在某酒店的消防改造工程中,将酒店分为客房区、餐饮区、公共活动区等多个流量控制区域,各区域的消防水系统在火灾时能够独立运行,有效提升了消防水系统的灵活性和可靠性。


五、管网优化设计在消防水系统优化中的应用


(一)管网水力计算与管径优化
在消防改造工程中,通过管网水力计算软件对消防管网进行精确的水力计算,根据计算结果优化管网管径。在满足消防用水流量和压力要求的前提下,合理增大或减小管径,以降低水流阻力,提高供水效率。例如,对于一些长距离供水的消防管网,适当增大管径可以减少水压损失;对于一些局部用水流量较小的区域,适当减小管径可以避免资源浪费。同时,在管网设计中,尽量减少弯头、变径等管件的使用,优化管网走向,使水流更加顺畅。


(二)管网防腐与防冻措施加强
为了提高消防水系统管网的可靠性,必须加强管网的防腐与防冻措施。在防腐方面,采用新型的防腐涂料对管道内壁和外壁进行涂刷,如环氧煤沥青漆、聚氨酯漆等,能够有效防止管道腐蚀。在防冻方面,对于寒冷地区的消防管网,采取深埋、保温包扎、设置电伴热等措施,确保管道在冬季不会因结冰而堵塞或破裂。例如,在某北方城市的消防改造工程中,对所有室外消防管网进行了保温包扎和电伴热安装,经过几个冬季的考验,消防水系统运行正常,未出现因冻害而导致的故障。


六、实际案例分析


以某综合性医院的消防改造工程为例,该医院原有的消防水系统存在供水压力不稳定、流量分配不合理以及部分管网老化腐蚀等问题。在改造过程中,采用了智能变频增压泵和气压罐稳压装置相结合的方式,解决了供水压力问题;通过电磁流量计、电动调节阀和流量分区控制技术,实现了消防用水流量的精准分配;对管网进行了重新设计和优化,包括水力计算优化管径、加强防腐与防冻措施等。


改造后的消防水系统在一次模拟火灾演练中表现出色。当火灾发生在医院的住院部某楼层时,智能变频增压泵迅速启动并调整压力,确保消防水枪在该楼层及相邻楼层都能达到有效射程。流量分区控制技术使得住院部区域的消防水系统独立运行,按照预设流量供水,其他区域的消防设施不受影响。电磁流量计和电动调节阀准确控制了各消火栓和喷头的流量,使灭火作业高效有序进行。同时,优化后的管网系统水流阻力小,供水稳定,为火灾扑救提供了有力保障。


七、结论


在消防改造工程中,消防水系统的优化对于提高建筑消防安全水平具有极为重要的意义。通过应用新型增压稳压设备、智能流量控制系统以及管网优化设计等技术,可以有效解决传统消防水系统存在的问题,提升消防水系统的灭火效能和可靠性。在实际工程中,应根据建筑的具体情况和消防要求,综合运用这些优化技术,为建筑消防安全提供坚实的保障。


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