時間：2023-03-30 11:36:27
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房屋屋面防水是一個系統工程。多年來，屋面滲漏是房屋建筑中最突出的質量問題之一，也是多年來一直未能很好解決的難題。屋面滲漏到室內，不僅會嚴重影響人們的生活質量和居住水平，也會直接影響到建筑物的正常使用和耐久性。文章將從屋面防水設計、材料到選擇施工等方面進行探討研究。
1屋面防水設計的重要性
影響建筑屋面防水的質量因素有設計的合理性、防水材料的選擇、施工工藝及施工質量、管理和維修與保養等。為防止雨水、地下水、工業與民用給排水、腐蝕性液體以及空氣中的濕氣、蒸汽等，對建筑物部位、內部設施的滲透侵入，防水設計要考慮的方面幾乎是全方位，整體性的，包括：屋面、外墻面、外窗套、露臺(南方臺風、多雨、潮濕地區和墻體改革引發的滲漏尤為突出)；廁浴間、廚房間的墻面與樓地面；地下室(包括地下連續墻、變形縫、樁頭等)，一旦出現因設計錯誤或設計不善造成的屋面滲漏等質量問題往往損失嚴重，這也就要求抓好設計這一工程建設的龍頭。且設計的合理性不僅是影響建筑屋面防水質量的首要因素，而且影響建筑屋面防水施工的進度和投資控制。總而言之，房屋屋面防水設計對提高建筑物的質量，多快好省的建造房屋極為重要，做好建筑屋面防水設計對解決屋面漏水的質量問題意義重大。
2目前屋面防水設計存在的不足
多年來屋面防水設計沒有一套統一的實用標準。設計人員對具體工程無指導性規程遵守，建筑設計圖簡單、不完整，沒有構造大樣圖和細部構造詳圖，導致在施工過程中，屋面防水等級和設防要求的設計不能滿足工程實際的需要；由于建設規模和需求量的增加，防水材料和品種的大力發展，功能和性能各不相同，而一些設計人員對新材料和新工藝技術缺乏了解，對材料的性能、適用范圍、使用環境及相應工法知之過少，在設計采用時不能正確合理的綜合選擇用材；許多設計人員在習慣上也存在誤區，認為屋面防水只是建筑專業的事情，在施工過程中則易出現缺乏防水體系構造層次的不到位，屋面排水系統的設計不完整，排水路線不清晰，無分水線，匯水面積不清楚，水落口的位置、標高不準確，水落管數量不足。
3房屋屋面防水設計
3.1房屋屋面適合的防水等級和設防要求
3.1.1確定防水等級
我們在進行屋面防水設計時，為了設計合理、經濟，應按建筑物的性質、重要程度、建筑結構特點、使用功能要求和防水耐用年限劃分防水等級，按照不同等級，進行不同的設防，并確定設防構造層次和防水材料選用的限制。GB50207—94屋面工程技術規范的基本規定中將屋面防水劃分為4個等級（詳見表1），在房屋屋面防水設計時必須遵守這些規定。
3.1.2房屋屋面的設防要求
屋面防水工程要求做到絕對可靠，這要求設防可靠性好，保證率高。要達到這一目標，防水設計時必須遵循多道設防，復合防水的原則。表1中對設防要求分別作了詳細規定，屬于I級防水的工程應設三道或三道以上的防水層；屬于Ⅱ級防水的工程應設兩道的防水層；屬于Ⅲ級和IV級防水的工程應設一道的防水層。
在房屋屋面設計中采取多道防水層，目的是為了在第一道防水層失去作用時，第二道和第三道設防能起到防水的作用，共同阻止了屋面的滲漏。其中，多道防水的防水層面，可采用同品種、同規格的材料，也可采用不同性能和規格的材料，但在性能上都應選用能獨立承擔防水能力的材料；且在材料搭配上，應將高性能，耐老化、耐穿刺性好的材料放在上部，對基層變形適應性好的材料放在下部，充分發揮各種材料性能的特點。
3.2防水材料選用及環境和氣候因素
①防水材料選擇是保證工程質量的基礎，正確選擇、合理使用防水材料是設計工程質量優劣的重要體現，是設計施工的前提。
建筑防水材料可分為柔性和剛性兩大類。柔性防水材料拉伸強度高、延伸率大、重量小、施工方便，但操作技術要求較嚴，耐穿刺性和耐老化性能不如剛性材料。同是柔性材料，卷材為工廠化生產，厚薄均勻，質量比較穩定，施工工藝簡單，工效高，但搭接縫多，接縫處易脫開，對復雜表而及不平整基層施工難度大。而防水涂料其性能和特點與泌好相反。同是卷材，合成高分子卷材、高聚物改性瀝青卷材和瀝青眷材也有不同的優缺點。由此可見，在選擇防水材料時，必須注意其性能和特點。
②房屋屋面防水設計所選的材料不僅要屬于可靠上乘、耐久性好、厚度符合《規范》要求的中高檔防水材料，而且在施工過程中也要注重環境和氣候條件，如施工期的雨、雪、霜、霧，以及高溫、低溫、大風等天氣情況，對防水層的質量都會造成不同程度的影響。為了確保施工的順利進行和屋面工程的施工質量，規范規定屋面的保溫層和防水層嚴禁在雨天、雪天或五級風及其以上時施工。施工的環境氣溫宜符合表2的要求。
表2屋面保溫層和防水層施工環境氣溫
項目施工環境氣溫
粘結保溫層熱瀝青不低于—100℃；水泥砂漿不低于50℃
瀝青防水卷材不低于50℃
高聚物改性瀝青防水卷材冷粘法不低于50C；熱熔法不低于—100℃
合成高分子防水卷材冷粘法不低于50℃；熱風焊接法不低于—100℃
高聚物改性瀝青防水涂料溶劑型不低于—50℃；水溶型不低于50℃
合成高分子防水涂料溶劑型不低于—50℃；水溶型不低于50℃
剛性防水層不低于50℃
③合理的屋面排水設計。屋面的排水坡度的大小與防水材料類型、年降雨量大小和其他使用要求有關，那么排水設計須考慮到屋面排水坡度、水溝截面、匯水面積和落水管數量和管徑。一般而言，當平屋面采用結構找坡時，坡度宜為3％；當平屋面采用材料找坡時，坡度宜為2％。卷材屋面的坡度不宜超過25％，以防止卷材下滑；天溝、檐溝的縱向坡度不應小于1％，溝底落差不得超過200i/l/n，水落口周圍直徑500lllln范圍內坡度不應小于5％，水落管徑不應小于75lllln，一根水落管的屋面最大匯水面積宜小于200rnz。此外，年降雨量大小、屋面是否上人和是否蓄水等也是影響坡度大小的因素。
④房屋屋面防水節點構造設計。屋面防水工程的節點細部構造是防水工程的重要部份，在施工的過程中，種種變形都集中于節點，所以在進行屋面防水節點設計時，要全面考慮結構變形，溫差變形，干縮變形、振動諸因素，節點設防上應增設附加層，以適應基層的變形。在構造防水層的鋪設上以空鋪法為宜，在選材上可用高彈性、高延伸材料做相應處理。如變形縫、分格縫、平面與立面交角處等，設防上要增加附加增強層，構造上要采取空鋪法，選材料要采用高彈性、高延伸材料，如落水口、地漏、穿過防水層管道部位及其周圍要采取密封材料嵌縫、涂料密封和增加附加層等方法處理。采用柔性密封、防排結合，材料防水與結構防水相結合的做法。防水工程首先要將水迅速排走，不使水滯留或積水，然后采取柔性材料嚴密封閉。屋面防水節點應以卷材、涂料、密封、剛性防水材料等互補的多道設防進行技術設計，同時為了考慮到屋面的防水耐用年限，節點上使用的材料其性能指標均應高于其他部位，特別是耐老化性能要好。此外，由于每棟建筑不一定全部相同，尚需進行個別設計，這時節點的設計應有靈活性，即參考設計原則與標準大樣并結合具體情況而設計，不宜統一套用標準圖。
4結語
在目前的情況下，房屋屋面防水設計存在著很大不足，房屋屋面防水設計上仍有很多細節問題未能得到規范化，且在整個工程的過程中，很多涉及到屋面防水設防要求、防水材料、排水設計和節點設計等細節問題，都不能即使在設計過程中解決，待留到施工期間，則又嚴重影響了整個工程的施工質量和時間。加強和加快屋面防水設計的規范，是目前建筑行業應迫切解決的問題之一，然而我國南、北方氣候情況差別很大，在運用防水設計規范時，應對照本地區防水設計的標準，結合實際，使設計工作具有可操作性。設計人員應加強理論學習，積累工程實踐經驗，不斷提高房屋屋面防水設計的質量，使屋面滲漏的質量問題在設計階段得到有效的控制。
參考文獻：
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[2]衡洪勇，都霞.屋面防水設計存在的問題及改進措施[J].工程建設與設計，2008，（11）.
改革開放促進了經濟的繁榮，也促進了城市住宅改造。住宅改造區一般位于或鄰近城市中心，住宅改造工作常和城市道路拓寬、市政管網更新一起進行。由于受天各方面條件限制，住宅改造區的規模一般比新建住宅小仄的規模小得多.區內住宅多為七一九層。沿街的底層多為商店，上部為住宅。下面淺析此類住宅消防給水設計的兒個問題，供探討。
一、七一九層單元住宅應設室內消防給水
《建筑設計防火規范》(GBJ16一87)指出:超過七層的單元式住宅、超過六層的塔式住宅、通廊式住宅，底層設有商業網點的單元式住宅應設室內消防給水。根據規范.七層半以上住宅或底層為商店的六層以上單元住宅，室內需設消防給水。近年來，隨著人們生活水平的提高.對住宅室內裝修要求也愈來愈高。住戶搬進新居前一般要重新裝修。吊頂、壁櫥、組合家具、地毯及室內各種陳設均為易燃品，家用電器品種也不斷增加。顯然引起火災的可能性有所增大。從保護人民財產和人身安全來講，室內確實需配置消防給水設施。
二、室內消火栓和室內消防箱
單元式住宅，室內消火栓的位置都在樓梯間休息平臺處。樓梯間面積狹窄，為了不影響住戶搬運物件上下，消防箱應盡吊考慮暗裝或半暗裝，這得同結構配合。
現行《低規》‘樸定的室內消火栓不利于撲滅初期火災。因為火災時，要在短短的兒十秒至數分鐘內扣上水龍帶、水槍.展開20一25m長的水龍帶，打開閥門，舉起具有相當壓力的水槍進行火火，這對未經過專門消防訓練的人有一定困難，對婦女、老人、兒童就更為困難了。所以普通消火栓設備并不適用消防軟管卷盤(少「’徑滅火‘喉)取用方便·展開容易，·般居民均能使用只是出水鼠較小.但對初期火災撲火還是很有用的。這總比居民無力或不會使用消火栓而用臉盆、水桶盛水火火有效得多。建議，住宅消防箱內’戊配置一套消防軟管卷盤。并預留DN65消火栓l，以供消防隊員使用(不宜預留DN50消火栓口，因省內各地消防隊均配用DN65水龍帶)
三、消防水量和水壓
《建筑設計防火規范》指出，消防水箱，卜應儲存10分鐘消防用水室內消火栓的布置應保證有.兩支水槍的允實水栓同時達到室內任何部位。水槍的充實水柱般不應小十7m。《低規》消防給水的設計思想是立足于自救.既要保證水量又要保證水壓。由于建筑和結構的要求，水箱不可能抬得很高，所以一般的屋面水箱是難以保證建筑物頂部一、二層消防用水的水壓。為達到消防要求，常用的做法有1、設消防水池、水泵、消火栓箱內增設消防水泵啟動按鈕。2、增設氣壓消防給水裝置。這兩種做法理論上是可行的.但在實際中卻有困難。1、住宅改造區一般位于城市.黃金地帶”，地價昂貴，難以找到適宜設消防水池、水泵地點。2、若采用氣壓消防給水設施，消防管網中長期承受高壓，增加系統滲漏危險。3、與高層建筑和新建住宅區不同，住宅改造區規模不大，無專門管理機構。消防水泵、氣壓給水裝置若長期不用.擱在一邊。難以保證在消防時可以Lr:常使用。所以我認為七一九層住宅只要求消防水蛾而不要求其水壓值。10分鐘消防用水儲于屋頂水箱中，初期火災頂部一、二層消防水壓不足，可否采取其它火火器材補救。10分鐘后由消防車從室外消火栓取水經消防車水泵加壓裝置和水泵結合器進入室內消防管道火火。這種做法更適應實際情況。
四、消防水箱
住宅改造區鄰近城市中心.可利用的市政管網水壓較高。常用的給水方式是直供式即低層(一至三層)由城市管網直接供水。高層(四至七、八層)由屋頂水箱供水。水箱是利用非用水高峰期靠管網壓力直接進水這種供水方式能充分利用管網壓力，無需任何加壓設備，是最經濟的。室內消防用水一般與生活用水共用水箱。為了保證消防用水不作他用，并相對保證水箱水質衛生，設計中常用的做法是:在生活用水出水管前端設個V型彎管(或角尺彎虹吸出水)，管頂設在水箱消防貯水位卜，并在其卜開功10一12mm小孔。生活用水通過出水V型管從水箱底部吸水，保證水箱中的水循環，立質不易變化若水箱水位降至消防水位時，V型管頂端孔口與大氣相通，虹吸作用破壞.從而保證消防用水不作他用。此種做法中消防出水管與屋面水箱乃是一百接連通的，為阻止消防管網中變質水污染水箱，宜在屋面設試驗用消火栓，定期(半年)排放消防管網中受污染的消防用水。此項L作可由樓長或指派住戶中有一定經驗者進行。
1.1引水發電系統
1.1.1取水口攔污柵及啟閉設備
1)優化選型布置設計。發電引水隧洞喇叭口底檻678.50mm處設置1孔攔污柵，單孔孔口尺寸為7.5m×10.0m，檢修平臺高程717.00m，設計水頭4.0m，最大引用流量為42.58m3/s，平均過柵流速為0.811m/s，攔污柵重量為26.0t，柵槽埋件重17.0t，型式為平面滑動式攔污柵。選用1臺QPG2×250kN－38m高揚程卷揚式啟閉機，安裝高程726.20m，操作運行條件為靜水啟閉。2)蓄水安全復核計算。攔污柵主支承是增強四氟NL150CHI型滑塊，最大線荷載為25kN/cm，反向支承是鋼滑塊。柵條間距50mm，柵體主材為Q235B，內力分析計算［2］成果為:主梁最大壓應力為105.35N/mm2，發生在跨中處;最大剪力為21.01N/mm2，發生在支座處;最大撓度為9.5mm，發生在跨中處;柵條彎應力為53.1N/mm2，發生在跨中處。攔污柵重量為247kN，提柵清污時考慮污物重量為100kN，攔污柵啟閉力為450.1kN，啟閉機容量為2×250kN。
1.1.2取水口事故閘門及啟閉設備
1)優化選型布置設計。在攔污柵的下游設置1扇事故閘門，孔口尺寸為4.5m×4.8m，底檻高程680.00m，檢修平臺高程717.00m，設計水頭37.0m，閘門型式為平面定輪鋼閘門。選用1臺安裝高程為726.20m上的QPG2×800kN－38m高揚程卷揚機控制閘門，操作運行條件為動閉靜啟。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構、水封裝置、4個簡支輪主支承(同時兼做反向支承)、4個側向限位裝置和充水閥裝置等組成。受力計算采用假設平面體系，按照實際可能發生的最不利荷載組合情況，進行強度、剛度和穩定性驗算。閘門在設計水頭下動水操作會受到不同程度的動力荷載，動力系數取1.1。門體材料為Q235B，內力分析計算結果為:閘門承受的靜水壓力為7713.7kN，動水壓力為8485.1kN;面板折算應力為157.03N/mm2;主梁最大壓應力為128.1N/mm2，位于跨中處。最大剪力為49.2，位于支座處。最大撓度為2.71mm，位于跨中處;主輪與軌道的接觸應力為844.06N/mm2;主軌頸部局部承壓應力為173.36N/mm2;閘門閉門力為－659.1kN，啟門力為479.6kN，持住力為1394.4kN;啟閉機容量為2×800kN。
1.2泄水系統閘門及啟閉設備
1.2.1溢洪道弧形工作閘門
1)優化選型布置設計。該閘門設置在溢洪道上，底檻設置在堰頂下游側704.80m處，堰頂高程為717.00m，共設置3孔閘門，啟閉機安裝高程為719.50m。閘門運行方式為動水啟閉，主要承擔水庫的泄洪任務。閘門的孔口尺寸為12.0m×8.5m(寬×高)，設計水頭為8.2m。型式為露頂式弧形閘門，其面板曲率半徑為10.0m，支鉸高度為5.5m，其結構布置見圖1。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構(焊接件)、水封裝置、支臂、支鉸和側輪等所組成，支承為斜支臂。受力計算采用假設平面體系，并按照實際可能發生的最不利荷載組合情況，對閘門的設計條件和校核條件進行強度、剛度和穩定性驗算。閘門在動水操作條件下各部件尚需承受的不同程度的動力荷載，故將設計水頭作用在閘門部件上的靜水壓力乘以動力系數，考慮為最不利的荷載組合，動力系數取1.1。門體材料為Q235B，內力分析計算結果表明:閘門承受的靜水壓力為4218.0kN，動水壓力為4639.8kN;面板折算應力為181.8N/mm2;主梁最大壓應力為106.3N/mm2，位于跨中處。最大剪力為69.2，位于支座處。最大撓度為4.36mm，位于跨中處;支臂平面內應力為76.2N/mm2;主支臂平面外應力為66.3N/mm2;閘門啟門力為441.7kN，閉門力為246.3kN;啟閉機容量為2×250kN。
1.2.2放空底孔進口事故閘門
1)優化選型布置設計。在放空底孔進口設置一道事故閘門，孔口尺寸為2.5m×2.6m(寬×高)，設計水頭52.0m。底檻高程為665.00m，檢修平臺高程為717.00m，啟閉機安裝平臺高程為723.50m。閘門運行方式為動閉靜啟，由1套QPG800kN－53m高揚程卷揚機控制。當水庫需要放空時小開度提門充水平壓，待前后水壓差小于4m時，再開啟事故閘門。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構(焊接件)、水封裝置、4個懸臂輪主支承(同時兼做反向支承)、4個側向限位裝置等所組成。受力計算采用假設平面體系，按照實際可能發生的最不利荷載組合情況，進行強度、剛度和穩定性驗算。閘門在設計水頭下動水操作會受到不同程度的動力荷載，動力系數取1.1。門體主材為Q235B，內力分析計算結果表明:閘門承受的靜水壓力為3491.5kN，淤沙壓力為619.6kN，總壓力為4111.1kN;面板折算應力為187.9N/mm2;主梁最大壓應力為101.27N/mm2，位于跨中處。最大剪力為65.4，位于支座處。最大撓度為0.76mm，位于跨中處;主輪與軌道的接觸應力為663.1N/mm2;閘門啟門力為769.1kN，閉門力為－22.0kN，持住力為206.3kN;啟閉機容量為800kN。
1.2.3放空底孔出口弧形工作閘門
1)優化選型布置設計。在放空底孔出口設置一道弧形工作閘門，孔口尺寸為2.5m×2.2m(寬×高)，承壓水頭為52.0m，型式為潛孔式弧形鋼閘門，底檻高程為665.00m，檢修平臺高程為668.70m，啟閉機安裝平臺高程為674.60m。閘門運行方式為動水啟閉，選用1套QH-SY－500/150kN－4.0m弧門潛孔液壓啟閉機控制閘門，閘門長期處于閉門擋水狀態。當水庫需要放空時，動水開啟該閘門鎖定于檢修平臺上，待放空完畢，放下工作閘門封閉孔口蓄水。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構(焊接件)、水封裝置、2個支鉸支承和4個側向限位裝置等所組成。受力計算采用假設平面體系，按照實際可能發生的最不利荷載組合情況，進行強度、剛度和穩定性驗算。閘門在實際操作中會受到不同程度的動力荷載，動力系數取1.1。門體主材為Q235B，內力分析計算結果為:閘門承受的靜水壓力為3329.7kN，動水壓力為3662.7kN;面板折算應力為183.9N/mm2;主梁最大壓應力為33.2N/mm2，位于跨中處。最大剪力為24.4，位于支座處。最大撓度為0.12mm，位于跨中處;支臂平面內應力為98.4N/mm2;閘門啟門力為248.8kN，閉門力為122.7kN;啟閉機容量為500/150kN。
1.2.4導流隧洞封堵閘門
1)優化選型布置設計。導流隧洞進口設置封堵工作閘門一扇，孔口尺寸為5.0m×6.5m(寬×高)，承壓水頭為44.3m，閉門水頭:20m，型式為潛孔式平面鋼閘門，底檻高程為647.70m，檢修平臺高程為659.00m，啟閉機安裝平臺高程為667.50m。閘門運行方式為動水啟閉，選用1套QPQ630kN－13m卷揚式啟閉機控制閘門，閘門僅用于導流隧洞封堵時使用，導流隧洞在枯水季節封堵下閘門。因受啟閉機平臺高程的限制(啟閉機平臺高程為667.50m)，閉門時最不利水頭工況為啟閉高程，即水頭為20m，因此整個閘門啟閉按最不利的情況下水頭20m計算。2)蓄水安全復核計算。閘門由門葉結構(焊接件)、水封裝置、12個主滑塊和8個反向滑塊裝置等所組成。受力計算采用假設平面體系，按照實際可能發生的最不利荷載組合情況，進行強度、剛度和穩定性驗算。門體主材為Q235B，內力分析計算結果為:閘門承受的靜水壓力為13501.9kN，發生在設計水頭44.3m處;材料容許應力(抗拉、抗壓和抗彎)為142.5kN，容許應力(抗剪)為85.5kN;面板折算應力為138N/mm2;主梁最大壓應力為84.6N/mm2，位于跨中處。最大剪力為71.92，位于支座處。最大撓度為3.78mm，位于跨中處;閘門閉門力為145kN;水柱壓力為898.60kN;啟閉機容量為630kN。
2結語
貴石溝井設計生產能力4.0Mt/a，采用“主斜副立”開拓方式，核定生產能力7.7Mt/a，主要可采煤層為8、15號煤。趙家分區位于貴石溝井田西部，分區內布置有一個地面工業廣場，工業廣場內現建有輔助提升立井和回風立井，趙家分區設計生產能力為3.0Mt/a。該礦井正常涌水量為183.43m3/h，最大礦井涌水量為458.58m3/h。太原組8、15號煤層為帶壓開采，8號煤層帶壓開采含水層為太原組巖溶裂隙含水層和奧陶系巖溶裂隙含水層，15號煤層帶壓開采含水層為奧陶系巖溶裂隙含水層。經計算8號煤層突水系數為0～0.018MPa/m，15號煤層突水系數為0～0.046MPa/m，8、15號煤層突水系數均小于臨界突出水系數，突水概率相對較低，各組煤層的開采不存在奧灰突水的必然性，是相對安全的，但8、15號煤層底板大部處在奧灰水頭之下，井田內巖溶陷落柱發育，且隨著開采層位及深度的延深，井田內煤層底板突水概率越來越高，將成為有突水淹井危險的礦井。根據《陽泉煤業(集團)有限責任公司貴石溝井帶壓開采水文地質條件評價》預測15號煤層回采中奧灰含水層疏降水量為710m3/h，依據《煤礦防治水規定》，貴石溝井趙家分區8號煤層水文地質類型為中等，15號煤層水文地質類型為復雜。因此，必須增建潛水電泵排水系統。
2潛水電泵排水系統設計方案
2.1潛水電泵排水方案
礦井潛水電泵排水系統主要包括以下幾部分:排水水泵為潛水泵;排水管路由井下直達地面，獨立于礦井井下現有的排水管路系統;供電電源由地面直供，獨立于礦井井下供電系統。結合貴石溝井趙家分區井上下實際建設條件，提出了以下四個方案:
1)方案一:利用現輔助提升立井，調整輔助提升立井井筒裝備布置。考慮到輔助提升立井井筒永久提升裝備尚未安裝，通過對井筒裝備布置進行調整，取消交通罐，可滿足潛水電泵排水管路及電纜的鋪設，并可預留出兩趟注漿堵水用灌漿管位置。井下布置潛水電泵排水泵房管子道，分別與強排泵房和輔助提升立井井筒連接。
2)方案二:布置一個潛水電泵排水管鉆孔，潛水電泵排水系統電纜沿輔助提升立井井壁鋪設。結合井上下條件，在現有的工業場地內西北部空地上布置一個潛水電泵排水管道鉆孔，鉆孔直徑為650mm，潛水電泵排水系統電纜則沿現輔助提升立井井壁鋪設。井下布置潛水電泵排水管線通道，分別與潛水電泵排水泵房和井底車場調車線相連。
3)方案三:新建管道立井。結合井上下布置情況，在副井工業場地西南，擴建現有的工業場地，新建管道立井，井筒凈直徑為3.5m，井筒落底標高與現輔助提升立井井底車場巷道一致，井筒深825m，布置單側馬頭門，通過管道石門巷道與井底車場連接。井筒內安裝兩趟潛水電泵排水管及潛水電泵排水專用電纜，并預留兩趟注漿堵水用灌漿管。
4)方案四:新建排矸立井。充分考慮礦井永久排矸的要求，結合井上下布置情況，在副井工業場地西南，擴建現有的工業場地，新建一個排矸立井，井筒凈直徑為7.0m，井筒馬頭門標高與現輔助提升立井井底車場巷道一致，井筒深855m，布置排矸井底車場，通過排矸井底車場進出車線巷道與現有井底車場連接。潛水電泵排水系統管線沿新建排矸立井井壁鋪設。綜合比較上述四個方案，考慮到方案三和方案四需新建立井，投資較大，工期較長，另外，方案三和方案四還需對工業場地進行擴建，工程量較大，因此設計暫時不推薦方案三與方案四，只對方案一和方案二進行比選。
2.2方案比選
2.2.1方案一優缺點
1)優點為:①輔助提升立井井筒永久裝備尚未訂貨、安裝，井筒裝備布置還有改裝的可能，利用現有井筒，僅在井底布置強排水硐室、巷道，工程量小、投資少，強排水系統施工工期短;②利用現有井筒敷設強排水管、電纜，工程量小、工期短;③利用現有井筒，不需要擴建現有工業場地，不需購地等問題。
2)缺點為:①調整了井筒裝備布置，取消交通罐，交通罐作為長材料下井及檢修用罐籠，交通罐取消后，會對長材料的下井和井筒裝備檢修有所影響，在考慮井筒永久裝備時，原一寬一窄罐籠需統一考慮，解決長材料的下井問題;②新補強排水泵房管子道，需在井筒井壁新開口，對井筒井壁支護有一定的影響。
3)需施工井下巷道及硐室共計240m，投資609萬元，工期為5.5月。
2.2.2方案二優缺點
1)優點為:①可利用現有工業場地，不需要新增購地;②強排水管線通道與井底車場巷道相對獨立，管線的布置不會影響井底車場巷道管線布置。
2)缺點為:①鉆孔深度約791m，施工技術要求高，施工困難;②鉆孔施工工期約4個月;③布置一個鉆孔，僅解決強排水系統，趙家分區全部帶壓開采，井下采掘過程中如需注漿堵水措施，還需另行考慮注漿堵水管路系統。
3)需打鉆孔791m，施工井下巷道及硐室216m，共需投資813萬元，工期為8月。綜合上述優缺點，方案一雖然在投資和工期方面有優勢，但出于安全考慮，最終確定采用方案二，即由地面布置一個潛水電泵排水管鉆孔，潛水電泵排水系統電纜沿現輔助提升立井井壁鋪設。
3潛水泵布置方式
3.1潛水泵布置方案
潛水泵的布置方式有兩種:臥式與立式。不同的布置方式對泵房的要求也不同，具體布置方案如下:
1)采用臥式布置，該布置方式井巷工程量總長度為950.7m，均為巖巷，掘進體積為2963.9m3。
2)采用立式布置，該布置方式井巷工程量總長度為923.9m，均為巖巷，掘進體積為3203m3。
3.2技術經濟比選
3.2.1技術比選
1)臥式布置方式主要優點有:①強排水泵房硐室跨度較小，施工容易，可利用空間地段蓄水、排水;②蓄水空間不用穿很深底板，避免底板出水;③水泵的搬運、安裝、檢修方便，對起重設備要求不高;④可利用通道機泵房內敷設軌道清理蓄水空間內淤泥，清理方便。缺點有:①排水管路較長，壓力損失較多，排水效率較低;②水泵臥式布置，煤泥淤積對水泵使用壽命有一定的影響，使用壽命較立式布置短。
2)立式布置方式主要優點有:①管路最短壓力損失小，排水效率高;②水泵可潛入吸水井井底，不間斷地把水位降到最低，抗災能力強;③潛水電泵懸吊在吸水井內，受力方式合理，運行壽命長。缺點有:①強排水泵房硐室跨度大，吸水井較深，泵房及吸水井施工困難，一次性投資大;②吸水井需穿過很深的底板，底板出水的可能性增大;③對起重設備要求較高;④水泵安裝、檢修難度大。
3.2.2經濟比選
臥式布置與立式布置其巷道硐室工程量、投資及工期具體情況，潛水泵采取臥式布置在投資和工期方面都具有優勢。潛水電泵臥室布置與立式布置工程量及經濟比較比較內容臥式立式巷道及硐室工程量/m156.1129.0掘進體積/m32700.12939.1投資/萬元490524建設工期/月56綜合技術及經濟比選，最終采用臥式布置。
4結語
阿勒泰二級水電站位于新疆阿勒泰地區克蘭河上，為引水式電站，1982年建成發電。原方案設計上游水位936m，下游水位883.6m，水泥管直徑1.2m，長度222m。壓力管一管二機，岔管直徑800mm。前池有市自來水公司的取水口，尾水出口是T型。電站總裝機容量為4×800kW，水輪機型號為HL220—WJ—50，設計水頭50m，最小水頭49m，最大水頭52m，額定出力870kW，設計流量2m3/s，額定轉速1000r/min，飛逸轉速2040r/min，機組利用小時數6846h，保證出力600kW。發電機型號為SFW118/44—6，額定功率800kW，額定電壓6.3kV，額定電流91.7A，額定轉速1000r/min，滿載勵磁電壓38V，滿載勵磁電流330A，絕緣等級為B級，頻率50Hz，相數為3相，功率因數0.8(滯后)，定子接法為Y型。機組整體結構為三支點結構，水輪機通過聯軸器與發電機連接。
2二級水電站存在的問題
(1)電站自建成投運以來，引水渠道長4.56km，基本沿山坡布置，臨外坡為懸空狀態，采用填方渠道，其中2.5km渠道滲漏嚴重，每年都要大、小維修多次，維護費用較大，發電效率低。(2)電站壓力鋼管為覆土埋設，內徑1.2m，長186m，受當時技術、工藝水平的制約，防腐處理措施不夠，銹蝕嚴重，經現場實測局部厚度僅為8mm，比原設計12mm銹蝕3～5mm。由于年久失修，在20世紀90年代，3、4號機組壓力管道曾出現過爆管現象，給電站的安全運行帶來了一定的隱患。(3)尾水渠采用T型，長度為300m。由于多年疏于維護，尾水渠產生了淤積，致使電站運行尾水位抬高，降低了有效使用水頭，影響了機組出力。(4)原水輪機型號為HL220—WJ—50，套用定型產品，不能滿足電站水工設計要求，存在機型老化、運行工況嚴重偏離、制造工藝落后等(機組實際出力700kW)一系列問題，造成水輪機氣蝕嚴重、效率低下、振動噪音大、出力不足。(5)由于地域關系，河道泥沙含量較大，水輪機蝸殼、導葉、頂蓋、底環等過流部件磨損嚴重，經測量蝸殼局部厚度僅8～9mm，比原設計少4～5mm。密封結構未考慮多泥沙河流運行的實際情況，漏水量大，無法正常使用。(6)機組制動方式為老式單側人工手動操作，無法滿足安全運行的需求。(7)原電機設計、工藝水平落后，機組絕緣等級為B級，電機絕緣等部件已接近使用年限，存在較大的安全隱患。
3二級水電站技術方案設計的選擇
根據水工建筑目前現狀和河道來水量水文資料以及上、下游流量變化情況，經復核計算，確定對水輪機、發電機等部件進行系統改造，使原機組單機容量從700kW提高到900kW，發電量提高29%左右。
3.1機組參數的選
根據電站實測參數，阿勒泰二級電站毛水頭為52.4m。考慮到本次改造水工部分的改進，水頭與流量均有一定的富余，新機組設計水頭按51m、引用流量按2.5m3/s進行設計計算。改造時充分考慮了電站吸出高度、引用流量、結構尺寸、布置形式、水力參數等各項技術指標的匹配性(見表1)。
3.2水輪機改造
根據電站現有水力參數，適合本次電站改造用的轉輪有D74、A551、D41、A616等。通過對比，A616機組具有效率高、氣蝕性能好、超發能力強、運行范圍大等特點，故推薦采用A616轉輪。(1)電站水工建筑前期改造升級完后，水頭及流量均比以前有所增加，本次新轉輪制造在滿足現有結構尺寸空間的前提下，通過選用性能優良的模型轉輪達到了增容增效的目的;新轉輪在選型上留有較大的余量，沒有過于追求水輪機效率，采用效率修正－2%，可保證增容出力要求。(2)針對電站泥沙含量較大的問題，轉輪葉片及下環采用性能優良的0Cr13Ni5Mo不銹鋼材料制作，并在轉輪上冠處開設減壓孔以減小推力軸承所承擔的水推力。(3)機組尾水部分采用無尾水接管結構，通過變徑尾水彎管直接與尾水錐管進行連接，減少了電站的改造費用。(4)蝸殼、導水機構、密封等部件重新進行制作。頂蓋、底環及導葉配合部位加設不銹鋼抗磨板，提高其抗磨蝕能力。導葉軸承套采用新型高分子材料制作，該軸承使用溫度為－50～110℃之間，老化壽命大于50a，最大靜載荷可達70MPa，具有耐磨程度高、承載能力大、拆裝方便等特點。(5)由于電站泥沙含量較大，密封磨損嚴重，本次改造密封采用間隙、迷宮加盤根的多密封結構，有效地控制了機組漏水量(見圖1)圖1密封改造示意(6)剎車裝置采用油剎方式，通過制動器與調速器之間的管路連接，實現對機組的制動。
3.3發電機改造
(1)更換定、轉子線圈。線圈按F級制作，原B級允許溫升80K，F級為105K。另外，通過更換絕緣材料，提高發電機絕緣耐熱溫度，達到增容改造的目的。(2)定子線圈雙層疊繞組結構，F級絕緣，導線采用單絲雙膜優質薄膜自粘性銅扁線(原機組采用玻璃絲線)，對地絕緣為環氧云母帶連續絕緣，并經熱模壓成型，再經防電暈工藝處理;整體機械強度好，絕緣性能優良，增加了定子線圈匝間可靠性，滿足了電站的使用要求。(3)原發電機型號為SFW118/44—6，通過計算定子線規可放大8%，轉子線規可放大9%，如此一來，可有效降低電機溫度，以達到增加容量的目的。(4)轉子線圈重新制作時，采用F級絕緣材料，線圈用扁銅帶繞制而成，匝間用環氧坯布絕緣，首末匝用云母帶及無堿帶加強絕緣，然后與上下絕緣板熱壓成一個整體。(5)通過更換電機定、轉子線圈后，發電機可在原出力基礎上增加10%～15%左右。
4結語
其一：《建規》中屋頂消防水箱的設置問題
隨著消防問題越來越受到重視，建筑給排水中的消防問題也同時受到了同行們的關注，消防設計規范作為設計人員必須遵守的法律條文，也讓設計人員開始更多的學習和思考，本人最近在網易給排水在線消防板塊擔任了版主，通過和廣大同行網友的交流，發現了很多規范上面的語焉不詳之處，通過討論也難以得出明確的結論，有些問題值得拿出來與各位同行商榷，希望能夠和大家交流，得到大家批評和指正，同時能夠引起規范編制組各位專家的注意，在以后的規范編制修改中考慮到這些問題。
本人認為，《規范》的編制里面有個平衡性的把握問題，太粗了不易于具體的操作執行中的把握，太細了又難免有些地方不能照顧到方方面面，讓一些具體有困難的設計難于真正貫徹。因為規范的條文是用來直接在設計中體現的，所以應該具有可操作性，應該十分明確，如果有些地方不能明確的，如規范修訂中各方具有爭議的，建議就應該提高到上一層做出上面一層應該保證到的，而不應語焉不詳、含糊其辭的列出一條，這樣最讓設計者和審圖、消防審查人員和各方人員難于把握，造成各方理解產生歧義，首先是設計人員在方案階段就無從把握，舉個例子，今天我這樣認為，做好方案，消防審查某個人員認為可行，過兩天時施工圖做好了，審查人員換了個人，對某條規范的理解不一樣，施工圖的工作變化就大了，這樣的事情經常發生，造成很大的浪費，非常不利于大家的工作，造成各方之間的矛盾，同時也給某些腐敗環節提供機會。違反了規范編制的初衷。
現打算將平時設計中的一些問題理出，與大家一起分析探討。限于篇幅，打算分幾篇文章逐段論述，本次僅討論一點，關于屋頂水箱設置的問題：
《建筑設計防火規范》GBJ16-87（2001版），以下簡稱《建規》“第8.6.3條設置常高壓給水系統的建筑物，如能保證最不利點消火栓和自動噴水滅火設備等的水量和水壓時，可不設消防水箱。
設置臨時高壓給水系統的建筑物，應設消防水箱或氣壓水罐、水塔，應符合下列要求：
一、應在建筑物的最高部位設置重力自流的消防水箱；
二、室內消防水箱（包括氣壓水罐、水塔、分區給水系統的分區水箱），應儲存10min的消防用水量。當室內消防用水量不超過25L/s，經計算水箱消防儲水量超過12m3時，仍可采用12m3；當室內消防用水量超過25L/s，經計算水箱消防儲水量超過18m3，仍可采用18m3。
1、在以上兩條中首先有關于臨時高壓和常高壓的定義問題，臨時高壓大家都知道，而常高壓規范在條文解釋中所述的“即設有高位水池或區域高壓給水系統”中的區域高壓給水系統，由于沒有明確的界定，所以在實際設計中難于把握，首先說區域概念的范圍難于把握，到底多大才算是區域，是幾棟樓還是一個小區還是幾個小區抑或是一片廠區，均不得而知，所以在平時的設計中只有高位水池可以得到大家的一致認可，而區域高壓的理解有很多異議，竊認為其實在滿足了二級負荷的前提下，如果消防設備齊全，有獨立的兩路水源供水，或是一路水源但是有含室內室外消防水量的消防水池，平時有專人值班的消防泵房或是消防控制中心，即可以認為是常高壓系統，因為即使消防作為重中之重，它的可靠性把握，也有一個“度”的問題，因為任何安全保險都不是絕對的，因為即使是規范定義的常高壓高位水池，也有檢修維護和清洗的時間。
以上是本人粗淺的看法，并不認為一定正確，但是還是認為如果無法明確那么不如不寫出，至少不會造成大家在這上面費盡思量，仍然找不出統一的認識。
2、再者就是“室內消防水箱（包括氣壓水罐、水塔、分區給水系統的分區水箱），應儲存10min的消防用水量”，這里十分鐘的消防水量我們認為應該包括噴淋等其他消防設備的用水量，然而按照《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084-2005（以下簡稱《噴規》）“10.3.1采用臨時高壓給水系統的自動噴水滅火系統，應設高位消防水箱，其儲水量應符合現行有關國家標準的規定。消防水箱的供水，應滿足系統最不利點處噴頭的最低工作壓力和噴水強度”這里面說的“系統最不利點處噴頭的最低工作壓力和噴水強度”到底是指最不利點一個噴頭的水量還是同10.3.2中“最不利處4只噴頭在最低工作壓力下的10min用水量”，還是最不利處整個保護面積里面10分鐘的用水量，這個問題無論在《建規》還是《噴規》或是即將出版的《建規》送審稿中均沒有一個明確的說法。
舉個例子，如果一棟帶地下停車庫的多層綜合樓，有噴淋系統，采用中危Ⅱ級的噴淋強度計算，噴淋水量按照最不利點的保護面積來計算，假如水量是30l/s，具體根據噴頭布置的疏密及選用管徑的大小有些差異，假如室內消火栓系統水量是10ls/，如果噴淋按照整個保護面積30l/s的流量計算10分鐘的水量已經是18立方了，那么由于“當室內消防用水量超過25L/s，經計算水箱消防儲水量超過18m3，仍可采用18m3”無需再計算其他水量即可選取18m3水箱了，如果按照“最不利處4只噴頭在最低工作壓力下的10min用水量”計算那么4只噴頭的水量應該在5l/s左右，即水箱需要在消火栓用水量10×10×60=6m3和下加上5×10×60=3m3的水量，為9m3，與前面所述18m3有很大的差異。
我們平時設計中認為因為少有水箱能夠滿足噴淋要求水頭的，所以都是需要設增壓系統的，所以罐里有十分鐘的水量，水箱就不考慮了，但是我們注意到《噴規》10.3.2條說的“不設高位消防水箱的建筑，系統應設氣壓供水設備。氣壓供水設備的有效水容積，應按系統最不利處4只噴頭在最低工作壓力下的10min用水量確定。”那么其中的話嚴格理解是不設消防水箱時氣壓供水設備的有效水容積，應按系統最不利處4只噴頭在最低工作壓力下的10min用水量采用，然而即使采用了氣壓供水供水設備，在有水箱時水箱是否還應該考慮噴淋儲水量，如果我們以規范字面意思理解，還是需要。
不禁要問，這是規范的原意嗎？如果不是，那說明規范在這條條文的陳述上存在漏洞。
自動噴水滅火系統是根據自動預警、控火和滅火等特定，比較適合民用建筑人員較為密集、不易疏散、外部增援滅火比較困難的情況所使用的。在使用時，應避免遇水容易爆炸或加速燃燒的物品和遇水發生強烈化學反應產生有毒物質的物品。這種自動噴水滅火系統的實際滅火效果很好、可在第一時間采取滅火措施，且具備先進的自動報警功能，造價相對較高。在民用建筑消防給水系統可用消防栓給水系統，利用建筑物的高度和室外水管網的壓力、流量，以及室內消防管道的水壓水量要求可分四種，如無加壓泵和水箱消防栓給水系統、豎向分區消防栓給水系統、設加壓泵和水箱給水系統、單設水箱消防栓給水系統。在民用建筑工程中一般消防栓超過10個，消防用水量為15L/S以上，其造價較低，但沒有自動噴水滅火系統效果顯著。
2民用建筑消防給排水分區的設計
民用建筑消防給排水設計要保證建筑的安全、人民財產的安全，為達到民用建筑消防的最好效果，需要對民用建筑消防給排水設計以科學設計。
2．1科學合理設計管網、消防池和消防泵及消防栓的設計要合理布置消防管網，保證供應消防用水，為消防工作做準備。在市政管網滿足不了消防用水時，要有必要的設置消防水池。將各種消防用水量減掉進水管的補水量，保證消防水池有足夠的消防用水，并及時得到補充。在設置水池時，不能用建筑物本身作為池壁，要另外設消防水池，保證水質、防止污染，也可在屋頂設置消防和生活兩用水箱。消防水池的引入管道要在兩根以上，保證消防水池的水能引入水泵間，避免出現供水隱患，有利于消防部門開展工作，保證供水安全。同時，在設置消防水池時，應保證水池容量滿足火災延續時間內的消防用水量，或者同時滿足火災延續時間內需水量和室外不足水量。消防的補水管流速在2．5m/s以下，消防水池的補水時間在48小時以內，一般設置兩個消防水池，有條件的話，應增加相應的防輻射及防凍措施。消防泵房的設計應不低于二級耐火等級設計，疏散門設置在首層時應直通室外，若設置地下或樓層上，要靠近安全出口，且設計成甲級防火門。消防泵房至少應有兩條以上出水管與消防給水管直接連接，且出水管需進行防超壓設置，消防泵要設置備用泵。室內消火栓的供水設計要按照規定，設置在明顯操作的地方，消火栓箱外面不能再有其他設置，如門和裝飾等。多層民用建筑與高層公共建筑之間的同一防火分區不能用雙消火栓布置形式滿足糧谷水柱，非同一防火分區的消火栓不可相互借用。
2．2放水閥與穩定回流設計消防水泵的供水管，是為了能夠有效的排水，方便檢查和試驗水泵，要設置放水閥。在排水量較小的情況下，可以直接排到泵房及水池，在排水量比較大的情況下，應該把放水閥排到消防水池內。這樣對排水的正常進行，消防工作的展開都有非常大的作用。除此外，消防水泵的出水口應采取穩壓回流措施。在消防使用過程中，一般會出現水量小于規定值的情況發生，在水量較小的情況下，如果不用回流措施，會引發消防管網壓力過大，進而導致發生事故。所以，必須在供水管上設置穩壓閥，在管網出現超壓情況下，可通過回流管進行泄壓，并將回流水排回消防水池。
2．3合理安排末端試水裝置的設計在進行設計末端試水裝置時，主要是為解決末端試水裝置的排水問題，對末端試水裝置的壓力表和試水閥裝置之后，要設置試水接頭，在出水口的口徑一般被忽視，給消防工作帶來不便，不利于消防部門順利開展工作，對消防末端試水裝置要根據設計要求，實際情況和試水接頭出水口的流量選擇合適的型號產品。針對出水口直徑沒有明確的標準，市面上有許多消防設備制造商生產一整套完整的末端試水裝置，要根據現實情況進行選擇。
3結語
關鍵詞：穩高壓消防給水系統臨時高壓消防給水系統 穩壓泵 高位消防水箱
Abstract: This article mainly discuss the difference between the stabilized high
pressure fire water system and the temporary high pressure fire water
system, it also gives some opinions about the setting of fire water tank。
Key words: Stabilized high pressure fire water system Temporary high pressure
fire water systemPressure maintainess pumpFire water tank
中圖分類號：TU991 文獻標識碼：A文章編號：
一、引言
隨著近年來我國建筑行業的迅速發展，新建、改建、擴建建筑增漲速度很快，這些建筑的室外消防給水系統設計上一般采用低壓給水系統，而室內消防給水系統設計上因為無條件設置常高壓消防給水系統或是設置常高壓消防給水系統成本過高而臨時高壓消防給水系統安全可靠性相對較低等問題而大部分采用了穩高壓消防給水系統。但是現行主要國家消防規范沒有明確穩高壓消防給水系統這個概念，使得設計師在設計時缺少相關的依據。
二、我國建筑消防給水系統分類
按現行《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95（2005年版）[1]（以下簡稱高規）規定，我國建筑消防給水系統按壓力分類有：常高壓、臨時高壓、低壓三種系統。高規對消防給水系統分類作了解釋同時將穩高壓系統劃為了臨時高壓系統，詳見條文解釋7.1.3 條“還有一種情況，目前較廣泛應用于消防給水系統，即管網內經常保持足夠的壓力，壓力由穩壓泵或氣壓給水設備等增壓設施來保證。在水泵房（站）內設有消防水泵，在火災時啟動消防水泵，使管網的壓力滿足消防水壓的要求，此情況也叫臨時高壓消防給水系統”。《建筑設計防火規范》GB50016-2006（以下簡稱低規）[2]《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084—2001（2005 年版）[3]（以下簡稱噴規）雖未對系統分類作規定，但三本規范均為國家公安部主編建設部批準的，對其中的系統分類規定應該是相同的，即穩高壓消防給水系統屬于臨時高壓消防給水系統的一種。
三、穩高壓與臨時高壓消防給水系統區別
筆者對高、低、噴規將穩高壓消防給水系統劃為臨時高壓消防給水系統存在異議，因為兩系統之間存在如下主要區別：
臨時高壓消防給水系統管網內最不利點平時水壓和流量不滿足滅火的需要，在水泵房（站）內設有消防水泵，在火災時啟動消防水泵，使管網內的壓力和流量達到滅火時的要求的系統；而穩高壓消防給水系統的管網內平時是充滿有壓水的，當系統管網壓力由于漏水及其它原因下降至設定的低壓啟泵值后穩壓泵就會啟動開始向管網內注入壓力水直到管網壓力上升到設定的高壓停泵值后停泵，此時到穩壓泵下一次啟動期間管網的壓力將由氣壓罐維持，在消防主泵啟動前完全能滿足管網內最不利點消防壓力需要。
臨時高壓消防給水系統有3種啟動水泵方式：泵房手動啟動、由消防控制中心發出信號啟泵、由消火栓箱處的啟泵按鈕啟動（消火栓系統）以及壓力開關等信號啟動（自動噴水滅火系統）。而穩高壓消防給水系統除以上3種啟泵方式外還可由壓力聯動裝置來啟動消防主泵，因此更能可靠地保證火災發生后消防系統能立即進入到工作狀態。
由此可見在消防主泵啟動前穩高壓消防給水系統與臨時高壓消防給水系統是有本質上的區別的，其可靠性遠遠大于后者，所以應跟臨時高壓消防給水系統區分開來獨立分為一種系統，即消防給水系統應分為常高壓、穩高壓、臨時高壓、低壓四種系統。實際上國外工程公司經常按照穩高壓或常高壓消防給水系統設計工程[4], 同時國內也有地方和行業開始將穩高壓消防給水系統概念列入消防設計規范中，其中有上海市建交委批準的上海市《民用建筑水滅火系統設計規程》DGJ08-94-2007[5]（以下簡稱上民規）以及住房與城鄉建筑批準的《石油化工企業設計防火規范》GB50160-2008[6]（以下簡稱石防規）都對穩高壓系統的“身份” 予以了確認，其中上明規定義“消防給水管網中平時由穩壓設施保持系統中最不利點的水壓以滿足滅火時的需要，系統中設有消防泵的消防給水系統。在滅火時，由壓力聯動裝置啟動消防泵，使管網中最不利點的水壓和流量達到滅火的要求”; 石防規定義為“采用穩壓泵維持管網的消防水壓力大于或等于0.7Mpa的消防給水系統”。兩規范對穩高壓消防給水系統定義基本相同，只是石防規定義沒上民規詳細，同時由于行業的需要規定了系統的壓力不小0.7Mpa。
四、穩高壓消防給水系統高位消防水箱的設置
對于穩高壓消防給水系統高位消防水箱的設置問題，上明規（6.5.2條）規定設穩高壓消防給水系統的多層建筑可不設置高位消防水箱，而石防規未對穩高壓消防給水系統的高位消防水箱設置作規定并指出未作規定部分見國家規范要求（即按臨時高壓系統要求設置）。而低規第8.44條、高規第7.4.7 條及噴規第10.3.1條都規定采用臨時高壓給水系統時應設高位消防水箱，儲存火災前期10min 的消防用水量，由此可見對于高位消防水箱的設置各規范規定都不一樣。
由于穩壓系統的存在，消防給水系統管網平時都充滿有壓水，且壓力一般都高過高位水箱水重力產生的靜壓力，所以高位水箱的水無法通過重力自行進入消防給水系統管網中，而只為穩壓系統（穩壓設備設置在高位）提供用水，這跟穩壓系統（穩壓設備設置在低位）由消防水池提供用水作用一樣，從這點來看穩高壓消防給水系統的高位消防水箱可以不應設置。只有當穩壓系統失效（實際上此時系統變為了臨時高壓系統）系統管網壓力低于高位水箱水重力產生的靜壓力時高位消防水箱的水才能通過重力作用自行進入到消防給水系統管網中。由此可見在穩高壓消防給水系統中，高位消防水箱的作用被大大削弱了，且在實際工程設計中經常會遇到一些特殊建筑，如筆者之前設計的一些廠房、物流倉庫、高架地鐵站等建筑，其屋面多為鋼結構屋面，結構承重較小且為斜屋面或是弧形屋面，導致高位消防水箱設置非常困難。綜合以上各點，筆者認為穩高壓消防給水系統宜結合工程具體情況設置高位消防水箱，即在受條件限制時可以不設，但在有條件的情況下還是應該設置，畢竟高位消防水箱重力供水可靠性是很高的。
五、結束語
穩高壓消防給水系統因其較低的造價（與高壓消防給水系統比）和高度的可靠性（與臨時高壓消防給水系統比）在工程消防設計中獲得廣泛的應用。但其概念一直沒被國家規范所認可，雖然在一些地方和行業規范里面得到了認可，但地方和行業規范都有其地域或是行業的限制而適應范圍很有限，而國內工程消防設計的主要依據還是高、低、噴規等國家消防規范。因此筆者希望國家消防規范在后續的修訂過程中能將穩高壓消防給水系統從臨時高壓消防給水系統中獨立出來成為單獨的一種消防給水系統，同時增加穩高壓消防給水系統宜設置高位消防水箱以及其它一些相關的規定。
參考文獻：
[1]：《高層民用建筑設計防火規范》GB 50045-95（2005年版）
[2]：《建筑設計防火規范》GB50016-2006
[3]：《自動噴水滅火系統設計規范》GB 50084—2001（2005 年版）
[4]：許曉敏.國內外化工廠水消防系統設計比較《工業用水與廢水》2003.05期
由于大中型水電站許多電氣設備狀態的切換都必須由人去執行操作，使得電氣設備的正常運行與切換不僅與設備的運行狀態有關，也與操作人員的業務水平、心理情緒和現場設備熟悉程度有關。一旦發生電氣誤操作事故，既是人員責任事故，也是惡性事故，它將嚴重威脅人身和設備的安全。因此，如何采用可靠的防誤系統是水電站設計必須高度重視的問題之一。現階段，我國關于水電站的防誤措施有如下類型：停電、驗電、掛（合）接地線（接地開關）、懸掛標示牌等技術措施；工作票許可制度、工作間斷轉移變更制度、工作票終結制度等組織措施；“兩票三制”等管理措施。如果合理配置和嚴格實施以上措施，并通過充分利用計算機技術，則可以實現電氣與機械閉鎖相結合的完善的防誤系統。目前，大中型水電站主要使用三大類型的防誤閉鎖裝置：機械閉鎖裝置、電氣閉鎖裝置和獨立微機防誤裝置。機械閉鎖裝置包括普通機械鎖、開關柜機械鎖、電磁鎖等；電氣閉鎖裝置主要針對電動操作機構采用電氣閉鎖，即用輔助接點在設備的控制回路進行程序閉鎖；微機防誤閉鎖裝置是基于微機一次模擬圖的信息采集系統和防誤邏輯程序，配有電腦鑰匙和編碼鎖（包括電編碼和機械編碼）組成的系統來實現設備防誤閉鎖的裝置。此外，微功耗無線網絡防誤系統、藍牙防誤系統在水電站中也得到廣泛應用。這些防誤裝置發揮著不同的作用，并隨著技術的發展，在不斷更新和進步，筆者結合自身經驗主要對微機防誤系統、微功耗無線網絡防誤系統、藍牙防誤系統進行具體分析。
2大中型水電站電氣防誤系統設計
2.1微機防誤系統
2.1.1微機五防技術原理
隨著計算機技術的發展，微機五防技術開始應用于水電站設備防誤中，在水電站的高壓開關設備上應用比較廣泛，主要用來防止發生電氣誤操作的裝置設備。一般由主機、模擬屏、機械編碼鎖、電氣編碼鎖、電腦鑰匙等元器件所組成。現在的微機防誤閉鎖裝置的設備大概可以分為四個大類：開關、閘刀、地刀、攔截網，這些設備都是通過了機械編碼和電氣編碼來實現的閉鎖，這些設備的閉鎖程序需要專業的編程人員來進行編寫。現代微機五防系統是在計算機以及網絡技術上孕育而生的，它通過軟件以五防為原則來管理在現場采集的大量適時數據，并聯動發出相應的電氣設備動作指令，從而實現數字化的防誤閉鎖，也可以實現從前很難實現甚至是無法實現的防誤能力，這種技術的產生應該說是電氣設備防誤閉鎖技術中的一次革命性的改革。
2.1.2微機設計方案
①對于水電站內所有的開關都置于實遙信，并且微機五防同水電站的監控系統共享一個數據庫，并且可以取消設計電氣回路的閉鎖，所有的防誤功能都讓計算機來完成，這樣就有效的防止了走空程。②對于站內的所有開關都置于虛遙信，并且微機五防同水電站的監控系統共享一個數據庫，并且可以取消設計電氣回路的閉鎖，防止錯誤功能全部由微機五防系統同間隔電氣閉鎖回路來共同完成操作，這就要求微機五防系統必須要有防走空程的措施。
2.2微功耗無線網絡防誤系統
2.2.1系統組成
通過以上分析，微機防誤系統還存在的不足，應用微功耗無線網絡技術很好地彌補了這一點。基于微功耗無線網絡的防誤操作系統由站控層、間隔層、過程層3部分構成，包括防誤閉鎖主機、網絡控制器、鎖具及附件、通信接口等部分。整個系統以性能可靠的無線網絡作為通信方式，網絡控制器為防誤閉鎖主機、無線電腦鑰匙、遙控閉鎖裝置在水電站內搭建了一個實時在線網絡系統。
2.2.2基本原理
在微機防誤閉鎖系統的基礎上，引入一種新技術，即微功耗無線傳輸模式，形成一種新的防誤系統，其將無線電腦鑰匙與五防主機實時連接起來，防誤閉鎖主機與無線電腦鑰匙以及現場鎖具之間可以實時通信，實現了操作任務執行狀態的在線傳輸及跟蹤監控，特別是實現了在線方式下的實時閉鎖邏輯判斷功能，即系統跟蹤設備狀態及遙測等信息的變化，實時進行閉鎖邏輯判斷，根據判斷結果，實時控制無線電腦鑰匙的操作過程，有效提高運行人員的工作準確性及效率。離線、在線2種運行模式互為冗余，系統更加安全可靠。整個系統具有定時自檢和手動巡檢功能，隨時發現潛在的故障隱患而發出報警，便于工作人員快速處理，消除隱患。
2.2.3具體設計方案
微機防誤閉鎖系統是一種非常有效的防誤系統，其具體設計方案如下：當操作時，無線電腦鑰匙通過無線網絡接收主機下達的操作指令，按照預演正確的順序顯示當前操作項，運行人員依照無線電腦鑰匙提示的設備號依次解鎖：對于遙控閉鎖繼電器，無線電腦鑰匙通過無線網絡發送解鎖申請給五防主機，五防主機通過系統總線直接解鎖相應的遙控閉鎖繼電器，遙控閉鎖就地解鎖，運行人員可直接進行操作；對于編碼鎖，將無線電腦鑰匙插入相應的編碼鎖內，若實時閉鎖邏輯正確，則開放其閉鎖機構，運行人員可就地操作設備的倒閘操作；若鎖碼錯誤，系統禁止操作，并在主機界面彈出報警窗口，給出禁止操作的原因，同時通知無線電腦鑰匙相關信息。若有控制室和現場交替操作時，運行人員無須返回控制室，在現場用無線電腦鑰匙通過無線局域網回傳給五防主機，五防主機自動將已經操作過的設備狀態進行刷新，然后按原模擬順序解鎖下一步操作。運行人員在主控室操作完成后，五防主機再通過無線網絡傳輸下一步的操作給現場的無線電腦鑰匙，由等在現場的運行人員繼續進行手動設備的操作。如此反復，避免了運行人員的來回跑動，同時控制室對現場手動操作設備的狀態的實時性得到及時掌握。
2.3基于藍牙技術的無線網絡化防誤系統
為了完成防誤系統與監控系統的資源共享，實現網絡化遠程解鎖監控操作，完善防誤系統解鎖監督機制，需設計獨立的防誤系統藍牙無線網絡，并與水電站原有監控系統實現連接，達到資源共享目的。一方面可以防誤系統從保護測控獲得系統，另一方面，保護測控也可由藍牙防誤系統獲得信息量。
2.3.1匹克網的應用
①間隔層設備匹克網應用。為了實現藍牙無線網絡建立，為防誤系統提供獨立的可靠的信息通道，先在間隔層利用藍牙技術進行無線通信。各藍牙設備必須先組成匹克網，再由匹克網組成散射網。本系統設計為主變測控保護、母聯測控保護、饋線測控保護、公用測控裝置4個匹克網，以此類推，并補保護測控單元、動力變保護測控單元以及通用測控單元和交直流單元分別各自組成匹克網，然后這幾個匹克網再組成散射網，與藍牙主機控制器接口（HC）I進行通信。②藍牙執行器的匹克網應用。對于現場執行單元，它是防誤系統原始開關量（開關、刀閘位置）的采集端口，是現場實際設備解鎖與閉鎖操作的執行單元，同樣需要有可靠的信息通道，因此，對本系統設計為開關、母線刀閘、線路刀閘、母線刀閘與開關間接地刀閘、線路刀閘與開關間接地刀閘5個匹克網（若設備較多，則還可擴充匹克網），這5個匹克網再組成一個大的散射網。
2.3.2硬件設計
藍牙模塊硬件結構：藍牙技術中，主要有藍牙芯片組和藍牙模塊兩種形式，但最終都能實現藍牙的無線通信和鏈路管理功能；藍牙模塊將射頻、基帶、鏈路管理器和HCI層集成到了一塊芯片上，通過RS232、USB等總線接口實現HCI（主機控制器接口）指令交換。無論是藍牙基帶控制器還是藍牙模塊，都集成了HCI層，作為控制藍牙芯片各種功能的唯一手段，高層應用也需要使用HCI層與藍牙芯片進行通信。另外，水電站一個間隔內的各個防誤鎖具進行實時的控制（解鎖或閉鎖），是要用弱電控制強電，設計可采用（MOC3051M）可控硅來實現弱電對強電的控制，可靠性好、壽命長而且方便實用。
3結束語
