时间：2023-03-30 11:36:27
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房屋屋面防水是一个系统工程。多年来，屋面渗漏是房屋建筑中最突出的质量问题之一，也是多年来一直未能很好解决的难题。屋面渗漏到室内，不仅会严重影响人们的生活质量和居住水平，也会直接影响到建筑物的正常使用和耐久性。文章将从屋面防水设计、材料到选择施工等方面进行探讨研究。
1屋面防水设计的重要性
影响建筑屋面防水的质量因素有设计的合理性、防水材料的选择、施工工艺及施工质量、管理和维修与保养等。为防止雨水、地下水、工业与民用给排水、腐蚀性液体以及空气中的湿气、蒸汽等，对建筑物部位、内部设施的渗透侵入，防水设计要考虑的方面几乎是全方位，整体性的，包括：屋面、外墙面、外窗套、露台(南方台风、多雨、潮湿地区和墙体改革引发的渗漏尤为突出)；厕浴间、厨房间的墙面与楼地面；地下室(包括地下连续墙、变形缝、桩头等)，一旦出现因设计错误或设计不善造成的屋面渗漏等质量问题往往损失严重，这也就要求抓好设计这一工程建设的龙头。且设计的合理性不仅是影响建筑屋面防水质量的首要因素，而且影响建筑屋面防水施工的进度和投资控制。总而言之，房屋屋面防水设计对提高建筑物的质量，多快好省的建造房屋极为重要，做好建筑屋面防水设计对解决屋面漏水的质量问题意义重大。
2目前屋面防水设计存在的不足
多年来屋面防水设计没有一套统一的实用标准。设计人员对具体工程无指导性规程遵守，建筑设计图简单、不完整，没有构造大样图和细部构造详图，导致在施工过程中，屋面防水等级和设防要求的设计不能满足工程实际的需要；由于建设规模和需求量的增加，防水材料和品种的大力发展，功能和性能各不相同，而一些设计人员对新材料和新工艺技术缺乏了解，对材料的性能、适用范围、使用环境及相应工法知之过少，在设计采用时不能正确合理的综合选择用材；许多设计人员在习惯上也存在误区，认为屋面防水只是建筑专业的事情，在施工过程中则易出现缺乏防水体系构造层次的不到位，屋面排水系统的设计不完整，排水路线不清晰，无分水线，汇水面积不清楚，水落口的位置、标高不准确，水落管数量不足。
3房屋屋面防水设计
3.1房屋屋面适合的防水等级和设防要求
3.1.1确定防水等级
我们在进行屋面防水设计时，为了设计合理、经济，应按建筑物的性质、重要程度、建筑结构特点、使用功能要求和防水耐用年限划分防水等级，按照不同等级，进行不同的设防，并确定设防构造层次和防水材料选用的限制。GB50207—94屋面工程技术规范的基本规定中将屋面防水划分为4个等级（详见表1），在房屋屋面防水设计时必须遵守这些规定。
3.1.2房屋屋面的设防要求
屋面防水工程要求做到绝对可靠，这要求设防可靠性好，保证率高。要达到这一目标，防水设计时必须遵循多道设防，复合防水的原则。表1中对设防要求分别作了详细规定，属于I级防水的工程应设三道或三道以上的防水层；属于Ⅱ级防水的工程应设两道的防水层；属于Ⅲ级和IV级防水的工程应设一道的防水层。
在房屋屋面设计中采取多道防水层，目的是为了在第一道防水层失去作用时，第二道和第三道设防能起到防水的作用，共同阻止了屋面的渗漏。其中，多道防水的防水层面，可采用同品种、同规格的材料，也可采用不同性能和规格的材料，但在性能上都应选用能独立承担防水能力的材料；且在材料搭配上，应将高性能，耐老化、耐穿刺性好的材料放在上部，对基层变形适应性好的材料放在下部，充分发挥各种材料性能的特点。
3.2防水材料选用及环境和气候因素
①防水材料选择是保证工程质量的基础，正确选择、合理使用防水材料是设计工程质量优劣的重要体现，是设计施工的前提。
建筑防水材料可分为柔性和刚性两大类。柔性防水材料拉伸强度高、延伸率大、重量小、施工方便，但操作技术要求较严，耐穿刺性和耐老化性能不如刚性材料。同是柔性材料，卷材为工厂化生产，厚薄均匀，质量比较稳定，施工工艺简单，工效高，但搭接缝多，接缝处易脱开，对复杂表而及不平整基层施工难度大。而防水涂料其性能和特点与泌好相反。同是卷材，合成高分子卷材、高聚物改性沥青卷材和沥青眷材也有不同的优缺点。由此可见，在选择防水材料时，必须注意其性能和特点。
②房屋屋面防水设计所选的材料不仅要属于可靠上乘、耐久性好、厚度符合《规范》要求的中高档防水材料，而且在施工过程中也要注重环境和气候条件，如施工期的雨、雪、霜、雾，以及高温、低温、大风等天气情况，对防水层的质量都会造成不同程度的影响。为了确保施工的顺利进行和屋面工程的施工质量，规范规定屋面的保温层和防水层严禁在雨天、雪天或五级风及其以上时施工。施工的环境气温宜符合表2的要求。
表2屋面保温层和防水层施工环境气温
项目施工环境气温
粘结保温层热沥青不低于—100℃；水泥砂浆不低于50℃
沥青防水卷材不低于50℃
高聚物改性沥青防水卷材冷粘法不低于50C；热熔法不低于—100℃
合成高分子防水卷材冷粘法不低于50℃；热风焊接法不低于—100℃
高聚物改性沥青防水涂料溶剂型不低于—50℃；水溶型不低于50℃
合成高分子防水涂料溶剂型不低于—50℃；水溶型不低于50℃
刚性防水层不低于50℃
③合理的屋面排水设计。屋面的排水坡度的大小与防水材料类型、年降雨量大小和其他使用要求有关，那么排水设计须考虑到屋面排水坡度、水沟截面、汇水面积和落水管数量和管径。一般而言，当平屋面采用结构找坡时，坡度宜为3％；当平屋面采用材料找坡时，坡度宜为2％。卷材屋面的坡度不宜超过25％，以防止卷材下滑；天沟、檐沟的纵向坡度不应小于1％，沟底落差不得超过200i/l/n，水落口周围直径500lllln范围内坡度不应小于5％，水落管径不应小于75lllln，一根水落管的屋面最大汇水面积宜小于200rnz。此外，年降雨量大小、屋面是否上人和是否蓄水等也是影响坡度大小的因素。
④房屋屋面防水节点构造设计。屋面防水工程的节点细部构造是防水工程的重要部份，在施工的过程中，种种变形都集中于节点，所以在进行屋面防水节点设计时，要全面考虑结构变形，温差变形，干缩变形、振动诸因素，节点设防上应增设附加层，以适应基层的变形。在构造防水层的铺设上以空铺法为宜，在选材上可用高弹性、高延伸材料做相应处理。如变形缝、分格缝、平面与立面交角处等，设防上要增加附加增强层，构造上要采取空铺法，选材料要采用高弹性、高延伸材料，如落水口、地漏、穿过防水层管道部位及其周围要采取密封材料嵌缝、涂料密封和增加附加层等方法处理。采用柔性密封、防排结合，材料防水与结构防水相结合的做法。防水工程首先要将水迅速排走，不使水滞留或积水，然后采取柔性材料严密封闭。屋面防水节点应以卷材、涂料、密封、刚性防水材料等互补的多道设防进行技术设计，同时为了考虑到屋面的防水耐用年限，节点上使用的材料其性能指标均应高于其他部位，特别是耐老化性能要好。此外，由于每栋建筑不一定全部相同，尚需进行个别设计，这时节点的设计应有灵活性，即参考设计原则与标准大样并结合具体情况而设计，不宜统一套用标准图。
4结语
在目前的情况下，房屋屋面防水设计存在着很大不足，房屋屋面防水设计上仍有很多细节问题未能得到规范化，且在整个工程的过程中，很多涉及到屋面防水设防要求、防水材料、排水设计和节点设计等细节问题，都不能即使在设计过程中解决，待留到施工期间，则又严重影响了整个工程的施工质量和时间。加强和加快屋面防水设计的规范，是目前建筑行业应迫切解决的问题之一，然而我国南、北方气候情况差别很大，在运用防水设计规范时，应对照本地区防水设计的标准，结合实际，使设计工作具有可操作性。设计人员应加强理论学习，积累工程实践经验，不断提高房屋屋面防水设计的质量，使屋面渗漏的质量问题在设计阶段得到有效的控制。
参考文献：
[1]GB50345—2004，屋面工程技术规范[S].
[2]衡洪勇，都霞.屋面防水设计存在的问题及改进措施[J].工程建设与设计，2008，（11）.
改革开放促进了经济的繁荣，也促进了城市住宅改造。住宅改造区一般位于或邻近城市中心，住宅改造工作常和城市道路拓宽、市政管网更新一起进行。由于受天各方面条件限制，住宅改造区的规模一般比新建住宅小仄的规模小得多.区内住宅多为七一九层。沿街的底层多为商店，上部为住宅。下面浅析此类住宅消防给水设计的儿个问题，供探讨。
一、七一九层单元住宅应设室内消防给水
《建筑设计防火规范》(GBJ16一87)指出:超过七层的单元式住宅、超过六层的塔式住宅、通廊式住宅，底层设有商业网点的单元式住宅应设室内消防给水。根据规范.七层半以上住宅或底层为商店的六层以上单元住宅，室内需设消防给水。近年来，随着人们生活水平的提高.对住宅室内装修要求也愈来愈高。住户搬进新居前一般要重新装修。吊顶、壁橱、组合家具、地毯及室内各种陈设均为易燃品，家用电器品种也不断增加。显然引起火灾的可能性有所增大。从保护人民财产和人身安全来讲，室内确实需配置消防给水设施。
二、室内消火栓和室内消防箱
单元式住宅，室内消火栓的位置都在楼梯间休息平台处。楼梯间面积狭窄，为了不影响住户搬运物件上下，消防箱应尽吊考虑暗装或半暗装，这得同结构配合。
现行《低规》‘朴定的室内消火栓不利于扑灭初期火灾。因为火灾时，要在短短的儿十秒至数分钟内扣上水龙带、水枪.展开20一25m长的水龙带，打开阀门，举起具有相当压力的水枪进行火火，这对未经过专门消防训练的人有一定困难，对妇女、老人、儿童就更为困难了。所以普通消火栓设备并不适用消防软管卷盘(少「’径灭火‘喉)取用方便·展开容易，·般居民均能使用只是出水鼠较小.但对初期火灾扑火还是很有用的。这总比居民无力或不会使用消火栓而用脸盆、水桶盛水火火有效得多。建议，住宅消防箱内’戊配置一套消防软管卷盘。并预留DN65消火栓l，以供消防队员使用(不宜预留DN50消火栓口，因省内各地消防队均配用DN65水龙带)
三、消防水量和水压
《建筑设计防火规范》指出，消防水箱，卜应储存10分钟消防用水室内消火栓的布置应保证有.两支水枪的允实水栓同时达到室内任何部位。水枪的充实水柱般不应小十7m。《低规》消防给水的设计思想是立足于自救.既要保证水量又要保证水压。由于建筑和结构的要求，水箱不可能抬得很高，所以一般的屋面水箱是难以保证建筑物顶部一、二层消防用水的水压。为达到消防要求，常用的做法有1、设消防水池、水泵、消火栓箱内增设消防水泵启动按钮。2、增设气压消防给水装置。这两种做法理论上是可行的.但在实际中却有困难。1、住宅改造区一般位于城市.黄金地带”，地价昂贵，难以找到适宜设消防水池、水泵地点。2、若采用气压消防给水设施，消防管网中长期承受高压，增加系统渗漏危险。3、与高层建筑和新建住宅区不同，住宅改造区规模不大，无专门管理机构。消防水泵、气压给水装置若长期不用.搁在一边。难以保证在消防时可以Lr:常使用。所以我认为七一九层住宅只要求消防水蛾而不要求其水压值。10分钟消防用水储于屋顶水箱中，初期火灾顶部一、二层消防水压不足，可否采取其它火火器材补救。10分钟后由消防车从室外消火栓取水经消防车水泵加压装置和水泵结合器进入室内消防管道火火。这种做法更适应实际情况。
四、消防水箱
住宅改造区邻近城市中心.可利用的市政管网水压较高。常用的给水方式是直供式即低层(一至三层)由城市管网直接供水。高层(四至七、八层)由屋顶水箱供水。水箱是利用非用水高峰期靠管网压力直接进水这种供水方式能充分利用管网压力，无需任何加压设备，是最经济的。室内消防用水一般与生活用水共用水箱。为了保证消防用水不作他用，并相对保证水箱水质卫生，设计中常用的做法是:在生活用水出水管前端设个V型弯管(或角尺弯虹吸出水)，管顶设在水箱消防贮水位卜，并在其卜开功10一12mm小孔。生活用水通过出水V型管从水箱底部吸水，保证水箱中的水循环，立质不易变化若水箱水位降至消防水位时，V型管顶端孔口与大气相通，虹吸作用破坏.从而保证消防用水不作他用。此种做法中消防出水管与屋面水箱乃是一百接连通的，为阻止消防管网中变质水污染水箱，宜在屋面设试验用消火栓，定期(半年)排放消防管网中受污染的消防用水。此项L作可由楼长或指派住户中有一定经验者进行。
1.1引水发电系统
1.1.1取水口拦污栅及启闭设备
1)优化选型布置设计。发电引水隧洞喇叭口底槛678.50mm处设置1孔拦污栅，单孔孔口尺寸为7.5m×10.0m，检修平台高程717.00m，设计水头4.0m，最大引用流量为42.58m3/s，平均过栅流速为0.811m/s，拦污栅重量为26.0t，栅槽埋件重17.0t，型式为平面滑动式拦污栅。选用1台QPG2×250kN－38m高扬程卷扬式启闭机，安装高程726.20m，操作运行条件为静水启闭。2)蓄水安全复核计算。拦污栅主支承是增强四氟NL150CHI型滑块，最大线荷载为25kN/cm，反向支承是钢滑块。栅条间距50mm，栅体主材为Q235B，内力分析计算［2］成果为:主梁最大压应力为105.35N/mm2，发生在跨中处;最大剪力为21.01N/mm2，发生在支座处;最大挠度为9.5mm，发生在跨中处;栅条弯应力为53.1N/mm2，发生在跨中处。拦污栅重量为247kN，提栅清污时考虑污物重量为100kN，拦污栅启闭力为450.1kN，启闭机容量为2×250kN。
1.1.2取水口事故闸门及启闭设备
1)优化选型布置设计。在拦污栅的下游设置1扇事故闸门，孔口尺寸为4.5m×4.8m，底槛高程680.00m，检修平台高程717.00m，设计水头37.0m，闸门型式为平面定轮钢闸门。选用1台安装高程为726.20m上的QPG2×800kN－38m高扬程卷扬机控制闸门，操作运行条件为动闭静启。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构、水封装置、4个简支轮主支承(同时兼做反向支承)、4个侧向限位装置和充水阀装置等组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在设计水头下动水操作会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体材料为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为7713.7kN，动水压力为8485.1kN;面板折算应力为157.03N/mm2;主梁最大压应力为128.1N/mm2，位于跨中处。最大剪力为49.2，位于支座处。最大挠度为2.71mm，位于跨中处;主轮与轨道的接触应力为844.06N/mm2;主轨颈部局部承压应力为173.36N/mm2;闸门闭门力为－659.1kN，启门力为479.6kN，持住力为1394.4kN;启闭机容量为2×800kN。
1.2泄水系统闸门及启闭设备
1.2.1溢洪道弧形工作闸门
1)优化选型布置设计。该闸门设置在溢洪道上，底槛设置在堰顶下游侧704.80m处，堰顶高程为717.00m，共设置3孔闸门，启闭机安装高程为719.50m。闸门运行方式为动水启闭，主要承担水库的泄洪任务。闸门的孔口尺寸为12.0m×8.5m(宽×高)，设计水头为8.2m。型式为露顶式弧形闸门，其面板曲率半径为10.0m，支铰高度为5.5m，其结构布置见图1。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、支臂、支铰和侧轮等所组成，支承为斜支臂。受力计算采用假设平面体系，并按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，对闸门的设计条件和校核条件进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在动水操作条件下各部件尚需承受的不同程度的动力荷载，故将设计水头作用在闸门部件上的静水压力乘以动力系数，考虑为最不利的荷载组合，动力系数取1.1。门体材料为Q235B，内力分析计算结果表明:闸门承受的静水压力为4218.0kN，动水压力为4639.8kN;面板折算应力为181.8N/mm2;主梁最大压应力为106.3N/mm2，位于跨中处。最大剪力为69.2，位于支座处。最大挠度为4.36mm，位于跨中处;支臂平面内应力为76.2N/mm2;主支臂平面外应力为66.3N/mm2;闸门启门力为441.7kN，闭门力为246.3kN;启闭机容量为2×250kN。
1.2.2放空底孔进口事故闸门
1)优化选型布置设计。在放空底孔进口设置一道事故闸门，孔口尺寸为2.5m×2.6m(宽×高)，设计水头52.0m。底槛高程为665.00m，检修平台高程为717.00m，启闭机安装平台高程为723.50m。闸门运行方式为动闭静启，由1套QPG800kN－53m高扬程卷扬机控制。当水库需要放空时小开度提门充水平压，待前后水压差小于4m时，再开启事故闸门。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、4个悬臂轮主支承(同时兼做反向支承)、4个侧向限位装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在设计水头下动水操作会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体主材为Q235B，内力分析计算结果表明:闸门承受的静水压力为3491.5kN，淤沙压力为619.6kN，总压力为4111.1kN;面板折算应力为187.9N/mm2;主梁最大压应力为101.27N/mm2，位于跨中处。最大剪力为65.4，位于支座处。最大挠度为0.76mm，位于跨中处;主轮与轨道的接触应力为663.1N/mm2;闸门启门力为769.1kN，闭门力为－22.0kN，持住力为206.3kN;启闭机容量为800kN。
1.2.3放空底孔出口弧形工作闸门
1)优化选型布置设计。在放空底孔出口设置一道弧形工作闸门，孔口尺寸为2.5m×2.2m(宽×高)，承压水头为52.0m，型式为潜孔式弧形钢闸门，底槛高程为665.00m，检修平台高程为668.70m，启闭机安装平台高程为674.60m。闸门运行方式为动水启闭，选用1套QH-SY－500/150kN－4.0m弧门潜孔液压启闭机控制闸门，闸门长期处于闭门挡水状态。当水库需要放空时，动水开启该闸门锁定于检修平台上，待放空完毕，放下工作闸门封闭孔口蓄水。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、2个支铰支承和4个侧向限位装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在实际操作中会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体主材为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为3329.7kN，动水压力为3662.7kN;面板折算应力为183.9N/mm2;主梁最大压应力为33.2N/mm2，位于跨中处。最大剪力为24.4，位于支座处。最大挠度为0.12mm，位于跨中处;支臂平面内应力为98.4N/mm2;闸门启门力为248.8kN，闭门力为122.7kN;启闭机容量为500/150kN。
1.2.4导流隧洞封堵闸门
1)优化选型布置设计。导流隧洞进口设置封堵工作闸门一扇，孔口尺寸为5.0m×6.5m(宽×高)，承压水头为44.3m，闭门水头:20m，型式为潜孔式平面钢闸门，底槛高程为647.70m，检修平台高程为659.00m，启闭机安装平台高程为667.50m。闸门运行方式为动水启闭，选用1套QPQ630kN－13m卷扬式启闭机控制闸门，闸门仅用于导流隧洞封堵时使用，导流隧洞在枯水季节封堵下闸门。因受启闭机平台高程的限制(启闭机平台高程为667.50m)，闭门时最不利水头工况为启闭高程，即水头为20m，因此整个闸门启闭按最不利的情况下水头20m计算。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、12个主滑块和8个反向滑块装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。门体主材为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为13501.9kN，发生在设计水头44.3m处;材料容许应力(抗拉、抗压和抗弯)为142.5kN，容许应力(抗剪)为85.5kN;面板折算应力为138N/mm2;主梁最大压应力为84.6N/mm2，位于跨中处。最大剪力为71.92，位于支座处。最大挠度为3.78mm，位于跨中处;闸门闭门力为145kN;水柱压力为898.60kN;启闭机容量为630kN。
2结语
贵石沟井设计生产能力4.0Mt/a，采用“主斜副立”开拓方式，核定生产能力7.7Mt/a，主要可采煤层为8、15号煤。赵家分区位于贵石沟井田西部，分区内布置有一个地面工业广场，工业广场内现建有辅助提升立井和回风立井，赵家分区设计生产能力为3.0Mt/a。该矿井正常涌水量为183.43m3/h，最大矿井涌水量为458.58m3/h。太原组8、15号煤层为带压开采，8号煤层带压开采含水层为太原组岩溶裂隙含水层和奥陶系岩溶裂隙含水层，15号煤层带压开采含水层为奥陶系岩溶裂隙含水层。经计算8号煤层突水系数为0～0.018MPa/m，15号煤层突水系数为0～0.046MPa/m，8、15号煤层突水系数均小于临界突出水系数，突水概率相对较低，各组煤层的开采不存在奥灰突水的必然性，是相对安全的，但8、15号煤层底板大部处在奥灰水头之下，井田内岩溶陷落柱发育，且随着开采层位及深度的延深，井田内煤层底板突水概率越来越高，将成为有突水淹井危险的矿井。根据《阳泉煤业(集团)有限责任公司贵石沟井带压开采水文地质条件评价》预测15号煤层回采中奥灰含水层疏降水量为710m3/h，依据《煤矿防治水规定》，贵石沟井赵家分区8号煤层水文地质类型为中等，15号煤层水文地质类型为复杂。因此，必须增建潜水电泵排水系统。
2潜水电泵排水系统设计方案
2.1潜水电泵排水方案
矿井潜水电泵排水系统主要包括以下几部分:排水水泵为潜水泵;排水管路由井下直达地面，独立于矿井井下现有的排水管路系统;供电电源由地面直供，独立于矿井井下供电系统。结合贵石沟井赵家分区井上下实际建设条件，提出了以下四个方案:
1)方案一:利用现辅助提升立井，调整辅助提升立井井筒装备布置。考虑到辅助提升立井井筒永久提升装备尚未安装，通过对井筒装备布置进行调整，取消交通罐，可满足潜水电泵排水管路及电缆的铺设，并可预留出两趟注浆堵水用灌浆管位置。井下布置潜水电泵排水泵房管子道，分别与强排泵房和辅助提升立井井筒连接。
2)方案二:布置一个潜水电泵排水管钻孔，潜水电泵排水系统电缆沿辅助提升立井井壁铺设。结合井上下条件，在现有的工业场地内西北部空地上布置一个潜水电泵排水管道钻孔，钻孔直径为650mm，潜水电泵排水系统电缆则沿现辅助提升立井井壁铺设。井下布置潜水电泵排水管线通道，分别与潜水电泵排水泵房和井底车场调车线相连。
3)方案三:新建管道立井。结合井上下布置情况，在副井工业场地西南，扩建现有的工业场地，新建管道立井，井筒净直径为3.5m，井筒落底标高与现辅助提升立井井底车场巷道一致，井筒深825m，布置单侧马头门，通过管道石门巷道与井底车场连接。井筒内安装两趟潜水电泵排水管及潜水电泵排水专用电缆，并预留两趟注浆堵水用灌浆管。
4)方案四:新建排矸立井。充分考虑矿井永久排矸的要求，结合井上下布置情况，在副井工业场地西南，扩建现有的工业场地，新建一个排矸立井，井筒净直径为7.0m，井筒马头门标高与现辅助提升立井井底车场巷道一致，井筒深855m，布置排矸井底车场，通过排矸井底车场进出车线巷道与现有井底车场连接。潜水电泵排水系统管线沿新建排矸立井井壁铺设。综合比较上述四个方案，考虑到方案三和方案四需新建立井，投资较大，工期较长，另外，方案三和方案四还需对工业场地进行扩建，工程量较大，因此设计暂时不推荐方案三与方案四，只对方案一和方案二进行比选。
2.2方案比选
2.2.1方案一优缺点
1)优点为:①辅助提升立井井筒永久装备尚未订货、安装，井筒装备布置还有改装的可能，利用现有井筒，仅在井底布置强排水硐室、巷道，工程量小、投资少，强排水系统施工工期短;②利用现有井筒敷设强排水管、电缆，工程量小、工期短;③利用现有井筒，不需要扩建现有工业场地，不需购地等问题。
2)缺点为:①调整了井筒装备布置，取消交通罐，交通罐作为长材料下井及检修用罐笼，交通罐取消后，会对长材料的下井和井筒装备检修有所影响，在考虑井筒永久装备时，原一宽一窄罐笼需统一考虑，解决长材料的下井问题;②新补强排水泵房管子道，需在井筒井壁新开口，对井筒井壁支护有一定的影响。
3)需施工井下巷道及硐室共计240m，投资609万元，工期为5.5月。
2.2.2方案二优缺点
1)优点为:①可利用现有工业场地，不需要新增购地;②强排水管线通道与井底车场巷道相对独立，管线的布置不会影响井底车场巷道管线布置。
2)缺点为:①钻孔深度约791m，施工技术要求高，施工困难;②钻孔施工工期约4个月;③布置一个钻孔，仅解决强排水系统，赵家分区全部带压开采，井下采掘过程中如需注浆堵水措施，还需另行考虑注浆堵水管路系统。
3)需打钻孔791m，施工井下巷道及硐室216m，共需投资813万元，工期为8月。综合上述优缺点，方案一虽然在投资和工期方面有优势，但出于安全考虑，最终确定采用方案二，即由地面布置一个潜水电泵排水管钻孔，潜水电泵排水系统电缆沿现辅助提升立井井壁铺设。
3潜水泵布置方式
3.1潜水泵布置方案
潜水泵的布置方式有两种:卧式与立式。不同的布置方式对泵房的要求也不同，具体布置方案如下:
1)采用卧式布置，该布置方式井巷工程量总长度为950.7m，均为岩巷，掘进体积为2963.9m3。
2)采用立式布置，该布置方式井巷工程量总长度为923.9m，均为岩巷，掘进体积为3203m3。
3.2技术经济比选
3.2.1技术比选
1)卧式布置方式主要优点有:①强排水泵房硐室跨度较小，施工容易，可利用空间地段蓄水、排水;②蓄水空间不用穿很深底板，避免底板出水;③水泵的搬运、安装、检修方便，对起重设备要求不高;④可利用通道机泵房内敷设轨道清理蓄水空间内淤泥，清理方便。缺点有:①排水管路较长，压力损失较多，排水效率较低;②水泵卧式布置，煤泥淤积对水泵使用寿命有一定的影响，使用寿命较立式布置短。
2)立式布置方式主要优点有:①管路最短压力损失小，排水效率高;②水泵可潜入吸水井井底，不间断地把水位降到最低，抗灾能力强;③潜水电泵悬吊在吸水井内，受力方式合理，运行寿命长。缺点有:①强排水泵房硐室跨度大，吸水井较深，泵房及吸水井施工困难，一次性投资大;②吸水井需穿过很深的底板，底板出水的可能性增大;③对起重设备要求较高;④水泵安装、检修难度大。
3.2.2经济比选
卧式布置与立式布置其巷道硐室工程量、投资及工期具体情况，潜水泵采取卧式布置在投资和工期方面都具有优势。潜水电泵卧室布置与立式布置工程量及经济比较比较内容卧式立式巷道及硐室工程量/m156.1129.0掘进体积/m32700.12939.1投资/万元490524建设工期/月56综合技术及经济比选，最终采用卧式布置。
4结语
阿勒泰二级水电站位于新疆阿勒泰地区克兰河上，为引水式电站，1982年建成发电。原方案设计上游水位936m，下游水位883.6m，水泥管直径1.2m，长度222m。压力管一管二机，岔管直径800mm。前池有市自来水公司的取水口，尾水出口是T型。电站总装机容量为4×800kW，水轮机型号为HL220—WJ—50，设计水头50m，最小水头49m，最大水头52m，额定出力870kW，设计流量2m3/s，额定转速1000r/min，飞逸转速2040r/min，机组利用小时数6846h，保证出力600kW。发电机型号为SFW118/44—6，额定功率800kW，额定电压6.3kV，额定电流91.7A，额定转速1000r/min，满载励磁电压38V，满载励磁电流330A，绝缘等级为B级，频率50Hz，相数为3相，功率因数0.8(滞后)，定子接法为Y型。机组整体结构为三支点结构，水轮机通过联轴器与发电机连接。
2二级水电站存在的问题
(1)电站自建成投运以来，引水渠道长4.56km，基本沿山坡布置，临外坡为悬空状态，采用填方渠道，其中2.5km渠道渗漏严重，每年都要大、小维修多次，维护费用较大，发电效率低。(2)电站压力钢管为覆土埋设，内径1.2m，长186m，受当时技术、工艺水平的制约，防腐处理措施不够，锈蚀严重，经现场实测局部厚度仅为8mm，比原设计12mm锈蚀3～5mm。由于年久失修，在20世纪90年代，3、4号机组压力管道曾出现过爆管现象，给电站的安全运行带来了一定的隐患。(3)尾水渠采用T型，长度为300m。由于多年疏于维护，尾水渠产生了淤积，致使电站运行尾水位抬高，降低了有效使用水头，影响了机组出力。(4)原水轮机型号为HL220—WJ—50，套用定型产品，不能满足电站水工设计要求，存在机型老化、运行工况严重偏离、制造工艺落后等(机组实际出力700kW)一系列问题，造成水轮机气蚀严重、效率低下、振动噪音大、出力不足。(5)由于地域关系，河道泥沙含量较大，水轮机蜗壳、导叶、顶盖、底环等过流部件磨损严重，经测量蜗壳局部厚度仅8～9mm，比原设计少4～5mm。密封结构未考虑多泥沙河流运行的实际情况，漏水量大，无法正常使用。(6)机组制动方式为老式单侧人工手动操作，无法满足安全运行的需求。(7)原电机设计、工艺水平落后，机组绝缘等级为B级，电机绝缘等部件已接近使用年限，存在较大的安全隐患。
3二级水电站技术方案设计的选择
根据水工建筑目前现状和河道来水量水文资料以及上、下游流量变化情况，经复核计算，确定对水轮机、发电机等部件进行系统改造，使原机组单机容量从700kW提高到900kW，发电量提高29%左右。
3.1机组参数的选
根据电站实测参数，阿勒泰二级电站毛水头为52.4m。考虑到本次改造水工部分的改进，水头与流量均有一定的富余，新机组设计水头按51m、引用流量按2.5m3/s进行设计计算。改造时充分考虑了电站吸出高度、引用流量、结构尺寸、布置形式、水力参数等各项技术指标的匹配性(见表1)。
3.2水轮机改造
根据电站现有水力参数，适合本次电站改造用的转轮有D74、A551、D41、A616等。通过对比，A616机组具有效率高、气蚀性能好、超发能力强、运行范围大等特点，故推荐采用A616转轮。(1)电站水工建筑前期改造升级完后，水头及流量均比以前有所增加，本次新转轮制造在满足现有结构尺寸空间的前提下，通过选用性能优良的模型转轮达到了增容增效的目的;新转轮在选型上留有较大的余量，没有过于追求水轮机效率，采用效率修正－2%，可保证增容出力要求。(2)针对电站泥沙含量较大的问题，转轮叶片及下环采用性能优良的0Cr13Ni5Mo不锈钢材料制作，并在转轮上冠处开设减压孔以减小推力轴承所承担的水推力。(3)机组尾水部分采用无尾水接管结构，通过变径尾水弯管直接与尾水锥管进行连接，减少了电站的改造费用。(4)蜗壳、导水机构、密封等部件重新进行制作。顶盖、底环及导叶配合部位加设不锈钢抗磨板，提高其抗磨蚀能力。导叶轴承套采用新型高分子材料制作，该轴承使用温度为－50～110℃之间，老化寿命大于50a，最大静载荷可达70MPa，具有耐磨程度高、承载能力大、拆装方便等特点。(5)由于电站泥沙含量较大，密封磨损严重，本次改造密封采用间隙、迷宫加盘根的多密封结构，有效地控制了机组漏水量(见图1)图1密封改造示意(6)刹车装置采用油刹方式，通过制动器与调速器之间的管路连接，实现对机组的制动。
3.3发电机改造
(1)更换定、转子线圈。线圈按F级制作，原B级允许温升80K，F级为105K。另外，通过更换绝缘材料，提高发电机绝缘耐热温度，达到增容改造的目的。(2)定子线圈双层叠绕组结构，F级绝缘，导线采用单丝双膜优质薄膜自粘性铜扁线(原机组采用玻璃丝线)，对地绝缘为环氧云母带连续绝缘，并经热模压成型，再经防电晕工艺处理;整体机械强度好，绝缘性能优良，增加了定子线圈匝间可靠性，满足了电站的使用要求。(3)原发电机型号为SFW118/44—6，通过计算定子线规可放大8%，转子线规可放大9%，如此一来，可有效降低电机温度，以达到增加容量的目的。(4)转子线圈重新制作时，采用F级绝缘材料，线圈用扁铜带绕制而成，匝间用环氧坯布绝缘，首末匝用云母带及无碱带加强绝缘，然后与上下绝缘板热压成一个整体。(5)通过更换电机定、转子线圈后，发电机可在原出力基础上增加10%～15%左右。
4结语
其一：《建规》中屋顶消防水箱的设置问题
随着消防问题越来越受到重视，建筑给排水中的消防问题也同时受到了同行们的关注，消防设计规范作为设计人员必须遵守的法律条文，也让设计人员开始更多的学习和思考，本人最近在网易给排水在线消防板块担任了版主，通过和广大同行网友的交流，发现了很多规范上面的语焉不详之处，通过讨论也难以得出明确的结论，有些问题值得拿出来与各位同行商榷，希望能够和大家交流，得到大家批评和指正，同时能够引起规范编制组各位专家的注意，在以后的规范编制修改中考虑到这些问题。
本人认为，《规范》的编制里面有个平衡性的把握问题，太粗了不易于具体的操作执行中的把握，太细了又难免有些地方不能照顾到方方面面，让一些具体有困难的设计难于真正贯彻。因为规范的条文是用来直接在设计中体现的，所以应该具有可操作性，应该十分明确，如果有些地方不能明确的，如规范修订中各方具有争议的，建议就应该提高到上一层做出上面一层应该保证到的，而不应语焉不详、含糊其辞的列出一条，这样最让设计者和审图、消防审查人员和各方人员难于把握，造成各方理解产生歧义，首先是设计人员在方案阶段就无从把握，举个例子，今天我这样认为，做好方案，消防审查某个人员认为可行，过两天时施工图做好了，审查人员换了个人，对某条规范的理解不一样，施工图的工作变化就大了，这样的事情经常发生，造成很大的浪费，非常不利于大家的工作，造成各方之间的矛盾，同时也给某些腐败环节提供机会。违反了规范编制的初衷。
现打算将平时设计中的一些问题理出，与大家一起分析探讨。限于篇幅，打算分几篇文章逐段论述，本次仅讨论一点，关于屋顶水箱设置的问题：
《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001版），以下简称《建规》“第8.6.3条设置常高压给水系统的建筑物，如能保证最不利点消火栓和自动喷水灭火设备等的水量和水压时，可不设消防水箱。
设置临时高压给水系统的建筑物，应设消防水箱或气压水罐、水塔，应符合下列要求：
一、应在建筑物的最高部位设置重力自流的消防水箱；
二、室内消防水箱（包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱），应储存10min的消防用水量。当室内消防用水量不超过25L/s，经计算水箱消防储水量超过12m3时，仍可采用12m3；当室内消防用水量超过25L/s，经计算水箱消防储水量超过18m3，仍可采用18m3。
1、在以上两条中首先有关于临时高压和常高压的定义问题，临时高压大家都知道，而常高压规范在条文解释中所述的“即设有高位水池或区域高压给水系统”中的区域高压给水系统，由于没有明确的界定，所以在实际设计中难于把握，首先说区域概念的范围难于把握，到底多大才算是区域，是几栋楼还是一个小区还是几个小区抑或是一片厂区，均不得而知，所以在平时的设计中只有高位水池可以得到大家的一致认可，而区域高压的理解有很多异议，窃认为其实在满足了二级负荷的前提下，如果消防设备齐全，有独立的两路水源供水，或是一路水源但是有含室内室外消防水量的消防水池，平时有专人值班的消防泵房或是消防控制中心，即可以认为是常高压系统，因为即使消防作为重中之重，它的可靠性把握，也有一个“度”的问题，因为任何安全保险都不是绝对的，因为即使是规范定义的常高压高位水池，也有检修维护和清洗的时间。
以上是本人粗浅的看法，并不认为一定正确，但是还是认为如果无法明确那么不如不写出，至少不会造成大家在这上面费尽思量，仍然找不出统一的认识。
2、再者就是“室内消防水箱（包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱），应储存10min的消防用水量”，这里十分钟的消防水量我们认为应该包括喷淋等其他消防设备的用水量，然而按照《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2005（以下简称《喷规》）“10.3.1采用临时高压给水系统的自动喷水灭火系统，应设高位消防水箱，其储水量应符合现行有关国家标准的规定。消防水箱的供水，应满足系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度”这里面说的“系统最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度”到底是指最不利点一个喷头的水量还是同10.3.2中“最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量”，还是最不利处整个保护面积里面10分钟的用水量，这个问题无论在《建规》还是《喷规》或是即将出版的《建规》送审稿中均没有一个明确的说法。
举个例子，如果一栋带地下停车库的多层综合楼，有喷淋系统，采用中危Ⅱ级的喷淋强度计算，喷淋水量按照最不利点的保护面积来计算，假如水量是30l/s，具体根据喷头布置的疏密及选用管径的大小有些差异，假如室内消火栓系统水量是10ls/，如果喷淋按照整个保护面积30l/s的流量计算10分钟的水量已经是18立方了，那么由于“当室内消防用水量超过25L/s，经计算水箱消防储水量超过18m3，仍可采用18m3”无需再计算其他水量即可选取18m3水箱了，如果按照“最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量”计算那么4只喷头的水量应该在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，为9m3，与前面所述18m3有很大的差异。
我们平时设计中认为因为少有水箱能够满足喷淋要求水头的，所以都是需要设增压系统的，所以罐里有十分钟的水量，水箱就不考虑了，但是我们注意到《喷规》10.3.2条说的“不设高位消防水箱的建筑，系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量确定。”那么其中的话严格理解是不设消防水箱时气压供水设备的有效水容积，应按系统最不利处4只喷头在最低工作压力下的10min用水量采用，然而即使采用了气压供水供水设备，在有水箱时水箱是否还应该考虑喷淋储水量，如果我们以规范字面意思理解，还是需要。
不禁要问，这是规范的原意吗？如果不是，那说明规范在这条条文的陈述上存在漏洞。
自动喷水灭火系统是根据自动预警、控火和灭火等特定，比较适合民用建筑人员较为密集、不易疏散、外部增援灭火比较困难的情况所使用的。在使用时，应避免遇水容易爆炸或加速燃烧的物品和遇水发生强烈化学反应产生有毒物质的物品。这种自动喷水灭火系统的实际灭火效果很好、可在第一时间采取灭火措施，且具备先进的自动报警功能，造价相对较高。在民用建筑消防给水系统可用消防栓给水系统，利用建筑物的高度和室外水管网的压力、流量，以及室内消防管道的水压水量要求可分四种，如无加压泵和水箱消防栓给水系统、竖向分区消防栓给水系统、设加压泵和水箱给水系统、单设水箱消防栓给水系统。在民用建筑工程中一般消防栓超过10个，消防用水量为15L/S以上，其造价较低，但没有自动喷水灭火系统效果显著。
2民用建筑消防给排水分区的设计
民用建筑消防给排水设计要保证建筑的安全、人民财产的安全，为达到民用建筑消防的最好效果，需要对民用建筑消防给排水设计以科学设计。
2．1科学合理设计管网、消防池和消防泵及消防栓的设计要合理布置消防管网，保证供应消防用水，为消防工作做准备。在市政管网满足不了消防用水时，要有必要的设置消防水池。将各种消防用水量减掉进水管的补水量，保证消防水池有足够的消防用水，并及时得到补充。在设置水池时，不能用建筑物本身作为池壁，要另外设消防水池，保证水质、防止污染，也可在屋顶设置消防和生活两用水箱。消防水池的引入管道要在两根以上，保证消防水池的水能引入水泵间，避免出现供水隐患，有利于消防部门开展工作，保证供水安全。同时，在设置消防水池时，应保证水池容量满足火灾延续时间内的消防用水量，或者同时满足火灾延续时间内需水量和室外不足水量。消防的补水管流速在2．5m/s以下，消防水池的补水时间在48小时以内，一般设置两个消防水池，有条件的话，应增加相应的防辐射及防冻措施。消防泵房的设计应不低于二级耐火等级设计，疏散门设置在首层时应直通室外，若设置地下或楼层上，要靠近安全出口，且设计成甲级防火门。消防泵房至少应有两条以上出水管与消防给水管直接连接，且出水管需进行防超压设置，消防泵要设置备用泵。室内消火栓的供水设计要按照规定，设置在明显操作的地方，消火栓箱外面不能再有其他设置，如门和装饰等。多层民用建筑与高层公共建筑之间的同一防火分区不能用双消火栓布置形式满足粮谷水柱，非同一防火分区的消火栓不可相互借用。
2．2放水阀与稳定回流设计消防水泵的供水管，是为了能够有效的排水，方便检查和试验水泵，要设置放水阀。在排水量较小的情况下，可以直接排到泵房及水池，在排水量比较大的情况下，应该把放水阀排到消防水池内。这样对排水的正常进行，消防工作的展开都有非常大的作用。除此外，消防水泵的出水口应采取稳压回流措施。在消防使用过程中，一般会出现水量小于规定值的情况发生，在水量较小的情况下，如果不用回流措施，会引发消防管网压力过大，进而导致发生事故。所以，必须在供水管上设置稳压阀，在管网出现超压情况下，可通过回流管进行泄压，并将回流水排回消防水池。
2．3合理安排末端试水装置的设计在进行设计末端试水装置时，主要是为解决末端试水装置的排水问题，对末端试水装置的压力表和试水阀装置之后，要设置试水接头，在出水口的口径一般被忽视，给消防工作带来不便，不利于消防部门顺利开展工作，对消防末端试水装置要根据设计要求，实际情况和试水接头出水口的流量选择合适的型号产品。针对出水口直径没有明确的标准，市面上有许多消防设备制造商生产一整套完整的末端试水装置，要根据现实情况进行选择。
3结语
关键词：稳高压消防给水系统临时高压消防给水系统 稳压泵 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
中图分类号：TU991 文献标识码：A文章编号：
一、引言
随着近年来我国建筑行业的迅速发展，新建、改建、扩建建筑增涨速度很快，这些建筑的室外消防给水系统设计上一般采用低压给水系统，而室内消防给水系统设计上因为无条件设置常高压消防给水系统或是设置常高压消防给水系统成本过高而临时高压消防给水系统安全可靠性相对较低等问题而大部分采用了稳高压消防给水系统。但是现行主要国家消防规范没有明确稳高压消防给水系统这个概念，使得设计师在设计时缺少相关的依据。
二、我国建筑消防给水系统分类
按现行《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95（2005年版）[1]（以下简称高规）规定，我国建筑消防给水系统按压力分类有：常高压、临时高压、低压三种系统。高规对消防给水系统分类作了解释同时将稳高压系统划为了临时高压系统，详见条文解释7.1.3 条“还有一种情况，目前较广泛应用于消防给水系统，即管网内经常保持足够的压力，压力由稳压泵或气压给水设备等增压设施来保证。在水泵房（站）内设有消防水泵，在火灾时启动消防水泵，使管网的压力满足消防水压的要求，此情况也叫临时高压消防给水系统”。《建筑设计防火规范》GB50016-2006（以下简称低规）[2]《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084—2001（2005 年版）[3]（以下简称喷规）虽未对系统分类作规定，但三本规范均为国家公安部主编建设部批准的，对其中的系统分类规定应该是相同的，即稳高压消防给水系统属于临时高压消防给水系统的一种。
三、稳高压与临时高压消防给水系统区别
笔者对高、低、喷规将稳高压消防给水系统划为临时高压消防给水系统存在异议，因为两系统之间存在如下主要区别：
临时高压消防给水系统管网内最不利点平时水压和流量不满足灭火的需要，在水泵房（站）内设有消防水泵，在火灾时启动消防水泵，使管网内的压力和流量达到灭火时的要求的系统；而稳高压消防给水系统的管网内平时是充满有压水的，当系统管网压力由于漏水及其它原因下降至设定的低压启泵值后稳压泵就会启动开始向管网内注入压力水直到管网压力上升到设定的高压停泵值后停泵，此时到稳压泵下一次启动期间管网的压力将由气压罐维持，在消防主泵启动前完全能满足管网内最不利点消防压力需要。
临时高压消防给水系统有3种启动水泵方式：泵房手动启动、由消防控制中心发出信号启泵、由消火栓箱处的启泵按钮启动（消火栓系统）以及压力开关等信号启动（自动喷水灭火系统）。而稳高压消防给水系统除以上3种启泵方式外还可由压力联动装置来启动消防主泵，因此更能可靠地保证火灾发生后消防系统能立即进入到工作状态。
由此可见在消防主泵启动前稳高压消防给水系统与临时高压消防给水系统是有本质上的区别的，其可靠性远远大于后者，所以应跟临时高压消防给水系统区分开来独立分为一种系统，即消防给水系统应分为常高压、稳高压、临时高压、低压四种系统。实际上国外工程公司经常按照稳高压或常高压消防给水系统设计工程[4], 同时国内也有地方和行业开始将稳高压消防给水系统概念列入消防设计规范中，其中有上海市建交委批准的上海市《民用建筑水灭火系统设计规程》DGJ08-94-2007[5]（以下简称上民规）以及住房与城乡建筑批准的《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008[6]（以下简称石防规）都对稳高压系统的“身份” 予以了确认，其中上明规定义“消防给水管网中平时由稳压设施保持系统中最不利点的水压以满足灭火时的需要，系统中设有消防泵的消防给水系统。在灭火时，由压力联动装置启动消防泵，使管网中最不利点的水压和流量达到灭火的要求”; 石防规定义为“采用稳压泵维持管网的消防水压力大于或等于0.7Mpa的消防给水系统”。两规范对稳高压消防给水系统定义基本相同，只是石防规定义没上民规详细，同时由于行业的需要规定了系统的压力不小0.7Mpa。
四、稳高压消防给水系统高位消防水箱的设置
对于稳高压消防给水系统高位消防水箱的设置问题，上明规（6.5.2条）规定设稳高压消防给水系统的多层建筑可不设置高位消防水箱，而石防规未对稳高压消防给水系统的高位消防水箱设置作规定并指出未作规定部分见国家规范要求（即按临时高压系统要求设置）。而低规第8.44条、高规第7.4.7 条及喷规第10.3.1条都规定采用临时高压给水系统时应设高位消防水箱，储存火灾前期10min 的消防用水量，由此可见对于高位消防水箱的设置各规范规定都不一样。
由于稳压系统的存在，消防给水系统管网平时都充满有压水，且压力一般都高过高位水箱水重力产生的静压力，所以高位水箱的水无法通过重力自行进入消防给水系统管网中，而只为稳压系统（稳压设备设置在高位）提供用水，这跟稳压系统（稳压设备设置在低位）由消防水池提供用水作用一样，从这点来看稳高压消防给水系统的高位消防水箱可以不应设置。只有当稳压系统失效（实际上此时系统变为了临时高压系统）系统管网压力低于高位水箱水重力产生的静压力时高位消防水箱的水才能通过重力作用自行进入到消防给水系统管网中。由此可见在稳高压消防给水系统中，高位消防水箱的作用被大大削弱了，且在实际工程设计中经常会遇到一些特殊建筑，如笔者之前设计的一些厂房、物流仓库、高架地铁站等建筑，其屋面多为钢结构屋面，结构承重较小且为斜屋面或是弧形屋面，导致高位消防水箱设置非常困难。综合以上各点，笔者认为稳高压消防给水系统宜结合工程具体情况设置高位消防水箱，即在受条件限制时可以不设，但在有条件的情况下还是应该设置，毕竟高位消防水箱重力供水可靠性是很高的。
五、结束语
稳高压消防给水系统因其较低的造价（与高压消防给水系统比）和高度的可靠性（与临时高压消防给水系统比）在工程消防设计中获得广泛的应用。但其概念一直没被国家规范所认可，虽然在一些地方和行业规范里面得到了认可，但地方和行业规范都有其地域或是行业的限制而适应范围很有限，而国内工程消防设计的主要依据还是高、低、喷规等国家消防规范。因此笔者希望国家消防规范在后续的修订过程中能将稳高压消防给水系统从临时高压消防给水系统中独立出来成为单独的一种消防给水系统，同时增加稳高压消防给水系统宜设置高位消防水箱以及其它一些相关的规定。
参考文献：
[1]：《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95（2005年版）
[2]：《建筑设计防火规范》GB50016-2006
[3]：《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084—2001（2005 年版）
[4]：许晓敏.国内外化工厂水消防系统设计比较《工业用水与废水》2003.05期
由于大中型水电站许多电气设备状态的切换都必须由人去执行操作，使得电气设备的正常运行与切换不仅与设备的运行状态有关，也与操作人员的业务水平、心理情绪和现场设备熟悉程度有关。一旦发生电气误操作事故，既是人员责任事故，也是恶性事故，它将严重威胁人身和设备的安全。因此，如何采用可靠的防误系统是水电站设计必须高度重视的问题之一。现阶段，我国关于水电站的防误措施有如下类型：停电、验电、挂（合）接地线（接地开关）、悬挂标示牌等技术措施；工作票许可制度、工作间断转移变更制度、工作票终结制度等组织措施；“两票三制”等管理措施。如果合理配置和严格实施以上措施，并通过充分利用计算机技术，则可以实现电气与机械闭锁相结合的完善的防误系统。目前，大中型水电站主要使用三大类型的防误闭锁装置：机械闭锁装置、电气闭锁装置和独立微机防误装置。机械闭锁装置包括普通机械锁、开关柜机械锁、电磁锁等；电气闭锁装置主要针对电动操作机构采用电气闭锁，即用辅助接点在设备的控制回路进行程序闭锁；微机防误闭锁装置是基于微机一次模拟图的信息采集系统和防误逻辑程序，配有电脑钥匙和编码锁（包括电编码和机械编码）组成的系统来实现设备防误闭锁的装置。此外，微功耗无线网络防误系统、蓝牙防误系统在水电站中也得到广泛应用。这些防误装置发挥着不同的作用，并随着技术的发展，在不断更新和进步，笔者结合自身经验主要对微机防误系统、微功耗无线网络防误系统、蓝牙防误系统进行具体分析。
2大中型水电站电气防误系统设计
2.1微机防误系统
2.1.1微机五防技术原理
随着计算机技术的发展，微机五防技术开始应用于水电站设备防误中，在水电站的高压开关设备上应用比较广泛，主要用来防止发生电气误操作的装置设备。一般由主机、模拟屏、机械编码锁、电气编码锁、电脑钥匙等元器件所组成。现在的微机防误闭锁装置的设备大概可以分为四个大类：开关、闸刀、地刀、拦截网，这些设备都是通过了机械编码和电气编码来实现的闭锁，这些设备的闭锁程序需要专业的编程人员来进行编写。现代微机五防系统是在计算机以及网络技术上孕育而生的，它通过软件以五防为原则来管理在现场采集的大量适时数据，并联动发出相应的电气设备动作指令，从而实现数字化的防误闭锁，也可以实现从前很难实现甚至是无法实现的防误能力，这种技术的产生应该说是电气设备防误闭锁技术中的一次革命性的改革。
2.1.2微机设计方案
①对于水电站内所有的开关都置于实遥信，并且微机五防同水电站的监控系统共享一个数据库，并且可以取消设计电气回路的闭锁，所有的防误功能都让计算机来完成，这样就有效的防止了走空程。②对于站内的所有开关都置于虚遥信，并且微机五防同水电站的监控系统共享一个数据库，并且可以取消设计电气回路的闭锁，防止错误功能全部由微机五防系统同间隔电气闭锁回路来共同完成操作，这就要求微机五防系统必须要有防走空程的措施。
2.2微功耗无线网络防误系统
2.2.1系统组成
通过以上分析，微机防误系统还存在的不足，应用微功耗无线网络技术很好地弥补了这一点。基于微功耗无线网络的防误操作系统由站控层、间隔层、过程层3部分构成，包括防误闭锁主机、网络控制器、锁具及附件、通信接口等部分。整个系统以性能可靠的无线网络作为通信方式，网络控制器为防误闭锁主机、无线电脑钥匙、遥控闭锁装置在水电站内搭建了一个实时在线网络系统。
2.2.2基本原理
在微机防误闭锁系统的基础上，引入一种新技术，即微功耗无线传输模式，形成一种新的防误系统，其将无线电脑钥匙与五防主机实时连接起来，防误闭锁主机与无线电脑钥匙以及现场锁具之间可以实时通信，实现了操作任务执行状态的在线传输及跟踪监控，特别是实现了在线方式下的实时闭锁逻辑判断功能，即系统跟踪设备状态及遥测等信息的变化，实时进行闭锁逻辑判断，根据判断结果，实时控制无线电脑钥匙的操作过程，有效提高运行人员的工作准确性及效率。离线、在线2种运行模式互为冗余，系统更加安全可靠。整个系统具有定时自检和手动巡检功能，随时发现潜在的故障隐患而发出报警，便于工作人员快速处理，消除隐患。
2.2.3具体设计方案
微机防误闭锁系统是一种非常有效的防误系统，其具体设计方案如下：当操作时，无线电脑钥匙通过无线网络接收主机下达的操作指令，按照预演正确的顺序显示当前操作项，运行人员依照无线电脑钥匙提示的设备号依次解锁：对于遥控闭锁继电器，无线电脑钥匙通过无线网络发送解锁申请给五防主机，五防主机通过系统总线直接解锁相应的遥控闭锁继电器，遥控闭锁就地解锁，运行人员可直接进行操作；对于编码锁，将无线电脑钥匙插入相应的编码锁内，若实时闭锁逻辑正确，则开放其闭锁机构，运行人员可就地操作设备的倒闸操作；若锁码错误，系统禁止操作，并在主机界面弹出报警窗口，给出禁止操作的原因，同时通知无线电脑钥匙相关信息。若有控制室和现场交替操作时，运行人员无须返回控制室，在现场用无线电脑钥匙通过无线局域网回传给五防主机，五防主机自动将已经操作过的设备状态进行刷新，然后按原模拟顺序解锁下一步操作。运行人员在主控室操作完成后，五防主机再通过无线网络传输下一步的操作给现场的无线电脑钥匙，由等在现场的运行人员继续进行手动设备的操作。如此反复，避免了运行人员的来回跑动，同时控制室对现场手动操作设备的状态的实时性得到及时掌握。
2.3基于蓝牙技术的无线网络化防误系统
为了完成防误系统与监控系统的资源共享，实现网络化远程解锁监控操作，完善防误系统解锁监督机制，需设计独立的防误系统蓝牙无线网络，并与水电站原有监控系统实现连接，达到资源共享目的。一方面可以防误系统从保护测控获得系统，另一方面，保护测控也可由蓝牙防误系统获得信息量。
2.3.1匹克网的应用
①间隔层设备匹克网应用。为了实现蓝牙无线网络建立，为防误系统提供独立的可靠的信息通道，先在间隔层利用蓝牙技术进行无线通信。各蓝牙设备必须先组成匹克网，再由匹克网组成散射网。本系统设计为主变测控保护、母联测控保护、馈线测控保护、公用测控装置4个匹克网，以此类推，并补保护测控单元、动力变保护测控单元以及通用测控单元和交直流单元分别各自组成匹克网，然后这几个匹克网再组成散射网，与蓝牙主机控制器接口（HC）I进行通信。②蓝牙执行器的匹克网应用。对于现场执行单元，它是防误系统原始开关量（开关、刀闸位置）的采集端口，是现场实际设备解锁与闭锁操作的执行单元，同样需要有可靠的信息通道，因此，对本系统设计为开关、母线刀闸、线路刀闸、母线刀闸与开关间接地刀闸、线路刀闸与开关间接地刀闸5个匹克网（若设备较多，则还可扩充匹克网），这5个匹克网再组成一个大的散射网。
2.3.2硬件设计
蓝牙模块硬件结构：蓝牙技术中，主要有蓝牙芯片组和蓝牙模块两种形式，但最终都能实现蓝牙的无线通信和链路管理功能；蓝牙模块将射频、基带、链路管理器和HCI层集成到了一块芯片上，通过RS232、USB等总线接口实现HCI（主机控制器接口）指令交换。无论是蓝牙基带控制器还是蓝牙模块，都集成了HCI层，作为控制蓝牙芯片各种功能的唯一手段，高层应用也需要使用HCI层与蓝牙芯片进行通信。另外，水电站一个间隔内的各个防误锁具进行实时的控制（解锁或闭锁），是要用弱电控制强电，设计可采用（MOC3051M）可控硅来实现弱电对强电的控制，可靠性好、寿命长而且方便实用。
3结束语
