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谈一谈消防增压稳压系统中的那些设计

发布时间: 2021-12-29  点击次数: 667次

消防增压稳压部分是消防系统的关键部位。消防给水系统中,增压稳压部分对满足消防给水管网在准工作状态下的静水压力和火灾初期消防供水具有重要作用,合理设计增压稳压系统将提升消防系统的整体安全性。根据消防系统的控制和维护要求,建议其稳压系统的有效储水溶剂应满足消防泵启动前的消防用水量。本文就增压稳压系统的设计和消防水箱的有效容积进行探讨。

一、消防增压稳压隔膜式气压罐的工作原理

为方便描述,压力均为绝对压力。气压罐初装压力P0≥0.25MPa。缓冲水容积VP用于消防系统中报警管路和联动起泵管路的填充水,并可防止消防水泵误启动。稳压泵在消防主泵正常运转的同时自动停泵。立式隔膜气压罐工作中,各工作状态的压力和容积应满足的关系式如下:

当气压罐低工作压力和有效储水容积确定后,其各部分容积均随工作压力比的增大而增加;气压罐总容积利用率随工作压力比的增大而降低。故设计隔膜式气压罐时,应在满足各部分容积要求的前提下,选择z小的工作压力比。

二、消防系统对稳压罐的要求

消防增压稳压系统气压罐除应满足准工作状态下zui不利点的静水压力外,还应避免稳压泵的频繁启停,必要时还应提供火灾初期消防用水。新旧规范对消防稳压系统的部分要求。其中调节容积应按规范GB 50015-2019《建筑给水排水设计标准》计算,且不宜小于70L。缓冲水容积VP不宜小于50L。值得一提的是,新规范GB 50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》延长了消防泵启动时间,降低了有效储水容积的要求(仅规定下限),且未明确其计算方法。

三、对消防增压稳压系统的设计建议

消防水箱、气压水罐,是储存扑救初期火灾用水量的储水设备。新规GB 50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》按照建筑等级和火灾风险大小,增大了消防水箱有效容积,完全摒弃了旧规范中按照火灾初期10min室内消防用水量确定消防水箱容积的做法。这无疑保证了消防系统(除zui不利区域)在火灾初期的灭火能力—即消防泵不能按时启动,也可暂时满足消防用水量和水压。然而对消防系统的zui不利区域而言,仅增大消防水箱有效容积,而弱化增压稳压气压罐设计,将在火灾初期错失灭火z佳时期,这将大大削弱消防系统的整体安全性。

1.消防水箱有效容积

在火灾发生初期,灭火系统将在消防控制中心的统一协调下进入灭火控制程序。消防泵启动前55s~5min,初期消防用水将由消防水箱和增压稳压气压罐供给。消防水箱(不含转输水箱、减压水箱)将在消防泵启动后失去作用。除保证系统充满水和火场二次供水外,在做好系统维护时仍设置过大的消防水箱,其意义不明显,且会增加建筑成本。相反,增加用于稳压的气压罐消防储水容积具有现实意义。

2.增压稳压气压罐有效储水容积

在消防泵启动前,气压水罐是扑救z不利区域初期火灾的关键储水设备,充足的有效储水容积显得至关重要。《喷规》第10.3.3款规定:当临时高压自动喷水灭火系统,按规定不设高位消防水箱时,系统应设气压供水设备。气压供水设备的有效储水容积应按系统z不利处4只喷头在z低工作压力下的5min用水量确定。除干式系统、预作用系统外,气压供水设备的有效储水容积不应小于1200L(4×1.0L/s×300s=1200L)。

反观系统设置高位消防水箱时,气压罐的有效储水容积一般取150L,其远不能满足z不利区域火灾初期5min消防用水。这导致建筑等级和火灾危险性较高的建筑,其消防系统z不利区域在火灾初期的灭火能力远不及建筑等级低、火灾危险性小的建筑,此种情况应避免。

3.消防气体顶压给水设备的应用

当采用上置式增压稳压系统时,按式(1)~(6)计算气压罐,结果如下:

可见,隔膜式气压罐的容积利用率较低,其总容积随着消防储水容积的增加而增加。对上置式稳压系统而言,这不仅增加系统造价,而且增加安装和更换系统组件的难度。当消防储水容积较大时,隔膜式气压罐将显得不再经济适用。

与隔膜式气压罐相比,消防气体顶压给水设备显示出大的应用前景。消防气体顶压给水设备的优点[5]主要有:一、容积利用率高;二、稳压压力和工作压力互相独立且可控;三、主体设备与消防泵房合并设置在地下室时,其安装和维护较方便。鉴于其在增压稳压方面的优势,消防气体顶压给水设备将越来越多的应用于消防给水系统。


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