稳高压消防给水系统以及稳压装置的设置

初步选定一个气压罐，由公式
Ｖｚ－Ｂ Ｖｘ
ＶＺ
计算ａ，由公式…：
ｐ２＝一一０．１ Ｐ１＋０．１ Ⅱ
（１—２）
鼍
目岂
ｈ 蒲踌贮水春积 ｈ 簟压承吝积 ｋ８ 簟冲朱軎祝
ｎ 量缸怍压力
船 薄舫主囊启动压力
掇槛女 Ｐｓｌ
眦
ｈ 气压■总春积
计算出Ｐ２，则：
Ｐｓｌ－７２＋０．０２ （ＭＰａ） （１－３）
Ｐｓ２＝Ｐｓｌ＋０．０５（ＭＰａ） （１～４）
与稳压装置只设稳压泵的系统相比，它有节能，缓解稳眶泵频繁启停，缓冲系统水锤等优点。 与稳压装置为高位水箱的系统相比，它有节省了大量土建结构投资，建筑屋顶造型以及屋顶 用做其他功能易于处理等优点。从而在大量的工程中广泛采用。 为了进一步减少隔膜式气压消防给水设备作为稳压装置的综合费用，可以采用以下措施：为 了减少稳压泵工作扬程，进而减少电耗，可以把隔膜式气压罐以及稳压泵机组设置于屋顶水箱间 内。把气压罐以及稳压泵机组高置的方式还可以使ａ值取较低值，罐体容积较小，尽量利用了气 压罐的容积，机组总荷载也较小。隔膜式气压罐的隔膜宜采用胆囊式隔膜，由于胆囊式隔膜受力 合理，使用寿命较长，气密性能好，延长了补气周期，减少隔膜材料用量，隔膜较薄，减少了隔 膜占用的空间，扩大了气压罐的有效容积，水的调节容积较一般的气压罐大，而且也便于小型化。 可见，把胆囊式隔膜气压罐以及稳压泵作为稳压装置设于屋顶水箱间内是一种较合理经济的处理 方法。 在选用贮存式隔膜气压罐以及稳压泵的型号时，应根据工程的实际情况，通过计算确定。不 宜简单地通过厂商提供的成套隔膜式气压罐以及稳压泵机组压力、流量参数来确定适合的型号。 选用隔膜式气压罐以及稳压泵的型号的计算主要分为：隔膜式气压罐的选用计算：稳压泵（补水 泵）的选用计算两部分： （１）隔膜式气压罐的选用计算包括以Ｆ几个步骤 根据隔膜式气压罐以及稳压泵的设置高度与位置，计算最低工作压力Ｐｌ，Ｐｌ须保证最不利处 消火栓的水枪充实水柱或自动喷水灭火系统喷头所需的水压要求，值得注意的是，在计算Ｐ１时， 计算管网的水头损失应以满足火灾初期消防水泵启动前消防流量来计算，显然比消防水泵启动后 输送消防设计流量时计算出来的水头损失小。计算简图见下图：
ｏ
Ｐｓｉ＋０．１
０．２３＋０．１
由式（１—５）得：Ｖｘ＋ＶＺＸＤ＝Ｖｚ（１一ｄ。）／Ｂ＝Ｏ．８４（１－０．７５７）／ｉ．０５＝０．１９４（Ｍ３）
ＰＩ＋Ｏ．１
０．１５＋０．ｉ
ＶＡｐ＝（Ｖｘ＋ＶＡｐ）一Ｖｘ
（１—８）
同时还须注意不应因气压罐太小，稳压泵压力过高引起系统超压，因此还须校核：
Ｐｓ２一Ｐ１牛０．２（ＭＰａ）
（卜９）
（２）气压罐配套稳压泵的选用计算
一般消防稳压泵流量应按系统的渗漏流量确定，但实际工程中确定系统的渗漏流量有一定
难度，同时由于正常稳压工作时稳压泵主要在Ｐｓｌ～Ｐｓ２之间运行，因而由：
ｑｂ
Ｖｓ－ｄ。
可以得出：ｑｂ＝４ｎ＋Ｖｓ／Ｑ。
（１—１０）
４ｎｑ
式中ｖｓ为稳压水容积（ｍ３），ｎ。为稳压水泵－４，时内启动次数（次／ｈ），ｑｎ为稳压泵出水量
（ｍ３／ｈ），ｏ。为安全系数，宜采用１．Ｏ～１．３。
对应于出水量ｑｅ的水泵平均扬程Ｈｂ：
Ｐｓｌ＋Ｐｓ２
Ｚ
式中水泵平均扬程Ｈｂ等于罐内平均压力Ｐｓｌ十Ｐｓ２／２，该式成立的条件是稳压泵与罐体位于
ｏ
§Ｖｘ
１一
Ｏ．１５＋０．１ １．０５ＸＯ．１５
Ｖｚ
一０．ｉ－０．２０７６≈０．２１（ＭＰａ）
０．８４
由式（卜３）、（卜４）：Ｐｓｌ＝Ｐ２＋Ｏ．０２＝０．２３（ｔｉＰａ）
２１＝＝一一＝＝ｏＯ．．６７５５７７９Ｐｓ２＝ＰｓＩ＋０．０５＝０．２８（ＭＰａ）
验算稳压水容积Ｖｓ＞５０Ｌ：
ＰＩ＋Ｏ．１
０．１５＋０．１
（１）气压罐以及稳压泵（这里的稳压泵实质上是为气压罐配套使用的补水泵，因工程习惯的原 因，这里称气压罐补水泵为稳压泵）。
（２）稳压泵。 （３）高位水箱。该高位水箱的设置标高能满足建筑最不利处灭火设施的水压要求。 （４）变频调速消防供水装置。因设置该装置造价较高，以及屋顶水箱仍要设置，较少使用，这 里不做讨论。 １ 稳高压消防给水系统的分类 （１）根据稳压装置的不同，可以分为三种：即有气压罐以及稳压泵的稳高压消防给水系统，设 有稳压泵的稳高压消防给水系统，设有设置标高满足最不利处灭火设施水压要示的高位水箱的稳 压消防给水系统，以及变频调速水泵作稳压装置的稳高压消防给水系统。 （２）按气压罐或稳压泵设置在消防给水系统中的位置不同，分低置式、中置式、高置式稳高压 消防给水系统。 （３）按稳压装置用于不同的消防给水系统，可分为消火栓稳高压消防给水系统，稳高压自动喷 水灭火系统，以及上述二种灭火系统合用稳压装置的稳高压合用消防给水系统等。 （４）按供水范围分，可分为独立用于一幢建筑或某一个部位的独立稳高压消防给水系统，几栋 建筑合用一个系统的集中稳高压消防给水系统，甚至控制面更大的区域稳高压消防给水系统。 （５）按稳压装置中的气压罐贮存消防主泵启动前消防所需的水量与否可分为贮存式与非贮存 式稳高压消防给水系统。《高规》第７．４．８．２条中强调的调节水量宜为４５０Ｌ即是指贮存式的气压 罐贮存消防主泵启动前３０ｓ须贮存的消防用水量，约相当于２支水枪与５只喷头工作３０ｓ的用水
Ｐｓ２＋Ｏ．１
Ⅲ０：Ｖｘ＋ＶＡｐ＋Ｖｓ＝Ｖｚ（１ ｏ ２）／Ｂ
Ｖｓ－（Ｖｘ＋ＶＡｐ＋Ｖｓ）一
式（卜６）式（卜５）
（１—５） （１ ６）
则Ｖｓ－
ｐ
（１—７） １３
由式（１—７）计算出Ｖｓ，即可判定Ｖｓ＞５０Ｌ是否成立，如小于５０Ｌ，则要重新选择放大了容
量的气压罐再计算，直到满足要求为止。
由上述的计算结果还可以计算出ｙａｐ：
稳高压消防给水系统以及稳压装置的设置
成都市建筑设计研究院邓东耀
摘要设有稳压装置的消防给水系统的分类。分析了几种典型稳高压消防给水系统的特点， 提出了较经济合理的稳高压消防给水系统稳压装置设置方案，以及计算、校核稳压装置的稳压泵 扬程、稳压泵启停控制压力，气压罐消防贮水量，稳压水容积，缓冲水容积等几个重要参数的方
其罐体直径为８００ｍｍ，罐体总容积Ｖｚ＝８４０Ｌ，由工程实际情况计算保证自喷系统最不利处喷头工作
压力以及水量的稳压装置最低工作压力ＰＩ＝０．１５ＭＰａ，按《高规》中的规定，自喷系统稳压设施气
ｆ—一一０．１ ——一０．１ 压罐消防贮水容积Ｖｘ＝１５０Ｌ，隔膜式气压罐容积附加系统Ｂ＝１．０５。 Ｐ．＋０．】Ｐ．＋０ １ 则由式（１—２）：Ｐ２
相同的标高。
根据式（卜ｉ０）、（卜１１）计算出的流量ｑ。与扬程Ｈｂ选定稳压泵的型号。同时，应保证稳压
泵的流量在最大与最小设计扬程的情况下，对消火栓系统不超过５Ｌ／Ｓ，自喷系统不超过１Ｌ／Ｓ，则
气压罐压力在ＰｌｏＰｓ２之间工作，其稳压泵流量ｑｅ≤５Ｌ／ｓ（或ＩＬ／Ｓ）。
举例计算：
一套用于自喷系统稳压装置，拟采用隔膜式气压消防给水装置，初步选用一种隔膜式气压罐，
稳压装置采用贮存式隔膜气压罐以及稳压泵组的稳高压消防给水系统是较为经济、安全的稳 高压消防给水系统。这主要表现在与其他形式的稳压装置相比有以下几个优点：与补气式气压罐 相比，隔膜式气压罐有维护、管理方便，气水分离，不会产生气水混合的问题，罐内没有不动水 容ｊｊ｝｛，罐内水的调节容积较大，设备便于小型化，实用范围广，安装调试简单等优点。
法。
关键词稳高压消防给水系统稳压装置稳压泵补水泵气压水罐
随着我国国民经济的发展，城市建设迅速扩展，城市中出现了大量的工业与民用建筑和高层 民用建筑。这些建筑内以及室外总平面内广泛设有消防给水系统。根据《建筑设计防火规范》 ＧＢＪｌ６ ８７（２００１年版）和《高层民用建筑设计防火规范））ＧＢ５００４５—９５（２００１年版）（以下简称《建规》、 《高规》）的规定，按消防供水压力可分为常高压给水系统、临时高压给水系统和低压给水系统。 但是由于种种因素的限制，为了提高临时高压消防给水系统的安全度，增加设置了稳压装置，本 文为了把这种设有稳压装置的消防给水系统与《建规》和《高规》中规定的高压、临时高压和低 压消防给水系统区分开来，称这种设有稳压装置的消防给水系统为稳高压消防给水系统。典型的 稳高压消防给水系统主要由以下几部分组成：气压罐与稳压泵或只设稳压泵组成的稳压装置、与 稳压装置联动的消防主泵、联动控制设备、输供水管网，灭火设备等组成。其中稳压装置一一般有 以下几种：
可以计算出Ｐｓｌ、Ｐｓ２。
（卜１） 式中的Ｖｘ须满足《高规》规定：消火栓系统Ｖ（１ ２）
（１—３）
（卜４）ｘ≥３００Ｌ，自喷系统Ｖｘ≥１５０Ｌ，消火栓与自喷合用系统Ｖｘ≥４５０Ｌ。
验算稳压水容积Ｖｓ＞５０Ｌ：
Ｐ】＋Ｏ １
１０３
由Ⅱ
Ｐｓｌ＋Ｏ．１
ⅢＵ：Ｖｘ＋ＶＡｐ＝Ｖｚ（１一Ⅱ。）／Ｂ
由Ⅱ２＝—— Ｐｌ＋Ｏ．１
１０１
量。
２稳高压消防给水系统的特点 稳高压消防给水系统与《建规》、《高规》中定义的高压、临时高压、低压三种消防给水系统 均有区别，由于稳高压消防给水系统可以看作是临时高压消防给水系统的发展，而且两者之间也 有很多的共同特点，出于对我国目前建筑消防给水系统的维护管理水平，动力供应保证等现实情 况的考虑，消防主管部门仍然把稳高压消防给水系统归为临时高压消防给水系统。但实际上稳高 压消防给水系统较临时高压消防给水系统有以下的不同点： （１）平时（准工作状态），消防用水的水压能满足系统内最不利处灭火设施的水压要求。 （２）稳压装置能基本满足火灾初期消防水泵启动前消防流量的要求。这种有别于临时高压消防 给水系统的特点，使稳高压消防给水系统对初期火灾的控制，灭火成功率都较临时高压系统高。 而临时高压消防给水系统在准工作状态时，消防用水的水压与流量不能完全满足，发生火灾时， 对及时有效的扑灭初期火灾有一定的困难。 同时，由于准工作状态与消防时水压和流量都满足要求的高压消防给水系统在实际工作中难 以实施。而稳高压消防给水系统配置消防主泵与稳压装置即可工作，其经济性与可实施性比高压 消防给水系统强。 稳高压消防给水系统由于稳压装置的不同，除了都具有上述共同特点外之外，还有以下的特点： ２．１稳压装置为气压罐与稳压泵（补水泵）的系统 气压罐的消防贮水容积满足消防水泵启动前３０ｓ的初期火灾消防用水量，即是贮存式气压罐 稳压装置。对消火栓系统而言，贮存２支水枪工作３０ｓ的用水量为５×２×３０＝３００Ｌ；自喷系统贮 存５只喷头工作３０ｓ的用水量为５×１×３０＝１５０Ｌ；消火栓与自喷系统合用的稳压装置气压罐贮存 ４５０Ｌ。该装置由于使用了气压罐来贮能稳压，使它比相同情况下稳压装置只有稳压泵的形式节能。 同时通过水位和压力传感器的控制稳压泵启停和消防主泵启动。非贮存式气压罐与稳压泵所组成 的稳压装置实际上是只设稳压泵的稳高压消防给水系统的一种发展，这种稳压装置中的气压罐的 主要目的是缓解稳压泵启停过于频繁的问题，同时还能控制稳压泵的启停。 ２．２稳压装置为稳压泵的系统 由于该稳压泵的流量只能满足最不利处一支水枪使用或一只喷头开启喷水，使得其只能部分 满足消防主泵启动前消防流量的要求。特别是该系统稳压泵平时运转时间很长，比较耗能。该系 统的稳压泵的启停是由设在消防管道上的压力传感器来控制。由于水几乎不具备可压缩性，这就 要求只设稳压泵的稳高压消防给水系统的管道和附件有很好的密闭性，同时稳压泵的流量也应选 择很小的型号，否则，就会出现稳压泵启动后，压力迅速上升，系统稍有泄漏，压力又迅猛下降， 造成稳压泵启停频繁的问题。 ２．３稳压装置为高位水箱的稳高压消防给水系统 该系统中高位水箱的设置高度能满足最不利处灭火设施的水压要求，也能满足火灾初期的消 防水量要求。由于只有与生活给水系统合用的供水泵给高位水箱供水，平时没有其他的水泵与用 电设备使用耗能，因而是比较节能的系统。但由于高位水箱的设置高度要满足最不利处灭灾设施 的水压要求，具体地说消火栓系统为最不利消火栓处栓口压力要满足０．２３０１４Ｐａ（充实水柱为１３Ｍ 时）的水压要求；自喷系统最不利喷头处压力要满足０．ＩＯＭＰａ的水压要求，这就要求水箱设置高 度较高，造成土建投资大，建筑整体造型难以处理等诸多的问题，因而这种系统一般工程中比较 难实施。 ３隔膜式气压罐消防给水稳压装置的设置 ３．１贮存式气压罐消防给水稳压装置的设置