如何選擇消防給水的穩壓方式?

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《消防給水及消火栓系統技術規範》GB 50947-2014規定:高位消防水箱應設置於其所服務的水滅火系統的上部,其最低有效水位應滿足水滅火系統最不利點處靜水壓力的要求,一類高層公共建築,不得低於0.10MPa,建築高度超過100m時,不得低於0.15Mpa;高層和多層住宅、二類高層和多層公共建築,不得低於0.07 Mpa;工業建築不得低於0.10 Mpa,體積小於20000立方米的建築,不宜低於0.07 Mpa;自動噴水滅火系統壓力應根據噴頭滅火實際需求確定,最小不得小於0.10 Mpa;高位消防水箱不能滿足前述的靜壓要求時,則應設穩壓泵。這是對水滅火系統的靜水壓力規範作出的要求,並對穩壓泵的設置場所作出明確規定。《自動噴水滅火系統規範》GB 50084-2001 2005年版規定: 自動噴水滅火系統採用臨時高壓給水系統時,應設高位消防水箱,其儲水量應滿足現行有關國家標準規範的要求。消防水箱與最不利點處噴頭的高差產生的壓力,應滿足系統的最低工作壓力;沒有設高位水箱的建築,系統可以設氣壓供水設備。其有效水容積的大小,應按系統最不利點處5 只噴頭在最低工作壓力情況下的10分鐘用水量來確定。”室內消防給水系統的穩壓方式一般可分為高位消防水箱直接穩壓、穩壓泵與氣壓水罐穩壓和只用穩壓泵來穩壓等方式。而穩壓泵與氣壓水罐組合又可以分為高位水箱結合氣壓給水裝置穩壓和氣壓給水裝置直接取代高位水箱穩壓兩種方式;穩壓泵穩壓又分為穩壓泵設在高位消防水箱處配合高位消防水箱穩壓和穩壓泵設在地下室配合消防水池穩壓兩種方式。   

一、 穩壓方式的選擇

1、利用高位消防水箱直接穩壓

高位消防水箱是指設置在建築物的最高處並向系統供水和穩壓的水箱,其主要作用是提供給建築物火災初期時的消防用水量的同時保證室內消火栓處相應靜水壓力的要求,利用這種形式穩壓,消防水箱與最不利點處的用水設備之間的高差所產生的水壓,應滿足規範對靜水壓力和出水強度的要求。這種穩壓方式最可靠經濟,所以在高差能滿足規範對水壓要求的情況下應採用此種方式。

2、 穩壓泵+高位水箱穩壓 

 

穩壓泵系用於使噴淋系統和消火栓系統始終處於規範要求的壓力工況條件,一旦運行即能滿足消防用水所需的水壓和水量要求,這種方式稱為室內穩高壓給水系統。其系統管網在水泵的密封部位可能發生滲漏,但滲漏量相對而言是非常小的,對整個管網的使用影響不大。系統運行時,穩壓泵的流量消火栓按不大於一支水槍的流量即5l/s計算,噴淋系統按不大於一個噴頭的流量即1l/s計算,兩者共用一個系統時按3l/s計算。這種穩壓方式沒有設置氣壓水罐,導致穩壓泵頻繁啟動,泵容易損壞,所以對於系統規模不大且火災危險性小的水滅火系統可以用此種方式穩壓。  

3、 穩壓泵+地下水池穩壓

  

穩壓泵設在地下室配合主泵,從水池取水並向系統供水,保持水滅火系統管網高壓,故稱“常高壓”或“穩高壓”系統,是不需設置高位消防水箱的水滅火系統。“常高壓”、“穩高壓”給水系統的穩壓泵為了維持管網壓力,平時必須保持運行狀態,火災發生後,系統仍應能運行一段時間,直到主消防泵啟動,穩壓泵必須按主、備泵設置要求設置。由於穩壓泵要求一直保持運行狀態,不節約能源,使用壽命縮短,所以在實際工程中很少使用此種方式穩壓。   

4、高位水箱+氣壓給水裝置穩壓

  

設置有氣壓罐時,氣壓罐提供系統的水量補充和壓力,穩壓泵只要滿足氣壓罐對流量的要求就行,即選擇穩壓泵流量時,應該考慮氣壓罐的調節容積,此時,穩壓泵流量的計算,應按氣壓罐內總容積、罐內水的容積計算、系統的洩露量和報警閥等能啟動來綜合確定。


氣壓罐的總容積V的計算

氣壓罐的總容積計算公式:

V=βV1÷(1-α)

式中V---為氣壓罐的總容積立方米;

V1----為消防水總容積等於消防貯水的容積、緩衝水的容積和穩壓水的容積之和;

β----為氣壓罐的容積係數,立式、隔膜式氣壓罐、臥式的容積係數分別為1.10,1.05和1.25;

α---為氣壓罐最低工作壓力和最高工作壓力的比值,一般取0.65~0.85。

氣壓罐貯水總容積(V1):氣壓罐設置目的,是為了保證火災初期沒有啟動消防泵之前水滅火系統所需的水壓,這段時間可以取30秒。對於室內消火栓給水系統,按2支水槍同時使用來計算,氣壓罐貯水容積為300L;對於自動噴水滅火系統,按同時有5個灑水噴頭開啟,每個灑水噴頭的流量以1L/s計,氣壓罐貯水容積為150L。當氣壓罐為2個系統共用時,氣壓罐貯水總容積300+150=450L。穩壓水的容積不得小於50L,緩衝水的容積不得小於20L。

壓力控制點設置


氣壓罐一般設4個壓力控制點,如圖所示。其中:P1為氣壓罐充氣壓力,為氣壓罐貯水容積的下限水位壓力,等於系統最不利點處設施所需的水壓,其計算方法同增壓泵;系統管網壓力低於P2時主消防泵啟動。 Ps1為穩壓水容積最低水位壓力,壓力低於Ps1時穩壓泵啟動;Ps2為穩壓水容積最高水位壓力,也是氣壓罐最高工作壓力,壓力高於Ps2時穩壓泵停止。

系統穩壓的工作流程

穩壓泵提供給氣壓罐壓力,達到氣壓罐設定壓力要求後,穩壓泵停止,平時氣壓水罐保持管網壓力,保證水滅火系統的水壓水量。當系統壓力低於Ps1,穩壓泵啟動,將系統壓力升至Ps2時停止。使系統始終保持“準工作”狀態。若系統壓力下降到P2時,則系統自動判斷為發生火災(此時消防水槍出水或噴頭噴水),此時穩壓泵停止,主消防泵啟動並向系統供水,撲救火災。這種方式為工程實際中最常用的穩壓方式,規範也是推薦這種穩壓方式。 

5、 氣壓給水裝置代替高位水箱穩壓

  

這種方式氣壓罐應按“大容量罐”的要求設置,在室內消火栓給水系統中,“大容量罐”應儲存10m分鐘的室內消火栓用水量;在自動噴水滅火系統中,“大容量罐”應儲存最不利處5只灑水噴頭持續灑水10分鐘的用水量。穩壓泵應設置備用泵,其流量、揚程均同主泵,其目的是在主穩壓泵故障時,備用泵能及時投入使用,為系統滅火提供滅火所需的水量。


黑夜1975

水消防系統的穩壓方式分為穩壓泵直接穩壓方式和穩壓泵與氣壓水罐配合穩 壓方式。 其中穩壓泵直接穩壓又分為穩壓泵配合高位水箱穩壓和穩壓泵配合地下 消防水池直接穩壓兩種; 穩壓泵與氣壓水罐組合系統又分為高位水箱配合氣壓給 水裝置穩壓和氣壓給水裝置取代高位水箱穩壓方式兩種。 穩壓泵配合高位水箱穩壓方式 系統工作時, 穩壓泵從高位水箱取水升壓後輸入系統, 進行滅火。 穩壓泵停 止運行或者檢修時, 由高位水箱向系統供水穩壓, 所以對於火災危險性不大及系 統規模不大的 消火栓 給水系統可以採用此種方式。 穩壓泵配合地下水池直接穩壓方式 穩壓泵配合主泵, 從水池取水輸向系統保持系統壓力式, 稱 “常高壓” 或 “穩 高壓”、“準高壓”系統,是不設高位消防水箱的系統。“穩高壓”消防給水系 統的穩壓泵必須在平時保持運行狀態, 維持管網壓力, 在火災發生時, 仍應能運 行一段時間,直至主消防泵啟動時為止,須按主、備泵設置穩壓泵。由於需要穩 壓泵一直保持運行狀態, 浪費能源, 而且對穩壓泵長期處於工作狀態, 對其使用 高位水箱配合氣壓給水裝置穩壓方式 其氣壓罐均按 “小罐” 的容量要求設置, 氣壓水罐的有效容積對於消火栓系 統來說為 300L ,對於自動噴水系統來說為 150L ,若兩種系統合用則為 450L. 這一類氣壓給水裝置在穩壓泵故障時,仍能在 30s 內維持系統壓力。而且可在 系統工作壓力降至主消防泵設定壓力時及時發生啟動主消防泵的信號, 因此穩壓 泵故障對系統供水安全影響是不大的, 即使在極端的情況下, 高位水箱仍能負擔向系統供水的任務, 只是系統最不利位置的水壓受到影響而已。 這種方式的工作 流程大概為:氣壓水罐的壓力由穩壓泵提供,當氣壓水罐壓力達到設定要求後, 穩壓泵停止, 平時管網壓力由氣壓水罐提供, 滿足系統的水壓水量要求。 當系統 壓力下降到一定設定的程度後, 穩壓泵啟動, 將系統壓力補足後再停止。 如此反 復使系統時刻處於“準工作”狀態。若系統壓力持續下降,則判斷為火災(此時 消防主泵,向系統供水,實現對火災的撲救。這種方式穩壓泵不需要一直工作, 電費支出也比較小。 此種方式為現行設計中最常用的穩壓方式。 也是規範推薦的 消防穩壓方式。 4 氣壓給水裝置取代高位水箱穩壓方式 儲存 10min 的消防用水量;自動噴水滅火系統的氣壓給水設備應儲存最不利處 4只噴頭持續 10min 供水的水量,在自噴系統中有條件地限定其應用場合。這 類穩壓方式的穩壓泵應按主、 備用泵設置, 目的是防止在適應狀態下主穩壓泵故 障時,及時將備用泵投入使用。


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