高层建筑消防给水系统设计若干问题探讨.pdf
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1、圆 高层建筑消防给水系统设计若干问题探讨 吴常军 ( 安 徽 省 建 筑 设 计 研 究 院 有 限 责 任 公 司 , 安 徽 合 肥 2 3 0 0 0 1 ) 摘 要 : 通过对消防给水系 统设计中消防泵启动控制、 气压罐容积计算、 稳压泵压力设定、系统防超压等几个重要 问题的分析与探讨, 提 出了合理 的控制要 求和解决方案,以保证高层建筑消防给水系统设计的可靠性、合 理 性和 完整 性。 关键词 :消防主泵;稳压泵;转输水泵; 压力设定;减压阀;气压水罐 中图分类号 :T U 8 2 1 3 文献标识码 :A 文章编号:1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 6 ) 0 3
2、0 2 2 0 0 4 D OI :1 0 1 6 3 3 0 j c n k i 1 0 0 7 - 7 3 5 9 2 0 1 6 0 3 0 8 0 0引 言 随着城市经济建设的快速发展 , 土地资源 日趋紧 张, 高层和超高层建筑 日 益增多, 合理设计高层建筑 消防给水系统成为设计人员面临的重要课题。 消防 给水及消火栓系统技术规范 ( G B 5 0 9 7 4 2 0 1 4)( 以 下简称 “ 消水规” ) 已于 2 0 1 4年 1 O月 1日颁布实施 , 引起给排水设计人员的广泛关注。 笔者结合工程设计 和施工图审查中遇到的案例, 对消防给水系统设计中 消防泵启动控制 、
3、气压罐容积计算 、 稳压泵压力设定 、 系统防超压等设计人员关注的重要问题进行分析与 探讨 ,提出了合理的控制要求和解决方案 ,以保证高 层建筑消防给水系统设计 的可靠性 、合理性和完整 生。 1 气压罐容积计算 当消防给水系统设有气压水罐, 气压水罐不贮存 消防主泵启动前消防所需的水量。气压水罐的设置, 其 目的只在于: 控制稳压泵的启停; 缓解稳压泵 启停过于频繁; 缓冲因停泵水锤等原因而造成的对 系统的压力冲击( 当用气压水罐代替屋顶消防水箱的 情况不在本文讨论范围 ) 。 气压罐调节容积应按下式计算: v : o a 4 a , z q 口 b 作者简介:吴常军 ( 1 9 6 8 一
4、) ,男,安徽太和人 ,毕业于合肥工业大学,硕 士,高Y I _ T - 程师。 V l P 1 图 1 气 压罐 内压 力不 意 图 式中 : : 为气压罐 的调节容积 ( m ) ;q 为水 泵出水量 ( m h ) ;a 为安全系数 ,宜取 1 0 1 3 ;n 为水泵在 1 h内的启动次数,不宜大于 1 5 次。 气压罐的总容积应按下式计算 : V : 1 -a 6 式中: 为气压罐的总容积 ( m ) ; 为气压罐 的水容积 ( m 。 ) , 应大于或等于调节容积;a 为气压 罐 内 的 工 作 压 力 比 (以 绝 对 压 力 计 ) , 即 (P + O 1 0 MP a )
5、(P , + O 1 0 MP a ) , 宜采用 0 6 5 0 8 5 , 其中P 、P : 如图 l 所示; 为气压罐的容积系数, 隔膜式气压罐取 1 5 。 为保证消防系统的安全性, 节省工程造价, 当气 压罐设置在消防泵房时 , 气压罐 内的工作压力比宜取 0 8 5 ,当气压罐设置在消防水箱间时; 气压罐内的工 作压力比宜取 0 8 0 。 当计算出气压罐的调节容积小于 0 1 5 m , 应按 0 1 5 m 计算气压罐的总容积,满足 消 水规 第 5 3 4 条的规定。 2 稳压泵设计压力和消防主泵启动压力确定 消水规 规定高位消防水箱的设置应高于其所 服务的灭火设施, 且最低
6、有效水位应满足灭火设施最 弓 不利点处的静水压力。 一类高层公共建筑, 最不利点 处的静水压力不应低于 0 1 0 MP a ,当静水压力不能满 足要求时应设置稳压泵 。 从此规定可以看 出稳压泵的 目的是保证最不利点处的静水压力, 而不是满足最不 利点处消火栓充实水柱所需的压力和流量。 消防增 压稳压设备及安装( 9 8 S 2 0 5 )中稳压泵启停压力是 按满足最不利点处消火栓充实水柱所需的压力计算 的, 笔者认为稳压泵不能按图集直接选用, 其设计压 力应计算确定 , 并应保持系统最不利点处水灭火设施 在准工作状态时的静水压力大于 0 1 5 MP a 。 当没有消 防系统管 网漏损量数
7、据时, 稳压泵设计流量可按消防 给水系统设计流量的 1 一 3 计算。 I l I I *木 l 一 I I l I 位 术 1 一 肺 c - J X X X F 2 F 1 F l I I f 1 l :I I , r = T飞 r I T 厂 厂 0 I 图 3稳压泵设计压力的确定 ( 二 ) 当气压罐设置在消防水箱间时,见图2 。稳压泵 启动压力 0 1 5 M P a H, 为防止稳压泵误启动, 且 P , + 0 0 7 MP a ;稳压泵停泵压力 P, =P 1 0 8 ; 消防主泵启泵压力P= P 1 + + H 一 0 0 8 5 M P a 。 当气压罐设置在消防泵房时,
8、见图 3 。稳压泵启 动压力 P , H + 0 1 5 MP a ,为防止稳压泵误启动 ,且 P + 0 0 1 M P a ;稳压泵停泵压力P 2 = P 1 0 8 5 ; 消防主泵启泵压力P= P 一 0 0 8 5 M P a 。 3 消防水泵启停控制 对于消防水泵启动控制要求, 消水规和 高 层建筑民用建筑设计防火规范( G B 5 0 0 4 5 ) 有本质 的 区别 。高层 建筑 民用 建筑设 计 防火 规范 ( G B 5 0 0 4 5 ) 规定: 消防水泵由设置于消防箱内的按 钮直接启动。 在实际工程调试 中,由于消防管网系统 较大 , 尤其是区域消防共用消防泵房时 ,
9、经常出现消 防按钮无法及时启动消防水泵的情况, 因此 消水规 第 1 1 0 4 条的规定: 消防水泵应由消防水泵出水干管 上设置的压力开关、 高位消防水箱出水管上的流量开 关, 或报警阀压力开关等开关信号直接自动启动消防 水泵。 对于 消水规 第 1 1 0 4 条的规定, 笔者认为需 要分两种工况进行分析。 第一种情况: 当消防给水系 统设有高位消防水箱 , 其最低有效水位能满足灭火设 施最不利点处的静水压力 , 无需设置稳压泵。消防水 箱消防出水时 , 消防水泵出水干管压力开关处压力变 化, E 4 , , 该系统应优先由高位消防水箱出水管上的流 量开关直接启动消防水泵, 同时压力开关信
10、号作为报 警信号和第二启动消防水泵信号 ,以免贻误灭火战 机 。流量开关应具有 以下功能 :出水动作延迟 3 0 s 启 动消防水泵 , 流量不超过管网系统设计的漏损量时不 动作 ,管网漏损量可按消防给水系统设计流量 3 计 算 。 第二种情况 :当消防给水系统设有高位消防水 箱, 其最低有效水位不能满足灭火设施最不利点处的 静水压力 , 系统设有稳压泵。该系统应由消防水泵出 水干管上压力开关信号直接 自 动启动消防水泵, 高位 消防水箱出水管上的流量开关信号作为报警信号和 第二启动消防水泵信号。 消防主泵启动压力按本文上 节方法计算确定。 消防水泵不应设置自动停泵功能, 自 动关闭消防 水泵
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