消防给水系统流量开关和压力开关设置探讨_周世兵.pdf
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1、工程建设Engineering Construction第 55 卷第 2 期2023 年 2 月收稿日期:2022 03 21作者简介:周世兵(1984),男,工程师,从事建筑给水排水设计及技术管理。消防给水系统流量开关和压力开关设置探讨周世兵(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海 200092)摘要:消防水泵由压力开关、流量开关的开关信号直接自动启动,因此研究压力开关、流量开关的设置尤为重要。本文对消防给水系统的流量开关和压力开关的设置位置、启动值计算、启动顺序等进行探讨,选取的设置位置能准确及时地反馈启动信号,启动值的计算方法应用简便,选取的启动值兼顾避免误启动的同时,又能在火灾
2、时及时启动消防水泵,以期可为不同工况下流量开关和压力开关的设置提供参考。关键词:消防给水系统;流量开关;压力开关;启动值;启动顺序中图分类号:TU892文献标识码:A文章编号:1673 8993(2023)02 0056 05doi:10.13402/j.gcjs.2023.02.023Discussion on setting of flow switch and pressureswitch of fire water supply systemZHOU Shibing(Tongji Architectural Design(Group)Co.,Ltd.,Shanghai 200092,C
3、hina)Abstract:The fire pump is directly and automatically started by the switch signal of pressure switch and flow switch,so it is particularly important to study the setting of pressure switch and flow switch.In this paper,the setting position,starting value calculation and starting sequence of the
4、 flow switch and pressure switch of the fire water supply systemare discussed,the selected setting position can accurately and timely feedback the start signal,and the calculationmethod of the start value is easy to apply.The selected starting value can avoid false start at the same time,and cantime
5、ly start the fire pump in case of fire,so as to provide references for the setting of flow switch and pressure switchunder different working conditions.Key words:fire water supply system;flow switch;pressure switch;starting value;boot sequence消防给水及消火栓系统技术规范(GB509742014)1(以下简称“消水规”)及 自动喷水灭火设计规范(GB 50
6、0842017)2(以下简称“喷规”)中对消防给水系统的压力开关和流量开关等开关信号自动启动消防水泵作了原则性的要求。近年来,已有不少学者对此进行了研究。朱柏荣3 对流量开关在不同工况下的启动值进行了计算,并建议了相应设定值的取值区间。刘宇峥4 对压力开关和流量开关的设置位置及启动值进行了分析和建议。陈民等5 对流量开关和压力开关的启动顺序进行了分析。赵世明6 对临时高压消防系统、高压消防系统、市政压力稳压的室外消防系统的流量开关和压力开关的设置进行了分析,并提出了设计中尤为需要关注的消防隐患。在现有的研究基础上,本文依据不同工况下的临时高压消防给水系统的自动启动理论共性,对其流量开关和压力开
7、关的设置位置、启动值计算、启动顺序等进行综合分析,寻求较为简便的设置依据和计算方法,以期可为不同工况下流量开关和压力开关的设置提供参考。652023 年第 2 期周世兵:消防给水系统流量开关和压力开关设置探讨1流量开关设置1.1流量开关位置依据流量开关的工作原理及其在消防系统启动控制中的作用,对于流量开关位置的设置,应能检测到在初期灭火时消防系统所需的全部消防流量7。消防给水及消火栓系统技术规范图示(15S909)8(以下简称“消水规图示”)对流量开关的设置位置进行了更正,如图 1 所示。流量开关设置在稳压泵组或高位水箱的出水总管上,不仅能检测初期灭火的消防水量,还缩短了流量开关的动作时间,更
8、有利于消防系统及时扑灭火灾。图 1流量开关设置位置示意1.2流量开关启动值“消水规”和“喷规”对流量开关启动值未明确规定。流量开关启动值须有一定取值范围,如设置过小,在补充管网漏损时容易误启动,设置过大又会导致主泵启动不及时进而错失灭火时机。因此,流量开关的启动流量下限值应不小于管网漏损值,上限值不大于初期灭火时消防系统所需的最低消防流量。管网漏损值是一个不确定值,无法精确计算,可按“消水规”以消防给水设计流量的 1%3%取值,且取值不小于 1 L/s。作为流量开关启动流量取值下限,管网漏损可取最小值 1 L/s。火灾初期,各消防系统所需的最低消防流量,以最少开启一只消火栓或一只喷头在准工作状
9、态下的出流量,且应选择流量最小的最不利点处。最不利点的消防流量,与该点处在准工作状态下的压力、消火栓配置、喷头规格参数等相关。消火栓系统栓口压力和水枪喷嘴出流量计算公式如下9。Hxh=hd+Hq+Hsk=AdLdq2xh+q2xhB+Hsk(1)qxh=Hxh Hsk1B+AdLd(2)式中:Hxh为消火栓栓口的水压,m;Hd为消防水带的水头损失,m;Ad为水带的比阻,对于口径 65 mm 的衬胶水带,Ad取值为 0.001 72;Ld为水带长度(m),规格为 25 m;qxh为水枪喷嘴射出流量,L/s;B 为水枪水流特性系数,常用水枪喷嘴口径的 B 取值如表 1 所示;Hsk为消火栓栓口水头
10、损失,取值为 2 m。表 1水枪水流特性系数喷嘴直径/mmB 值130.346160.793191.577对于 Hxh的最小值取值,高位水箱稳压时可按“消水规”第 5.2.2 条取值,稳压泵稳压时可按“消水规”第 5.3.3 条取值,计算结果如表2 所示。其中,针对建筑高度21 m h27 m的住宅建筑,消火栓设计流量可为 2.5 L/s,宜配置当量喷嘴直径为 11 mm 或 13 mm 的消防水枪,高位水箱稳压时最不利点的净水压力不小于 0.07 MPa,计算结果均在表 2 中列出。喷淋系统喷头出流量,根据“喷规”第9.1.1 条公式计算:q=K10P(3)式中:q 为喷头流量,L/min;
11、P 为喷头工作压力,MPa;K 为喷头流量系数。其中,K 值根据喷头的公称直径选取,并对公式两侧的单位进行转换。喷淋系统最不利点在准工作状态下的最小压力,“消水规”第 5.2.2 条为 0.10 MPa,“喷规”第 5.0.1 条为 0.05 MPa,计算时取值为0.10 MPa。K 值根据“喷规”第 6.1.1 条不同75工程建设第 55 卷第 2 期配置场所进行取值,取常用的 80、115 进行计算,便于参考,计算结果如表 3 所示。表 2消火栓系统最不利点消防流量计算稳压措施栓口压力/m水带比阻水带长度/m水流特性系数栓口水头损失/m水枪喷嘴出流量/(L s1)高位水箱70.001 72
12、250.34621.3170.001 72250.79321.9670.001 72251.57722.72100.001 72251.57723.44150.001 72251.57724.38稳压泵组150.001 72250.34622.11150.001 72250.79323.16150.001 72251.57724.38表 3喷淋系统最不利点消防流量计算稳压措施最不利点最小压力/MPa流量系数喷头流量/(L s1)高位水箱0.10801.330.101151.92稳压泵组0.15801.630.151152.35为了弥补管网漏损时不被误启动,且在火灾时能够及时启动消防泵,流量开关
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