對室內消火栓靜水壓力及穩(wěn)壓泵設計揚程的探討.doc

1、對室內消火栓靜水壓力及穩(wěn)壓泵設計揚程的探討摘要：目前在使用了穩(wěn)壓泵的消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)設計中，對靜水壓力說法及理解不一，使得消火栓系統(tǒng)豎向分區(qū)不合理，從而做法不統(tǒng)一。消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范 GB50974-2014雖然對靜水壓力 及穩(wěn)壓泵的設計值做出規(guī)定，但是由于每人的理解不一樣，導致設計 多樣化。文章通過對靜水壓力、穩(wěn)壓泵設計壓力、消防水泵壓力開關 的概念的闡述，并舉例分析靜水壓力、穩(wěn)壓泵及豎向分區(qū)的做法。關鍵詞：靜水壓力穩(wěn)壓泵自動啟動壓力開關流量開關1靜水壓力的概念及消火栓系統(tǒng)分區(qū)要求在設有增壓穩(wěn)壓設備的室內消火栓系統(tǒng)設計中，關于室內消火栓豎向分區(qū)有兩種不同的做法。一種做法認為靜水壓力不

2、含穩(wěn)壓泵的揚 程，僅僅是消防水箱的最高水位與最低室內消火栓的高差。另一種做法認為靜水壓力含穩(wěn)壓泵的揚程。消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范 GB50974-2014 （以下簡稱消規(guī)）第 條名詞解釋，靜水壓 力：消防給水系統(tǒng)管網(wǎng)內水在靜止時管道某一點的壓力，簡稱靜壓。消規(guī)第533條第3款：穩(wěn)壓泵的設計壓力應保存系統(tǒng)最不利處 水滅火設施在準工作狀態(tài)時的靜水壓力應大于0.15Mpa,也就是說穩(wěn)壓泵壓力算靜壓。消規(guī)第條，消火栓系統(tǒng)靜水壓力大于1.0Mpa，需要分區(qū)。查閱第二版建筑給排水設計手冊第 517頁“消火栓系統(tǒng)分區(qū)時，若為穩(wěn)高壓系統(tǒng)，靜水壓力應考慮系統(tǒng)持壓”綜上所述，當采用穩(wěn)壓泵時，靜水壓力含穩(wěn)壓泵壓

3、力。通常所說 的增壓穩(wěn)壓，增加的應該就是靜壓。2穩(wěn)壓泵的設計要求既然穩(wěn)壓泵的壓力算靜水壓力，那么穩(wěn)壓泵揚程的選擇就尤其重 要，揚程選大了，會導致不必要的消火栓系統(tǒng)豎向分區(qū)，增加管網(wǎng)造 價，選小了不能滿足其系統(tǒng)充水和啟泵功能的要求。當穩(wěn)壓泵設置在屋頂時，靜壓等于消防水箱最高水位加穩(wěn)壓泵揚程，當穩(wěn)壓泵設置在地下室泵房內時，靜壓等于穩(wěn)壓泵的揚程。消規(guī)第533條第1款：穩(wěn)壓泵的設計壓力應滿足系統(tǒng)自動啟動和管網(wǎng)充滿水的要求。第2款：穩(wěn)壓泵的設計壓力應保持系統(tǒng)自動啟泵壓力設置點處的壓力在 準工作狀態(tài)時大于系統(tǒng)設置自動啟泵壓力值，且增加值宜為0.07O.IOMpa。第3款：穩(wěn)壓泵的設計壓力應保持系統(tǒng)最不利處

4、水滅火設 施在準工作狀態(tài)時的靜水壓力應大于 0.15Mpa。第1款為強條，是對 穩(wěn)壓泵設計壓力的一個基本要求。 第2款、第3款是對第1款的具體 實施，第2款要求滿足消火栓泵自動啟動，第3款滿足最不利點靜水 壓力，可以保證管網(wǎng)平時充滿水。增壓穩(wěn)壓設備工作原理：氣壓罐壓 力過低時，穩(wěn)壓泵啟動，達到一定值的時候，穩(wěn)壓泵停泵，使管網(wǎng)始 終滿足該靜壓要求，從而保證管網(wǎng)充滿水。以上有兩個關鍵點，一是穩(wěn)壓泵設計壓力大于消火栓泵出口壓力 開關自動啟泵壓力值0.07- O.IOMpa,二是穩(wěn)壓泵的設計壓力應保持 系統(tǒng)最不利處水滅火設施在準工作狀態(tài)時的靜水壓力應大于0.15Mpa,第二點很容易理解，也很容易實現(xiàn)。

5、下面我們來看一下如 何理解第一點。3消火栓系統(tǒng)自動啟動及壓力開關設置消規(guī)規(guī)定消防水泵應能手動啟停和自動啟動， 濕式消火栓系統(tǒng)自動啟泵流程圖如下：系統(tǒng)運行原理：平時（非火災時）當管網(wǎng)系統(tǒng)壓力下降至某一設 定值時，增壓穩(wěn)壓泵啟動，對管網(wǎng)進行補壓，達到某一設定值時，增 壓泵自動停泵?；馂陌l(fā)生時，考慮消火栓開啟噴水的情況，先是增壓 泵啟動，由于一支水槍的用水量 5L/S大于增壓泵的供水量（新規(guī)范 是設計流量的1%-3%），系統(tǒng)壓力會繼續(xù)下降，低至壓力開關的設 定值時消防主泵啟動。消規(guī)還采取了雙保險，水箱出水的流量大 于某一設定值時，流量開關也能啟動消防主泵。（流量開關與穩(wěn)壓泵 揚程選定關系不大，不作深

6、入探討。）火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范 GB50116-2013第431條，室內 消火栓聯(lián)動控制方式，應由消火栓系統(tǒng)出水干管上設置的壓力開關、 高位消防水箱出水管上設置的流量開關或報警閥壓力開關等信號作 為觸發(fā)信號，直接控制啟動消火栓泵。火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范 圖示第28頁，濕式消火栓系統(tǒng)，系統(tǒng)內出水干管上的壓力開關、高 位消防水箱出水管上的流量開關的設置值由給排水專業(yè)確定。由于壓力開關設定值影響穩(wěn)壓泵揚程的選定， 從而影響消火栓系 統(tǒng)的豎向分區(qū)。我們來認識一下何為壓力開關，壓力開關是一種簡單 的壓力控制裝置，當被測壓力達到額定值時，壓力開關可發(fā)出警報或 控制信號。壓力開關的工作原理：當被測壓力

7、超過額定壓力值時，彈 性的只有短產(chǎn)生位移，直接經(jīng)過比較后拖動開關元件，改變開關元件 的通斷狀態(tài)，達到控制被測壓力的目的。規(guī)范要求設計壓力開關，控 制消防水泵啟動，但是并沒有說明如何設置壓力開關的壓力值，查閱了大量相關資料，也沒有得出如何設置壓力開關。我們可以反過來理 解，壓力開關設定值可以是人為設定的合理的一個數(shù)值，它既要大于水箱最高的水位值，也要低于穩(wěn)壓泵設定值0.07-0.10Mpa。這樣理解比較抽象，下面通過案例來分析。4案例分析關于消火栓主泵自動啟動壓力值有兩種理解，第一種理解：主泵啟動壓力等于主泵揚程，這種情況下，根據(jù)消規(guī)第 條第2款，穩(wěn)壓泵穩(wěn)壓泵的設計壓力比主泵啟動大壓力7-10米

8、，也就是比主泵揚程高7-10米。蕪湖市某小區(qū)，小區(qū)最高樓 21層，21層屋面標高66.3米，21 層樓面標高63.4米，地下室-5.2米，該樓為一類綜合樓，按消規(guī) 第條，第1款，該建筑屋頂水箱需要滿足最不利點消火栓靜水 壓力0.10Mpa，由于該建筑所建設的位置航空限高，水箱不能架的太 高，只能放在21層屋面，其最低水位為67.3m,最高水位69.0m,故 需要設置增壓穩(wěn)壓設施，設在消防泵房內。該建筑主泵揚程 H=63.4+5.2+35 （水槍出口壓力）+14 （水損）=117.6,可選用 120m 的水泵，如果主泵啟動壓力等于主泵揚程，那么穩(wěn)壓泵的揚程為127 130m，貝S該消火栓系統(tǒng)的靜

9、水壓力大于1.0Mpa,該消火栓系統(tǒng)豎向需要分區(qū)，且最不利點的靜水壓力130-63.4-5.3=61.4m50m,系統(tǒng)最 不利點處壓力長期處于高壓狀態(tài)，消火栓剛打開時，由于靜壓過大， 消防隊員不一定能抱住水槍。第二種理解：穩(wěn)壓泵的設計壓力應保持系統(tǒng)最不利處水滅火設施 在準工作狀態(tài)時的靜水壓力應大于 0.15Mpa,根據(jù)該條選擇穩(wěn)壓泵揚 程，穩(wěn)壓泵揚程選定后，反過來設置主泵啟泵壓力值。同樣采取上述案例，水箱最高水位于最低點消火栓高差為：69-（-5.2） -1.仁75.3，消火栓水泵出口壓力開關設定值應大于75.3m,否則位水箱的水流完，壓力開關也不動作，這樣無法實現(xiàn)消防水泵自 動啟動。而穩(wěn)壓泵

10、的揚程，其設置的最低值，應滿足最不利點靜水壓 力0.15Mpa，則穩(wěn)壓泵的揚程：h=63.4+5.2+15=83.60m 而穩(wěn)壓泵的設計壓力應保持系統(tǒng)自動啟泵壓力設置點處的壓力在準工作狀態(tài)時大于系統(tǒng)設置自動啟泵壓力值，且增加值宜為0.07O.IOMpa。按穩(wěn)壓泵來反算壓力開關設定值為 0.7360.776MPA，前面分析了壓力開 關最小值為0.753MPA。為保險起見，可適當增加穩(wěn)壓泵揚程，選用 90m的穩(wěn)壓泵，其靜水壓力小于 1.0Mpa,消火栓系統(tǒng)豎向不分區(qū)。 消火栓主泵啟動壓力可設置為：P=0.8Mpa也就是主泵啟動壓力并不 等于主泵的揚程。關于這一條，第二版建筑給排水設計手冊第 521頁, 能找到依據(jù)，消火栓主泵啟動壓力小于等于主泵揚程。綜上所述，按第一種理解設置，該系統(tǒng)可以正常運行，但是管網(wǎng) 壓力過高，甚至最不利點處水靜壓都超過0.5MPa,故設計不合理。按第二種理解設置，系統(tǒng)也是可以正常運行的，且更符合 GB50974-2014第條條文解釋：穩(wěn)壓泵壓力過高，整個管網(wǎng)壓力 等級咼，帶來造價咼。5結論消火栓系統(tǒng)的靜水壓力，應含增壓穩(wěn)壓泵壓力，在設置有在增壓 穩(wěn)壓泵的消火栓系統(tǒng)中，為了減少工程造價，節(jié)約成本，消火栓增壓 泵揚程，在滿足GB50974-201