消防系统中增压稳压设备的工作机理.pdf

浙江建筑,第28卷,第8期,2011年8月
Zhejiang Construction, Vol 28, No8, Aug 2011
消防系统中增压稳压设备的工作机理
The Working Mechanism of the Pressure Increasing and
Stabilizing Equipment in Fire-extinguishing System
余志锋,杨爱明,程建华
YU Zhi-feng, YANG Ai-ming, CHENG Jian-hua
宁波大学建筑设计研究院,渐江.宁波315021)
摘要:分析了增压稳压设备在消防系统中的运行机理,从理论上验证了规范中对高层建筑要求设置增压稳炷设备而多层建
筑不做要求的合理性,并提出了多层建筑临时高压消防给水系统顶层流绿不足的解决方案。
关键词:增压秾压设备;管网阻力特性系数;特性曲线;性能曲线
中图分类号:'TU9761,5
文献标识码:B
文章编号:1008-3707(2011)08-0057-03
在《高层民用建筑设计防火规范(GB50045-95)》有渗漏等泄压情况,控制稳压水泵不断补水稳压,反
(以下简称《高规》)中明确提出,当高位消防水箱不复运行,一旦有火情,管道系统大量缺水,造成管网
能满足最不利消火栓静压要求时,应该设置增压稳压压力下降,至消防泵起泵压力时,立即启动消防泵,
设备。而在《建筑设计防火规范(GB50016-2006)》消防泵启动后,稳压泵自动停止,直至消防泵停止运
(以下简称《低规》)中对多层建筑是否设置增压稳转,手动恢复以上控制功能
压设备的要求却非常模糊。一方面,在《低规》
8.4.3条中对水枪充实水柱提出了不小于7m的要
肖防水箱
)乐稳压设备
求;另一方面,对于临时高压给水系统,当水压不能
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满足顶层消火栓充实水柱要求时具体做法又不明
确。在实际设计过程中,遇到多层建筑顶层消火栓
静压不能达到0、07MPa时,很多工程师还是会参照
高规增加增压稳压设备,并且在施工图审查或消防
审査时经常也会要求这么做。本文的论述解答了规
范中为什么对多层建筑消火栓系统增压稳压设备不
做明确的要求,以及在多层建筑中设置与高层建筑
相同的増压稳压设备是否能达到满足顶层消火栓静
圧0.07MPa的疑问。
1高层建筑中增压稳压设备工作原理
图1是高层建筑中消火栓系统原理图。在国家
消防水池
标准图集《消防增压稳压设备选用与安装(98S205)》
总说明中对其控制系统的要求是:平时管道系统如
图1消火栓系统原理图
收稿日期:2011-04-01
作者简介:余志锋(1979一),男,湖北麻城人,工程师,从事暖通、给排水设计工作
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浙江建筑
2011年第28卷
从以上这段说明中可以看出,高层建筑设置消
防增压稳压设备仅仅只是在平时管网有泄漏而压力
增压稳压设备
消防水箱
下降或在火灾发生至消防水泵启动(按说明的要求
嘗段1:S1,Q1
保证的时间是308)这段时间内运行。在消火栓正
常使用时,它并不起保证消火栓栓口压力的作用。
2没有消防水泵时增压稳压设备的运
顶层消火栓
行机理
管段2:S2,Q2
管段3:S3,23
如果消火栓泵在消火栓使用30s后还未启动
或者在多层建筑中未设置消防水泵而设置了增压稳
压设备,其增压设备的运行情况只能通过管网的特
性曲线和增压水泵的性能曲线联合解答。
2.1管道阻力特性
图2消防系统图
流体的压力损失与管道阻力特性系数及流量的
关系为:
2.2系统运行机理
△P=SQ
(1)对于图2的消防系统,当顶层消火栓刚被
式(1)中:ムP一管网计算管段压力降(Pa);
开启时,此时增压水泵未开启,管路1止回阀关闭,
Q一管网计算管段流量(m'/h)
相当于管路2和管路3串联,此时,根据式(1)得管
一管网阻力特性系数[Pa/(m/h)]。
段2、3的管道阻力特性系数及流量的关系式为
时于消火栓管网,
Pg x5=(S2+$)Q2
S=6.88×10x(l+)p
将S2,S3代人入此关系式得Q3=9.6m/h=2.67L/s
(2
此时,栓口流量及充实水柱不能满足设计要求。
式(2)中:d一管段内径(m);
(2)当管网压力降低至设定起泵压力时,增压
l一管段长度(m);
泵启动,此时,假设管段2止回阀未关闭,即ん点压
a一管段局部阻力当量长度(m)
力ん<5m,根据式(1),可以列出管网特性方程,
k一管道的当量绝对粗糙度(m),对消防
管段1
pg(5+h-h)=S, @i
(3
管道取k=0.0005m;
管段2:pg(5-h)=S2Q2
(4
p一流体密度,水取=1000m'/h。
管段3
gh =S, (Q+@2)
对于具体的消防系统,管网阻力特性系数S是
将S1,S2,S3代入式(3)、(4)、(5),结合增压水
确定的数值。图2是某设置了增压稳压设备的消泵性能曲线H=f(Q1)就可以确定消火栓出口流量
火栓系统图(同时开启两个消火栓,对顶层消火栓和压力以及增压水泵的流量和扬程。我们可以直接
系统进行了简化)。査阅相关的水利计算资料可以对Q3=Q1+Q2进行取值,代入式(3)、(4)、(5)分
得到1-4+la=3m;L2=2+la=20m;I3=、别计算出h,2,Q1,H,剔除明显违背事实的数值
+la=(DN100)5m。代入式(2)得:
(例如负值),计算结果见表1。
S1=6.88×10-90.000502
0.03513×35×1000=2513
表1管网特性方程计算表
S2=6.88xlの~90.000502x
Q3=Q1+2の1=Q3-2水泵扬一
0.1525×20x1000=3.65
h/m Q2/(m/h)
(m3/h)
程H/m
9.1
0.5
0.0
0.0005
3=6.88×10
0.1525×5x1000=0.915。
9.640
25m长DN65的水龙带及19mm水枪的阻力特
在国家标准图集《消防增压稳压设备选用与安装
性系数S=438+634=1072。两根并联S3'=(98205)》)中,消防增乐稳压设备所选用的增压水泵
1/2Ss=536。得S3=S3'+S3=537。
型号为25LGW3-10x4,其性能曲线以及根据表1绘