高層建筑消防穩(wěn)壓系統(tǒng)

高層建筑消防穩(wěn)壓設(shè)備選用設(shè)計改進
   肖霞
（上海申弘閥門有限公司，上海201718）
   摘要分析了隔膜式氣壓罐上置式與下置式的工作特點與差異，結(jié)合適應(yīng)消防要求的穩(wěn)壓型不銹鋼多級離心泵應(yīng)用技術(shù)，提出了消防穩(wěn)壓設(shè)備選用設(shè)計改進的經(jīng)驗。關(guān)鍵詞消防穩(wěn)壓設(shè)備隔膜式氣壓罐上置式下置式穩(wěn)壓型不銹鋼多級離心泵選用設(shè)計改進。

     國家標準圖集《消防增壓設(shè)備選用與安裝（隔膜式氣壓罐）》[1]（98s205，以下簡稱“圖集”）針對《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》[2]（GB 50045—95，2005年，以下簡稱“高規(guī)”）7．4．8．2正文籠統(tǒng)地規(guī)定“氣壓水罐的調(diào)節(jié)水容量宜為450 L”并對照條文說明副文“調(diào)節(jié)水容量為兩支水槍和5只噴頭～30 s的用水量即2×5×30+5×1×30=450（L）”的啟示，從設(shè)備穩(wěn)壓運行角度出發(fā)，分清不同用途，把僅用于消火栓給水系統(tǒng)（以下簡稱“消火栓系統(tǒng)”）的氣壓罐儲水容積（“高規(guī)”稱調(diào)節(jié)水容量，用h表示）設(shè)定為～300 L，僅用于自動噴水滅火系統(tǒng)（以下簡稱自噴系統(tǒng)）的壇～150 L，而共同用于消火栓及自噴雙系統(tǒng)（以下簡稱“共用雙系統(tǒng)’’）的U～450 L，采用XBD系列25LGw消防給水穩(wěn)壓泵，編制了上置式（水箱和穩(wěn)壓設(shè)備均布置在建筑頂層之上一層）和下置式（穩(wěn)壓設(shè)備布置在地下室且穩(wěn)壓泵吸水水源為地下水池）共42種規(guī)格，供設(shè)計人員靈活選用。5年以來眾多高層建筑在高位消防水箱設(shè)置高度滿足不了消防給水系統(tǒng)不利點靜水壓力條件下，達到平時維持設(shè)定小流量穩(wěn)壓呈臨戰(zhàn)狀態(tài)安全運行和節(jié)約能源的目的。

消防給水系統(tǒng)減壓閥管徑的確定

　　　建筑內(nèi)部給水管道水力計算的目的是求定各計算管段設(shè)計秒流量后，正確求定各管段的管徑、水壓損失，決定建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)所需的水壓。在求得管網(wǎng)中各設(shè)計管段的設(shè)計流量后，根據(jù)水力學(xué)中流量公式可知，只需選定了設(shè)計流速，便可求得管徑D。
　　　1、生活或生產(chǎn)給水管道內(nèi)的水流速度，不宜大于2.0m/s，干管流速一般采用1.2~2.0m/s。當有防噪音要求，且管徑小于或等于250㎜時，生活給水管道內(nèi)的水流速度可采用0.8~1.2m/s。連接衛(wèi)生器具的支管為0.36~1.2m/s；干管、立管及橫管1.0~1.8m/s。
　　　2、消火栓滅火系統(tǒng)的水流速度不宜大于2.5m/s。
　　　3、自動噴水滅火系統(tǒng)的水流速度不宜大于5.0m/s。
　　　4、不允許斷水的給水管網(wǎng)，如從幾條引入管供水時，應(yīng)假定其中有一條被關(guān)閉修理，其余引入管應(yīng)按供給全部用水量進行計算；對于允許斷水的給水管網(wǎng)，引入管應(yīng)按同時使用計算。
　　　5、引入管的管徑，不宜小于20㎜。
　　　防止管內(nèi)液體流速過大，以免產(chǎn)生噪音。

 消防給水系統(tǒng)減壓閥管道壓力損失計算

　　　1、管道沿程壓力損失計算
　　　2、管道局部壓力損失
　　　局部水壓損失一般不按公式進行詳細計算，而是按沿程水壓損失的百分數(shù)確定：生活給水管道取25-30%；生活給水管道、生活-消防給水管道、生產(chǎn)-生產(chǎn)-消防給水管道取20%；消火栓系統(tǒng)消防給水管道取10%；生產(chǎn)-消防給水管道取15%。

 消防給水系統(tǒng)減壓閥水力計算的方法和步驟

　　　下行上給式
　　　不利配水點一般為距引入管起端遠高，要求的流出壓力大的配水點。
　　　設(shè)有水箱和水泵的給水系統(tǒng)，應(yīng)計算水箱的容積；計算從水箱出口至不利配水點間的壓力損失值，以確定水箱的安裝高度；計算從引入管起端至水箱進口間所需壓力來校核水泵壓力。

 消防給水系統(tǒng)減壓閥主要技術(shù)參數(shù)和性能指標： 

公稱壓力（Mpa）	1.0	1.6	2.5
殼體試驗壓力（Mpa）*	1.5	2.4	3.75
密封試驗壓力（Mpa）	1.0	1.6	2.5
高進口壓力（Mpa）	1.0	1.6	2.5
出口壓力范圍（Mpa）	0.2-0.8	0.2-1.0	0.4-1.6
壓力特性偏差（Mpa）△P2P	GB12244-1989
流量特性偏差（Mpa）P2G	GB12244-1989
滲漏量	0
工作溫度	0℃-80℃

*：殼體試驗不包括膜片、閥蓋

 消防給水系統(tǒng)減壓閥流量系數(shù)（Cv）：

 

DN	15	20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300	350	400	500
Cv	1	2.5	4	6.5	9	16	25	36	64	100	140	250	400	570	780	1020	1500

 

 消防給水系統(tǒng)減壓閥主要零件材料： 

零件名稱	零件材料
閥體 閥蓋 底蓋	WCB
閥座	2Cr13
閥瓣	2Cr13
閥桿	2Cr13
缸套	2Cr13/25（鍍硬鉻）
活塞	2Cr13
O型圈	丁橡膠
密封圈	丁橡膠
膜片	夾織物丁橡膠
調(diào)節(jié)彈簧	60Si2Mn

3.1.9  給水減壓閥的型式和外形尺寸詳見附錄A。

       但是“圖集”6～7頁立式增壓穩(wěn)壓設(shè)備技術(shù)特性表中，作為氣壓罐設(shè)計[3]的緩沖水容積（用％P表示，穩(wěn)壓水容積則用Vs表示，30～65 L=P<）未予列出和工作壓力比只有％一項計算不夠全面值得補充。為改善穩(wěn)壓設(shè)備運行工況和優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，以下圍繞氣壓罐和穩(wěn)壓泵選型開探討。
1穩(wěn)壓設(shè)備計算簡化查《建筑給水排水設(shè)計手冊（第2冊）》[4]（以下簡稱“2冊”）102～104頁圖2—53計算簡圖的內(nèi)容，依據(jù)“圖集”符號，可建立按照圖1簡化的隔膜式氣壓罐計算公式如下：