浅谈高层民用建筑消防给水系统增压设施的设置

　　摘要：临时高压给水方式在我国建筑消防给水系统中运用的及其广泛和普遍。为解决消防主泵无法在火灾初期第一时间及时启动给系统管网补充压力的问题，人们一般会利用高位消防水箱供给火灾初期的消防用水。而高位消防水箱由于受建筑造型和结构的限制，无法满足系统全区域管网的压力和流量的要求，故采取了相应措施对系统进行增压和稳压。本文中，笔者假定有一栋一类高层公共建筑，按规范要求设置了室内消火栓系统和自动喷水灭火系统，针对其稳压设施的设置进行思考和讨论。
　　关键词：消防给水，稳压（增压），气压给水装置
　　
　　关于采用稳压泵、气压给水装置配合高位消防水箱增压，是由《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）提出的：增压泵的出水量，对消火栓系统不应大于5L/S；对于自动灭火系统不应大于1L/S（第7.4.8.1条）；气压给水罐的调节水容量宜为450L（第7.4.8.2条）。其目的是解决高层民用建筑中高位消防水箱难以满足室内消火栓系统及自动喷水灭火系统中最不利点所需工作压力的问题。高位消防水箱作为临时高压消防给水系统的重要组成部分，主要作用是提供火灾初期时、消防主泵尚未启动前的系统管网的流量及压力，可以采用以下方式向系统供水。一是可以单独向系统供水：此时，由于室内消火栓压力一般为0.20MPa，自动喷水灭火系统喷头处工作压力一般为0.10MPa、最不利点处允许降至0.05MPa，故要求高位水箱必须比顶层的室内消火栓高出20米以上。如此将会给建筑造型和结构处理带来很大困难，所以这种方法一般不可行。为解决这一难题，人们通常采用稳压泵或气压给水装置作为增压设施，配合高位水箱向系统供水。
　　一、 火灾初期增压设施的作用及系统压力、流量计算
　　一栋高90米的一类高层公共建筑，设计了室内消火栓系统、自动喷淋系统及一座有效容量为18m3高位水箱。为保障火灾初期室内消防给水的需要，将选择在屋顶对消防给水系统进行增压。由于火灾发生时，消防主泵无法及时启动，其消防用水量全部由高位水箱供给，消防水量由2只口径19mm的水枪及5只标准喷头的流量确定。
　　室内消火栓系统：《高层民用建筑设计防火规范》中规定，对于建筑物高度不超过100m的高层建筑，消火栓的充实水柱不应小于10m，且每只水枪的最小流量为5L/S。查《建筑给水排水设计手册》可知，当采用19mm水枪保证最小流量为5L/S时，充实水柱为11.8m，满足规范要求。
　　自动喷水灭火系统：根据《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）的规定，民用建筑中喷头的工作压力不应低于0.10MPa，同时系统最不利点处喷头的工作压力允许降至0.05MPa。当仅需满足最不利点处喷头工作压力的要求时，喷头的流量Q=80*（10P）1/2=0.95L/S;当要满足喷头工作压力时动作喷头的流量Q=80*（10P）1/2=1.34L/S。
　　《自动喷水灭火系统设计规范》在条文解释第5.0.1条同时指出：“……降低最不利点喷头工作压力而产生的问题，通过其他途径解决。”所以笔者认为，增压设施的设置正是为了避免人为降低最不利点喷头工作带来问题，设计和施工中还是应该按喷头正常的工作压力来实施。
　　二、临时高压消防给水系统稳压（增压）装置的选择
　　1.仅稳压泵配合高位水箱进行稳压：稳压泵从高位水箱取水升压后，输向系统，稳压泵停运或检修时，高位水箱向系统供水稳压。
　　稳压泵对消火栓系统稳压时，其流量不应大于5L/S，以便通过稳压系统设置的压力检测元件及时发出启动消防主泵的指令；对自动喷淋系统稳压时，其流量不应大于1L/S即最不利点处喷头的流量，也是为及时启动消防主泵考虑。
　　2.气压给水装置配合高位水箱进行稳压：高位水箱与气压给水设备共同负担向系统的稳压增压任务。气压给水设备仅向系统补充少量水量以维持系统所需工作压力为目的，所以应选用小流量高扬程的稳压泵（当气压罐设置在系统底部时，则应选用小流量低扬程的稳压泵）。
　　气压罐的调节容积按2只口径19mm的水枪及5只标准喷头作用30秒的用水量计算。当对消火栓系统增压时，气压罐的调节容积V=2*5*30=300L；当对自动喷淋系统增压时，气压罐应考虑动作喷头的压力要求，其调节容积应为V=5*1.34*30=200L；当合用时气压罐的调节容积应为500L。
　　三、选择稳压泵、气压给水装置应注意事项
　　1.稳压泵独立配合高位水箱时，应分别安装的两个系统中，并同时配置备用泵，以满足当稳压泵故障时高位水箱无法保障系统全区域的流量和压力的要求。同时，稳压泵的供电应按一级负荷要求供电。
　　2.气压给水装置配合高位水箱时，稳压泵仅直接给气压罐补水。由于气压罐的存在，稳压泵工作与否不影响气压给水装置为系统稳压的效果，故稳压泵的供电可按一般电源配置。应严格设定气压罐的以下压力参数：①根据喷头工作压力设定气压罐最低工作压力②消防主泵启泵压力③稳压泵启泵压力④稳压泵停泵压力。气压罐应沿出水方向设置止回阀，防止主泵启动后系统中的水进入罐内。
　　参考文献：
　　[1]《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）
　　[2]《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001）
　　[3]《建筑给水排水设计手册》
　　[4]李念慈,张明灿,万月明.建筑消防工程技术[M].

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