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1、学 海 无 涯 消防稳压罐 又名 消防气压罐 用于顶层消防给水的增压也是设计常用的一种增压设施 气压 罐的主要作用是提供足够的消防水压 而贮存少量的消防用水 室内 10min 的消防水量仍 然贮存在屋顶水箱中 因此 消防气压罐的容积较小 这是与其它气压给水系统的不同之处 一 消防稳压 气压 罐的工作原理 消防气压罐的消防水总容积分为 3 个部分 即消防贮水容积 调节容积 缓冲水容积 和稳压水容积 如图 1 所示 系统平时的压力由稳压泵提供 当压力升高 达到稳压水容积的高水位时 稳压泵自动停止 运行 当压力降低 达到稳压水容积的低水位时 稳压泵自动开启 将稳压水容积提升到最 高水位 如此循环以保
2、持系统的高压状态 当发生火灾时 随着消火栓的投入使用 系统压力开始下降 当降至消防贮水容积的最低水 位时 停止稳压泵 自动开启消防泵灭火 二 消防稳压 气压 罐的设计计算 气压罐增压系统的设计计算内容主要有两个部分 即气压罐总容积的计算和每个压力控 制点压力值的计算 总容积的计算确定所选压力罐的大小 压力的计算确定稳压泵的启 停范围以及开启消防泵 的压力值 1 气压罐的总容积 V 气压罐的总容积一般按公式 V VX 1 b 计算 式中 V 为气压罐的总容积 m3 VX 为消防水总容积等于消防贮水容积 缓冲水容积 和稳压水容积之和 为气压罐的容积系数 卧式 立式 隔膜式气压罐的容积系数分别为 1
3、 25 1 10 和 1 05 b 为气压罐最低工作压力和最高工作压力之比 以绝对压力计 一般 宜采用 0 65 0 85 消防贮水总容积 VX 设置气压罐的目的是为了保证火灾发生初期消防泵没有启动之 前消火栓和喷头所需的水压 这段时间约为 30s 对于消火栓给水系统 按同时使用 2 支水 枪 每支水枪流量 5 L s 计 消防贮水容积为 2 5 30 300L 对于自动喷水灭火系统 按 5 个喷头同时开启 每个喷头以 1 L s 计 消防贮水容积为 5 1 30 150L 当 2 个系统共用气 压罐时 消防贮水总容积为 300 150 450L 缓冲水容积 V1 一般不小于 20L 稳压水容
4、积 V2 一般不小于 50L 2 压力控制点压力值的计算 气压罐设 4 个压力控制点 如图 2 所示 其中 P1 为气压罐最低工作压力点或气压罐 充气压力 即消防贮水容积的下限水位压力 等于最不利点消火栓所需的水压 Hmin 其计 算方法同增压泵 P2 为最高工作压力 即启动消防泵的压力值 按下式计算 P2 P1 0 098 b 0 098 P01 为稳压水容积下限水位压力 此时启动稳压泵 P02 为稳压水容积上限水位压力 即气压罐最高工作压力 此时停止稳压泵 由于压力传感器有精度 稳定性的要求 一般使缓冲水容积的上 下限水位压差不小于 0 02 0 03 Mpa 稳压水容积的上 下限水位压差
5、不小于 0 05 0 06Mpa 则 P01 P2 0 02 0 03Mpa P02 P01 0 05 0 06Mpa P2 0 07 0 09MPa 3 计算举例 在一栋建筑高度接近 100m 的一类综合楼建筑中 顶部几层采用立式气压罐稳压 屋顶 水箱至顶层消火栓栓口的距离 H 4m 屋顶水箱至顶层消火栓处的水头损失 h 0 82m 气压罐工作压力比 b 0 76 气压罐总容积 V VX 1 b 1 1 300 20 50 1 0 76 1 70m3 学 海 无 涯 选用 SQL1000 0 6 气压罐一台 气压罐充气压力 P1 Hmin Hq Hd HK h H 0 16 0 01 0 0
6、2 0 0082 0 04 0 14 Mpa 最高工作压力 P2 P1 0 098 b 0 098 0 14 0 76 0 098 0 22 Mpa 稳压泵启动压力 P01 P2 0 02 0 03Mpa 0 22 0 02 0 03 0 24 0 25 Mpa 稳压泵停泵压力 P02 P2 0 07 0 09Mpa 0 22 0 07 0 09 0 29 0 31 Mpa 稳压泵扬程 H P01 P02 2 0 24 0 39 2 0 27 Mpa 稳压泵流量 Q 5 0L S 选用 40LG12 15 2 水泵两台 一用一备 每台 Q 4 17L s H 27m N 2 2KW 4 稳压泵
7、的流量 由于消防初期流量由气压罐供给 泵的流量只需考虑系统的渗漏量或气压罐对流量的要 求 所以流量可适当选小一点 对于消火栓系统稳压泵的流量以约小于 1 个消火栓的出水量 计 为 5 L s 喷洒系统稳压泵的流量以约小于 1 个喷头的出水量计 为 1 L s 三 两种增压设施的比较 单设管道泵的增压系统设备简单 占地面积小 设计与施工都较方便 系统控制简单 保证系统正常工作的前提是需选择性能良好的低功率管道泵 可靠的继电器开停装置 供电 应保证双回路并能自动切换 此种增压方式存在的不足之处为 对于管网漏损压力波动较大 的供水系统 管道泵的启停频繁 设备容易损害 故障率高 能耗提高 从而增加运行
8、费用 同时消防安全度较低 与单设管道泵的增压系统相比 消防稳压 气压 罐不但能调节容积 贮存 30s 的室内消 防用水 更重要的是贮存能量 稳压泵每启动 1 次 可以长时间地维持管网压力 设备启 动次数少 运行费用低 顶部管网经常处于承压水状态 供水安全可靠 火灾初期 气压罐 不但能保证顶部几层消火栓和喷头的压力要求 而且能提供 30s 的室内消防用水 450L 即消火栓或喷头随时可以取得符合压力要求的消防用水 在这一点上气压罐明显 优于增压 泵 但气压罐增压系统也存在不足之处 设备占地面积相对较大 一次性投资相对较高 四 选用方法 上述 2 种增压设施各有所长 在具体工程中应分别对待 选用合
9、适的设计方案 对于一 类高层建筑和重要的建筑物 火灾造成的损失巨大 防火要求高 应尽量采用气压罐增压设 施解决顶部几层的压力需求 且稳压泵应设置备用泵 以提高使用的可靠性 对于二类高层 建筑和普通危险级的建筑物 由于受场地 资金等条件的限制 可考虑只设增压泵 但在选 用增压泵产品时应确保质量可靠 五 结语 无论是气压罐还是增压泵 提供的都是火灾初期消火栓和喷头的水压保障 而初期灭火 的成功是控制火灾的关键 可将火灾造成的损失降低到最低限度 综上所述 高层建筑的高位消防水箱增压设施的设计 应根据具体工程对照规范确定 增压泵的流量 扬程及气压罐的总容量等参数还应根据不同的工况来确定 而不是机械套用 做到符合规范 运行可靠 经济合理 学 海 无 涯 气压罐最低工作压力点或气压罐充气压力 P1 0 16 Mpa 最高工作压力 P2 P1 0 098 b 0 098 0 16 0 098 065 0 098 0 30 Mpa 稳压泵启动压力 P01 P2 0 02 0 03Mpa 0 30 0 02 0 03 0 32 0 33 Mpa 稳压泵停泵压力 P02 P2 0 07 0 09Mpa 0 30 0 07 0 09 0 37 0 39 Mpa
