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1、中美自动喷水灭火系统稳压系统之比拟摘要：通过分析和比照我国消防标准与美国标准中有关自动喷水灭火系统稳压系统的规定，发现在稳压系统的设置位置、参数设定及与消防泵联动方面，两国的标准有多处不同。通过这些不同折射出双方消防理念的差异。 王凌旭关键词:自动喷水灭火系统、稳压系统、国内消防标准、NFPA200 引言自动喷水灭火系统是国内外目前普遍采用的一种高效的灭火手段。在自动喷水灭火系统中，稳压装置对于整个系统来说是一个非常重要的组成局部，它对于自动喷水灭火系统能否快速有效地扑灭火灾起着关键的作用。在笔者参加的很多国内外的工程工程消防设计中，体会到自动喷水灭火系统稳压系统看似简单雷同，但实际上不同国家
2、、不同地区、不同类型的工程，对稳压系统的要求存在很大差异。这些差异也反响了对整个消防系统的理解不同。特别是对于多层建筑，大家对稳压系统的理解差异就更多了，?建筑设计防火标准?(GB 500162006，以下简称“建规)对自动喷水灭火稳压系统并没有做出明确的规定。笔者比照了我国的国家消防标准、上海地区消防标准和美国的NFPA20标准中对于稳压系统的规定后，发现在系统的设置位置、参数的设定及与消防泵的联动等方面各标准都有所不同，分析如下。1稳压系统设置位置“建规中并没有强调稳压系统的设置位置。国家标准图集?消防增压稳压设备选用与安装(隔膜式气压罐)?(98S205)将消防稳压系统分为上置式和下置式
3、。上置式就是将稳压系统设置在高位水箱问，下置式就是将稳压系统设置在低位，一般设于消防水泵房中。上海市?民用建筑水灭火系统设计规程?(DGJ08-94-2007，以下简称“规程)对消防稳压系统的设置位置作了明确规定。它规定当室内消防给水系统采用稳高压消防给水时，系统应设置消防稳压泵。消防稳压系统应与消防泵设于同一水泵房中。对于临时高压系统，“规程中对其设置位置没有做明确的要求。由于国外一般多层建筑不要求设置高位水箱，故自动喷水灭火系统稳压系统均从消防水池吸水，系统设置在消防水泵房内。2稳压泵参数方面的比照及分析“建规中并没有关于消防稳压泵的具体规定。 ?高层民用建筑设计防火标准?(GB 5004
4、5-95，2005年，以下简称“高规)7.4.8条有明确规定：“增压水泵的出水量，对于消火栓给水系统小应大于5 L/s；对于自动喷水灭火系统不应大于1 L/S。上海的“规程规定消防稳压泵的流量应按照系统的渗漏量来计算：消火栓系统宜为5 L/S，自动喷水灭火系统宜为1 L/s；消火栓与自动喷水灭火系统合用的消防稳压泵宜为3 L/S。美国的NFPA20标准规定稳压泵的流量应按照10 min内的允许渗漏量或是1gpm(0.063 L/s)考虑，这两个值中哪个大就参考哪个。一般设计时经常采用的稳压泵流量是1050 gpm (0.633.1 L/S)。从上述比拟可以看出，中美两国对于稳压泵的流量要求有所
5、不同。我国的标准要求稳压泵的流量大致接近于1只喷头(K=80)的流量。在进行美资工程的设计时，一般都有保险商的参与，保险商会根据工程的性质提供消防保险指导书，对于管网试压的一般要求是管道压力维持在200 psi(1.4 MPa)至少2 h无泄漏。指导书中关于地下管道允许泄漏量的规定是每一百个接口1.9 L/h。因此根据工程的规模不同稳压泵的流量也不同，但一般情况下稳压泵的流量是控制在1050 gpm(0.633.1 L/s)。3稳压罐参数的比照及分析“建规中没有关于消防稳压罐的规定。“高规7.4.8条对稳压罐的容积要求有所规定，对于自动喷水灭火系统稳压罐的容积要满足5只喷头30 S的流量。?自
6、动喷水灭火系统设计标准?(GB 500842001，2005年，以下简称喷规)10.3.1条规定：“消防水箱的供水应满足最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。但是这条标准并没有具体说明稳压系统要满足多少只喷头、多长时间的水量和水压要求。上海的规程对稳压罐的规定比拟细。对于稳高压系统，要求系统应设消防稳压罐。其总容积对室内消火栓给水系统小应小于50 L，对自动喷水灭火系统不应小于50 L，对室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统合用消防泵和消防稳压罐的给水方式不应小于80 L。对临时高压系统，“规程要求对自动喷水灭火系统不应小于150 L。美国的标准没有强制要求稳压系统要配置稳压罐，因此没有对稳
7、压罐的容积做特别的要求。从上述比照我们可以看出，不同的标准对于稳压系统在消防中所起的作用理解不同。美国的标准对于稳压系统的功能要求很明确，就是补充管网漏损量。他们认为只要管网的漏损量到达验收标准，仅仅用稳压泵不设置稳压罐是可以满足消防系统要求的。“高规和“喷规的规定是让整个稳压系统不仅负责补充管网的漏损，同时还要肩负着火灾初期灭火的需要，因为上述两本标准要求稳压罐有效消防水量必须满足5只喷头30 S的流量。笔者认为这条规定有待商榷，因为随着消防技术的不断开展，喷头的种类越来越多，K 80喷头一统灭下的局面已不存在了。在很多工程中我们使用到大流量的喷头，比方ESFR(K=363)喷头，如果还按照
8、5只喷头30s的流量要求设置稳压罐，势必造成稳压罐体积庞大，投资、占地及荷载都会大幅增加。上海盼规程对稳高压系统的规定，将国内标准的规定和美国规定进行了综合，它要求消防稳压系统的流量应按整个系统的渗漏流量计算，同时要求设置较小的稳压罐(对于自动喷水灭火系统仅设置总容积为50 L的小罐)。笔者认为，受施工质量、材料质量、验收等因素影响，如果消防系统设有气压水罐作为稳压罐，可以防止稳压泵频繁启动，系统的稳压效果更好。同时由于中外对于管网漏损量的要求都很严格，以DN150的管道为例，国标?给水排水管道工程施工及验收标准?(GB 50268-1997)规定合格管网的允许漏损量，钢管为0.42L/(mi
9、nkm)，球墨铸铁给水管为1.O5 L/(minkm)。美国规定地下干管，不管其管径多大，每1 00个连接点每小时漏失量为1.9 L。因此笔者认为稳压罐的体积也没有必要过大，过大的稳压罐对于投资、占地面积等都是一种浪费。4稳压系统的工作方式及与消防泵的联动在国家标准图中，稳压系统一般都是1台气压水罐+2台稳压泵方式。气压水罐内设定四个运行/压力，P1为最不利点消防所需压力；P2为消防泵启动/压力；Ps1为稳压泵启泵压力；Ps2为稳压泵停泵压力。但是“建规、“喷规都没有明确要求稳压系统和消防主泵要联动。在常规投入使用的自动喷水灭火系统中，一般是靠报警阀的压力开关动作启动消防泵，而不是靠稳压系统的
10、动作启动消防泵。上海的“规程明确规定当系统为临时高压系统时，系统的消防稳压泵不联动消防泵，应由报警阀的压力开关联动开启消防泵；当自动喷水灭火系统为稳高压系统时，其消防泵应由消防稳压泵的压力联动装置启动，其报警阀的压力开关可不联动消防泵。“规程中规定在稳高压消防给水系统中，稳压泵的启动压力值、稳压泵停泵压力值和联动消防泵启动压力值的差值应不小于0.05 MPa。美国的NFPA20规定消防泵应由消防稳压泵的压力联动装置启动。它的压力控制方式为：稳压泵的停泵压力等于水泵零流量时的扬程加上最小的静水压力。稳压泵的启泵压力与停泵压力的差值不小于10 psi(7 mH2O)。当整个消防系统的压力低于稳压泵
11、启泵压力5 psi(0.035 MPa)时消防主泵启动。当整个消防系统的压力低于稳压泵启泵压力10 psi(0.07MPa)时消防范用泵启动。由上述比照可以看出，我国的国家标准、上海地方标准及美国标准问对于稳压系统的工作方式和与消防泵的联动控制方式上还是有很大区别的。这种区别主要表达在消防系统是否是按消防管网内的压力降来实现消防泵的自动启动。通过上述比照我们还发现，根据美国NFPA20的规定，稳压泵的扬程肯定是要高于消防泵的扬程，但按照我国的标准，稳压泵的扬程不一定大于消防泵的扬程。“喷规要求稳压系统要满足管网最不利用水点的水量及水压。根据这个要求，我们简单分析如下：当消防主泵工作时：消防设计
12、流量为Q；最不利点处灭火设施在消防时要求的水压为Hx；最不利点处灭火设施与消防主泵的标高差为H管网为通过消防设计流量所需的沿程水头损失为Hj；管网为通过消防设计流量所需的局部水头损失为H 那么消防主泵的扬程为：当稳压泵工作时：稳压泵的流量很小；最不利点处灭火设施在消防时要求的水压仍为Hx；最小利点处灭火设施与稳压泵的标高差为H，当稳压泵为低位敷设，与消防主泵同在消防水泵房时，H与H数值接近；管网为通过稳压流量所需的沿程水头损失为Hj；管网为通过稳压流量所需的局部水头损失为H 那么稳压泵的扬程为：在相同管径下，沿程水头损失和局部水头损失都取决于流量的大小，稳压泵的流量远小于消防主泵流量，因此当然
13、在上面的分析中，我们没有考虑消防稳压罐中储水有效容积对稳压泵扬程的影响。但至少我们可以得出这样一个结论，根据我国标准，稳压泵的扬程不一定大于消防泵的扬程。5结语综上所述，笔者有如下几点体会。(1)美国NFPA的相关规定与我国的消防标准之间关于自动喷水灭火系统稳压系统的区别主要集中在稳压系统的设置位置、稳压泵流量扬程的选择、稳压罐的设置及与消防泵的联动等方面。(2)笔者认为造成上述不同的根本原因是对“初期火灾灭火方式的观念不同，美国的标准没有“初期火灾的概念，因此他们的稳压系统的作用就是补充管网渗漏量，同时靠压力降自动启动消防泵。我国的标准一直强调“初期火灾这个概念，因此标准中要求有存储1 0 min消防水量的水箱，稳压罐有30 S的消防容积。在这里仅提出观点，希望和大家探讨。(3)“建规、“喷规对于多层建筑的自动喷水灭火系统的稳压系统缺乏明确的规定，这经常造成设计方、审图方、消防等部门对系统的理解产生歧义。笔者提出这些观点希望能起到抛砖引玉的作用，让大家共同探讨这个问题，不断完善我们的消防标准。(4)在做外资工程的消防设计时，要综合考虑不同地区问、不同国家问的标准差异，合理设计方案。
