高層建筑消防穩壓系統

高層建筑消防穩壓設備選用設計改進
   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，結合適應消防要求的穩壓型不銹鋼多級離心泵應用技術，提出了消防穩壓設備選用設計改進的經驗。關鍵詞消防穩壓設備隔膜式氣壓罐上置式下置式穩壓型不銹鋼多級離心泵選用設計改進。

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

消防給水系統減壓閥管徑的確定

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

 消防給水系統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-生產-消防給水管道取20%；消火栓系統消防給水管道取10%；生產-消防給水管道取15%。

 消防給水系統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。
　　　設有水箱和水泵的給水系統，應計算水箱的容積；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。

 消防給水系統減壓閥主要技術參數和性能指標： 

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

 消防給水系統減壓閥流量系數（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
調節彈簧	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頁立式增壓穩壓設備技術特性表中，作為氣壓罐設計[3]的緩沖水容積（用％P表示，穩壓水容積則用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。為改善穩壓設備運行工況和優化系統設計，以下圍繞氣壓罐和穩壓泵選型開探討。
1穩壓設備計算簡化查《建筑給水排水設計手冊（第2冊）》[4]（以下簡稱“2冊”）102～104頁圖2—53計算簡圖的內容，依據“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：