高層建筑和一些重要的中、低層建筑的消防給水設計中，濕式管網(wǎng)上部末端(不利點(diǎn))一定壓力的保持一直是‘老大難’問(wèn)題。多年的工程設計和運行維護實(shí)踐說(shuō)明，加高高位消防水箱的高度不但增加建筑立面處理的難度，而且投資高、不利于抗震；而管道泵、上部管網(wǎng)局部加壓泵的及時(shí)啟動(dòng)又是個(gè)問(wèn)題，啟動(dòng)管道泵、局部加壓泵和直接啟動(dòng)主消防泵在時(shí)間上差別不大，沒(méi)有實(shí)際意義；氣壓給水、變頻調速恒壓供水又存在一次投資規模大、構造和維護復雜、可靠性難以保證的問(wèn)題。而穩壓泵用于消防給水系統，既可保證系統平時(shí)維持一定的壓力，火災時(shí)又可以自動(dòng)啟動(dòng)主消防泵，而且投資少、運行維護簡(jiǎn)單，具有較大的優(yōu)越性和實(shí)用性。
 

1系統工作原理及設計參數

    穩壓泵的特點(diǎn)是流量小，揚程高，可以保證消防管網(wǎng)平時(shí)滲水失壓后得到及時(shí)的補壓(故又稱(chēng)補壓泵)，火災時(shí)具有自動(dòng)啟動(dòng)主消防泵的功能¨J。穩壓泵的控制是由壓水管上的電接點(diǎn)壓力計實(shí)現的：根據管網(wǎng)控制點(diǎn)設計基準壓力確定管網(wǎng)平時(shí)壓力波動(dòng)的上、下限(通常是設計壓力±0．05MPa)，當管網(wǎng)壓力因滲漏下降到穩壓下限時(shí)穩壓泵自動(dòng)啟動(dòng)向管網(wǎng)內充水補壓，當壓力達到穩壓上限時(shí)自動(dòng)停泵，如此往復，達到維持系統高壓的目的。此外，還設有主消防泵啟動(dòng)定壓點(diǎn)(通常小于穩壓下限0．1MPa)，當管網(wǎng)出水量因消防而大于穩壓泵補水量，壓力驟降達到啟動(dòng)定壓點(diǎn)時(shí)，即自動(dòng)發(fā)出啟動(dòng)主消防泵的信號，主消防泵投入運行后，穩壓泵接到反饋信號自動(dòng)停機；但主泵的停機只能在控制中心或泵房手動(dòng)完成，以防止壓力回升時(shí)消防泵停止工作延誤滅火。

    在滿(mǎn)足揚程要求的同時(shí)，穩壓泵的流量也是重要設計參數。首先要滿(mǎn)足消防管網(wǎng)正常滲漏時(shí)的補壓要求，管網(wǎng)滲漏量取決于系統壓力、管材和施工質(zhì)量、維護水平等因素。穩壓泵流量不應小于系統10min的允許滲漏水量，或是3．8L／min。但如果流量過(guò)大，平時(shí)可能造成穩壓泵啟動(dòng)頻繁、管網(wǎng)內水擊嚴重的問(wèn)題；而火災時(shí)消火栓、自動(dòng)噴水噴頭出水，穩壓泵啟動(dòng)后仍能滿(mǎn)足初期滅火用水要求，壓力不能迅速下降到主消防泵啟動(dòng)定壓點(diǎn)，主消防泵遲遲不能啟動(dòng)，以致影響系統的正常運行。所以目前國內外公認的穩壓泵流量在1L／S左右。

    實(shí)際中，由于只采用穩壓泵的系統啟動(dòng)頻繁、水擊嚴重、泵磨損快，而且這一問(wèn)題已成為影響穩壓泵應用于消防給水系統的一個(gè)重要障礙。為解決上述問(wèn)題，目前多采用一個(gè)有效容積為數百升的小氣壓罐作為緩沖，配合穩壓泵使用，這樣既能穩定管網(wǎng)內壓力，又可以避免穩壓泵的頻繁啟動(dòng)和水擊，大大提高了系統的可靠性。雖然一次性投資增加一些，但較適合我國國情，大大提高了系統運行的穩定性和可靠性。
 

2工程設計實(shí)例分析

    丹東市永安新區某大廈是一幢集辦公、居住、地下停車(chē)場(chǎng)(兼作戰時(shí)人防工程)于一體的綜合性高層建筑。由于屋頂水箱不能滿(mǎn)足不利點(diǎn)水壓要求，消火栓、自動(dòng)噴水系統均采用由兩臺100DL×5離心泵作為主消防泵(一臺工作，一臺備用)，兩臺50DL×8離心泵作為穩壓泵(一臺工作，一臺備用)和出水管上一臺800*1600的小型氣壓罐聯(lián)合工作的高壓消防給水系統。

    以消火栓系統為例，設計控制點(diǎn)是17層的消火栓，采用直流水槍?zhuān)?5m麻質(zhì)水帶。設計充實(shí)水柱13mH20時(shí)，流量為5．7L／S，故消火栓口壓力應為：

    從水泵出水口到16層消火栓口的幾何高差為66m，設水力損失為5mH20，則設計揚程為：50DL×8穩壓泵穩壓范圍定在90～100mH20，此時(shí)水泵工作點(diǎn)在高效區，流量為3L／S，主消防泵啟動(dòng)壓力定為80mH20。800*660氣壓罐(如圖l所示)總容積Vz=760L，容積附加系數B=1．1，則有效容積V=700L。罐內壓力從穩壓下限降到主泵啟動(dòng)定壓點(diǎn)，水位下降5cm失水25L，即調節容積為25T．．

    火災時(shí)，若消火栓出水，供水量與用水量相差2．7L／S(初期滅火一般使用一支水槍)，10S左右耗盡25L調節水，壓力降至80mH20，發(fā)出啟動(dòng)主消防泵信號，主消防泵啟動(dòng)后穩壓泵自動(dòng)停機。

    若噴頭出水，因穩壓泵流量大于一只噴頭流量，故在控制系統中增加時(shí)間繼電器，穩壓泵連續運行20S即自動(dòng)發(fā)出主消防泵啟動(dòng)信號，主泵啟動(dòng)后穩壓泵自動(dòng)停機。

    非火災情況時(shí)，當罐內壓力上升到穩壓上限100mH20時(shí)，設氣壓罐要補水△V，則根據理想氣體方程有：

    解上述方程得V450L，即80mH20時(shí)，罐內存水450L。同理有：

    如果系統滲漏水流量為4L／min，則5min消耗△V，穩壓泵流量3L／S，約7S補水完畢。即5min內，壓力從100mH20下降到90mH20，穩壓泵啟動(dòng)補壓，7S內壓力回升到100mH20停泵。這樣，年運行時(shí)間為：

    年耗電量約為l400kW·h，若電價(jià)以O．5元／kW·h計，每年電費約為700元。
 

3穩壓泵消防給水可視為常高壓

    長(cháng)期以來(lái)，對配有穩壓泵的消防系統是“臨時(shí)高壓’’還是‘常高壓’’一直沒(méi)有定論，“名不正言不順’，這也是影響其推廣、使用的重要因素。“臨時(shí)高壓’’是指管網(wǎng)平時(shí)只處于濕式狀態(tài)，火災時(shí)臨時(shí)啟動(dòng)主消防泵加壓供水；“常高壓’’是指管網(wǎng)平時(shí)維持高壓，可隨時(shí)投入消防供水的系統。過(guò)去，在自動(dòng)化程度較低的情況下，常高壓是由高位水池、區域高壓給水系統保證的，對于像穩壓泵這樣平時(shí)保持高壓、火災時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)主消防泵保證水量、水壓的情況，不少人將其視為“臨時(shí)高壓’’(因為火災時(shí)要啟動(dòng)主消防泵)，這種觀(guān)念是滯后于技術(shù)發(fā)展的，事實(shí)證明，只要能保證消防電源，火災時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)主消防泵，消防管網(wǎng)始終保持高壓，完全可以視為常高壓系統。
 

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