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消防增壓穩壓設備出水管管徑的確定

    消防給水係統的消防增壓穩壓設備是從生活氣壓給水設備演變而來的。消防增壓設施與生活氣壓給水設備在作用機理上的最大不同,就是要隨時準備為動態管網提供一個短時間(30S)的初期滅火“爆發’’水量,屆時,氣壓水罐出水管的流量會達到:消火栓與自動噴水滅火係統合用時為l5L/S、單消火栓係統時為lOL/S、單自動噴水滅火係統時為5L/S。
    工程設計中,氣壓水罐出水管的管徑應為DN≥100mm(當DNl00時,上述係統流速分別為1.73m/S、1.15m/S、Q58m/S,管道阻力損失也在比較合理的範圍內)。然而,在工程實踐中發現,有將消防氣壓水罐出水管的管徑定為DN80、DN70、DN50甚至還有DN32的。顯然是忽略了消防氣壓水罐為初期滅火提供的水量具有‘爆發’’性的特點,把增壓穩壓設備的出水量和增壓泵的出水量這兩個完全不同的概念混淆了。3增壓設施的壓力對消防給水係統的影響增壓設施對消防給水係統施加的壓力屬於靜壓還是動壓的問題,一直是專業內部爭論的熱點之一。某些高度超過90m的高層建築,消防給水係統設置了高位消防水箱後,最底部的消火栓處的靜水壓力小於lMPa,按“高規’’7465條規定可以不必分區。但同時‘高規’’74.72條規定:若此消防給水係統最小利消火栓處的靜水壓力小於Q07MPa時,應設增壓設施。當在建築頂部的高位消防水箱旁設了增壓設施後,係統的壓力就在消防水箱高度的基礎上增加了約Q3MPa。最不利消火栓處的靜水壓力滿足了要求,但最底部消火栓處的壓力卻超過了lMPa,甚至達到了l.3MPa。有看法認為增壓設施為係統施加的壓力為動壓,不影響係統的分區,盡管係統最底部消火栓處的壓力長期處於超過lMPa的狀態。簡言之,就是消防水箱的最高水位與最底部消火栓的垂直高度在100m以內的高層建築,消防給水係統設與不設增壓設施,消防給水係統都可不分區,此為動壓論(見圖2a)。另有看法則認為增壓設施施加的壓力應視為靜壓,係統是否分區,應取決於增壓設施施加了壓力後係統的壓力狀況。隻要係統最底部消火栓處的壓力超過了lMPa,係統就應該分區,此為靜壓論(見圖2b)。

    一般說來,管道內的壓力在水流動時才有動壓,水靜止時隻有靜壓。增壓設施日常為消防給水係統補充滲漏水量,而係統的滲漏水量正常情況下又非常小,體現在一個龐大的環狀消防給水係統各點的流速就微乎其微。流速幾近為零時,動壓和靜壓幾乎就是一個值。所以,將增壓設施對係統施加的壓力視為靜壓應該是成立的,這個壓力對係統分區的影響也是應該考慮的。
    其實“高規’’對這個問題是有規定的。“高規’’74.72條:當高位消防水箱不能滿足上述靜壓要求時,應設增壓設施。很明顯:增壓設施施加的壓力可以視為靜壓。在某幾個近百米的高層建築消防給水係統設計中,筆者利用止回閥在係統的A點處進行了單向壓力隔絕,把靜水壓力不滿足要求的最小利點消火栓局限為一個小範圍,增壓設施隻對這個範圍內的管網進行增壓穩壓,係統的其他部位仍然由消防水箱穩壓。係統在不分區、最不利點消火栓壓力滿足要求的同時,又使係統最底部的消火栓壓力保持在1MPa以下(見圖2c)。此消防設計順利通過當地消防審查部門的審查,該做法筆者稱為“局部增壓穩壓’’。
    為了避免壓力隔絕閥(圖2c中的10)滲漏向下部係統竄壓致使下部係統超壓,在係統的B點(水箱出口止回閥的下遊)設了一段進入水箱的DNl5穩壓管(也可以跨越止回閥),上設穩壓電磁閥ll。此穩壓電磁閥失電常開並與消防泵聯動。如果壓力隔絕閥10向下部係統滲漏竄壓,這部分多餘的水就會經此管進入水箱,下部係統隨環境溫度變化產生的膨脹水量也會經此管進入水箱,下部係統的壓力就會始終穩定在水箱的高度上。消防泵啟動時此穩壓電磁閥加電關閉,避免消防水進入水箱和跑水泄壓。

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