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[摘要]:本文仅对建筑消防给水系统中常用的稳压措施进行了介绍,针对临时高压消防给水系统存在的常见问题,提出了具体的改进方案。
[关键词]:建筑 消防 稳压 监控
水是扑救火灾最经济最常用的灭火剂,除特殊场所外,我国目前的建筑消防设施都是用水来扑救火灾的。建筑消防给水系统是保障建筑消防安全的主要设施,在最大限度减少人员伤亡和财产损失、维护公共安全方面一直发挥着巨大的作用,因此,如何确保建筑消防给水系统的压力始终处于正常状态就显得尤为重要。笔者结合工作实际,就建筑消防给水系统的稳压方式及存在的问题进行分析,有针对性的提出了改进的方法和手段。
一、 建筑消防给水系统的稳压方式
水消防系统的稳压方式分为稳压泵直接稳压方式和稳压泵与气压水罐配合稳压方式。其中稳压泵直接稳压又分为稳压泵配合高位水箱稳压和稳压泵配合地下消防水池直接稳压两种;稳压泵与气压水罐组合系统又分为高位水箱配合气压给水装置稳压和气压给水装置取代高位水箱稳压方式两种。
1 稳压泵配合高位水箱稳压方式
系统工作时,稳压泵从高位水箱取水升压后输入系统,进行灭火。稳压泵停止运行或者检修时,由高位水箱向系统供水稳压,所以对于火灾危险性不大及系统规模不大的消火栓给水系统可以采用此种方式。
2 稳压泵配合地下水池直接稳压方式
稳压泵配合主泵,从水池取水输向系统保持系统压力,称“常高压”或“稳高压”、“准高压”系统,是不设高位消防水箱的系统。“稳高压”消防给水系统的稳压泵必须在平时保持运行状态,维持管网压力,在火灾发生时,仍能运行一段时间,直至主消防泵启动时为止,须按主、备泵设置稳压泵。由于需要稳压泵一直保持运行状态,浪费能源,而且稳压泵长期处于工作状态,对其使用寿命有很高要求,所以工程中此种方式已不使用。
3 高位水箱配合气压给水装置稳压方式
其气压罐均按“小罐”的容量要求设置,气压水罐的有效容积对于消火栓系统来说为300L,对于自动喷水系统来说为150L,若两种系统合用则为450L。这一类气压给水装置在稳压泵故障时,仍能在30s内维持系统压力。而且可在系统工作压力降至主消防泵设定压力时及时发出启动主消防泵的信号,因此稳压泵故障对系统供水安全影响是不大的,即使在极端的情况下,高位水箱仍能担负向系统供水的任务,只是系统最不利位置的水压受到影响而已。这种方式的工作流程大概为:气压水罐的压力由稳压泵提供,当气压水罐压力达到设定要求后,稳压泵停止,平时管网压力由气压水罐提供,满足系统的水压水量要求。当系统压力下降到一定设定的程度后,稳压泵启动,将系统压力补足后再停止。如此反复使系统时刻处于“准工作”状态。若系统压力持续下降,则判断为火灾(此时喷头爆破或消防水枪射水),稳压泵持续向消防管网供水,同时启动消防泵房的消防主泵,向系统供水,实现对火灾的扑救。这种方式稳压泵不需要一直工作,电费支出也比较小。此种方式为现行设计中最常用的稳压方式。也是规范推荐的消防稳压方式。
4 气压给水装置取代高位水箱稳压方式
其气压罐是按“大罐”的容量要求设置,消火栓给水系统的气压给水设备应储存10min的消防用水量;自动喷水灭火系统的气压给水设备应储存最不利点处4只喷头持续10min供水的水量,在自喷系统中有条件地限定其应用场合。这类稳压方式的稳压泵应按主、备用泵设置,目的是防止主稳压泵故障时,及时将备用泵投入使用。
二、建筑消防给水系统经常出现的问题
1 实际工程中,有的设计未设高位水箱,只设气压罐和稳压泵,供给消火栓系统和自动喷水系统,且气压罐容积为450L,仅满足30s消防用水量。理由为:一旦发生火灾,灭火设备开启,气压罐压力下降后,消防水泵就自动启动,有了消防水池作为水源,消防给水设施就能正常运行。虽然《喷规》规定不设高位水箱的建筑,可设气压罐作供水设备;《建规》也规定设置临时高压给水系统的建筑物应设消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱)。但规范均对其容量作出了要求:应满足10min消防用水量。这种“小罐”显然满足不了要求。
2 有些建筑的稳压系统在设计表面上看似乎很完整。设有气压罐、旁通管、两台稳压泵一用一备。但实际运行时,系统会延迟升压,水回流至水源。主要原因就是每台稳压泵出水管上无止回阀,旁通管也没有止回阀。当一台稳压泵工作时,工作泵的高压水通过另一台不工作泵和旁通管回流至消防水箱。稳压泵停止运行后,气压罐的高压水也会回流至消防水箱。
3 在自动喷水系统中,经过稳压泵加压的水流应经过报警阀,不允许直接与报警阀后管道相连。有的工程直接相连后,一旦发生火灾,喷头爆破喷水,管网压力下降,稳压泵启动工作,消防水箱内的水就不断的向管网供水,由于水流没有经过报警阀,压力开关和水力警铃不能发出报警,也就无法启动自动喷水泵。就会发生消防水箱的水用完后,系统无水可用,直接影响火灾的扑救。
4 实际运行中经常出现消防给水管道漏水,消防水泵、稳压泵、压力开关出现故障或置于手动状态,水泵止回阀损坏、水泵误操作或误动作及消防水泵进水阀门、消防水箱出水阀门关闭等问题,由此造成消火栓系统或自动喷水灭火系统水压低、无水或者水压过高等现象时有发生。
三、采取的稳压和监控措施
1 采用气压给水装置配合高位水箱增压。其目的是解决建筑消防给水中,在高位水箱难以满足消防给水系统最不利点所需水压的问题,此时在高位水箱出水管上增设调节容积为150L或300L,甚至450L的气压水罐,配合高位水箱增壓。这就是所谓的气压给水装置高位增压的系统。该系统要求气压给水装置能启动消防给水系统的供水装置,可以是单独向系统供水,也可以把气压给水装置作为高位水箱的增压设施,联合组成高位水箱供水装置。《自动喷水灭火系统设计规范》并不禁止这种供水方式,有的设计者认为该规范条文中没有提出这种增压形式,就误以为用气压罐配合高位水箱增压是规范所不允许的,这完全是一种误解。 2在消防给水系统上设置压力监控报警装置。目前,各国在消防给水系统压力监测方面只是采取在自动喷水灭火系统安装压力开关的方法,对压力变化进行检测并适时启动消防泵。受单位检查人员素质和检查设备所限,对这类火灾隐患也不能及时发现,消防控制室值班人员对此往往又无从知晓,一旦发生火灾,或是消火栓无水、消防喷淋压力不足、或是消防水泵无法启动的现象近年来也时有发生,往往小火酿成大灾,给国家和人民生命财产造成重大损失,后果十分严重。为此,我们必须进行技术创新,对消防给水系统压力数据进行检测和远程监控,并将有关数据引入消防控制室,我们选用了昌辉公司生产的T20X系列压力变送器和SWP—C80系列仪表,在消火栓主管道上加设压力变送器一台,在自动喷水灭火系统湿式报警阀下端加设压力变送器一台,变送器精度等级0.5级,可以精确检测消防给水管道的压力。将SWP—C80系列仪表的LED高清显示屏安装在消防控制室的控制柜上,采用消防电源,在通过屏蔽电缆将压力变送器输出的压力信号转换为4-20mA的电信号,反馈至SWP--C80系列仪表,经仪表内微电脑处理器运算后,将压力数据直观的显示在仪表盘上,通讯距离可达1.2km。根据单位消防供水实际,计算好消火栓和自动喷水灭火系统最不利点管网最高和最低压力区间,查看消防控制室显示仪表的显示压力,据此设定消防稳压泵的启动和停止的工作点,及时发现水压变化,防止管网水压过高或过低,确保了消防给水的安全。为防止消防控制室值班人员忽视对仪表盘的时时监控,还可以在仪表的输出端装设超压和欠压报警器,如果消防给水系统水压过高或过低时,报警器能发出声光报警,使消防控制室值班人员在监控火灾报警的同时,准确直观的了解消防给水系统的压力变动情况,提醒消防控制室值班人员及时处理消防给水系统出现的故障,确保及时有效的扑灭火灾。消防给水系统水压监控报警装置安装图如下:
四、具体实践检验情况
经过反复研究论证,我们于2009年10月在秦皇岛市第一医院消防给水管道上进行压力检测监控实验。该院设有临时高压消防给水系统建筑两栋,分别是病房楼和综合楼。设有消火栓系统和自动喷水灭火系统,其中,室内消火栓92个,喷淋头1300个,两栋楼共用消防水池和消防水泵房,消防水池300立方米,消防水泵主备泵各一台,流量40L/s,扬程80m;稳压泵一台,流量1.67L/s,扬程96m,消防水箱18立方米。根据该单位实际,我们将最不利点消火栓压力和自动喷水系统末端压力均设置在0.1Mpa至0.16Mpa,消防控制室仪表显示压力为0.49Mpa至0.53Mpa;据此设置的高压报警点是0.596Mpa、低压报警点0.396Mpa。2010年3月11日该系统在消防稳压泵补压后,水压迅速下降,该套装置首次报警,消防控制室值班人员发现后及时处理,发现是因为泵房止回阀损坏,更换止回阀后供水系统压力迅速恢复了正常。该套装置自安装以来运行一直正常,从未发生任何故障。
参考书目:
1、《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045-1995
2、《建筑设计防火规范》GB50016-2006
3、 《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001
作者簡介:王景双----秦皇岛市消防支队防火处工程师,主要从事防火检查和火灾调查工作。
地址:秦皇岛市经济技术开发区兴凯湖路6号
邮政编码:066000
[关键词]:建筑 消防 稳压 监控
水是扑救火灾最经济最常用的灭火剂,除特殊场所外,我国目前的建筑消防设施都是用水来扑救火灾的。建筑消防给水系统是保障建筑消防安全的主要设施,在最大限度减少人员伤亡和财产损失、维护公共安全方面一直发挥着巨大的作用,因此,如何确保建筑消防给水系统的压力始终处于正常状态就显得尤为重要。笔者结合工作实际,就建筑消防给水系统的稳压方式及存在的问题进行分析,有针对性的提出了改进的方法和手段。
一、 建筑消防给水系统的稳压方式
水消防系统的稳压方式分为稳压泵直接稳压方式和稳压泵与气压水罐配合稳压方式。其中稳压泵直接稳压又分为稳压泵配合高位水箱稳压和稳压泵配合地下消防水池直接稳压两种;稳压泵与气压水罐组合系统又分为高位水箱配合气压给水装置稳压和气压给水装置取代高位水箱稳压方式两种。
1 稳压泵配合高位水箱稳压方式
系统工作时,稳压泵从高位水箱取水升压后输入系统,进行灭火。稳压泵停止运行或者检修时,由高位水箱向系统供水稳压,所以对于火灾危险性不大及系统规模不大的消火栓给水系统可以采用此种方式。
2 稳压泵配合地下水池直接稳压方式
稳压泵配合主泵,从水池取水输向系统保持系统压力,称“常高压”或“稳高压”、“准高压”系统,是不设高位消防水箱的系统。“稳高压”消防给水系统的稳压泵必须在平时保持运行状态,维持管网压力,在火灾发生时,仍能运行一段时间,直至主消防泵启动时为止,须按主、备泵设置稳压泵。由于需要稳压泵一直保持运行状态,浪费能源,而且稳压泵长期处于工作状态,对其使用寿命有很高要求,所以工程中此种方式已不使用。
3 高位水箱配合气压给水装置稳压方式
其气压罐均按“小罐”的容量要求设置,气压水罐的有效容积对于消火栓系统来说为300L,对于自动喷水系统来说为150L,若两种系统合用则为450L。这一类气压给水装置在稳压泵故障时,仍能在30s内维持系统压力。而且可在系统工作压力降至主消防泵设定压力时及时发出启动主消防泵的信号,因此稳压泵故障对系统供水安全影响是不大的,即使在极端的情况下,高位水箱仍能担负向系统供水的任务,只是系统最不利位置的水压受到影响而已。这种方式的工作流程大概为:气压水罐的压力由稳压泵提供,当气压水罐压力达到设定要求后,稳压泵停止,平时管网压力由气压水罐提供,满足系统的水压水量要求。当系统压力下降到一定设定的程度后,稳压泵启动,将系统压力补足后再停止。如此反复使系统时刻处于“准工作”状态。若系统压力持续下降,则判断为火灾(此时喷头爆破或消防水枪射水),稳压泵持续向消防管网供水,同时启动消防泵房的消防主泵,向系统供水,实现对火灾的扑救。这种方式稳压泵不需要一直工作,电费支出也比较小。此种方式为现行设计中最常用的稳压方式。也是规范推荐的消防稳压方式。
4 气压给水装置取代高位水箱稳压方式
其气压罐是按“大罐”的容量要求设置,消火栓给水系统的气压给水设备应储存10min的消防用水量;自动喷水灭火系统的气压给水设备应储存最不利点处4只喷头持续10min供水的水量,在自喷系统中有条件地限定其应用场合。这类稳压方式的稳压泵应按主、备用泵设置,目的是防止主稳压泵故障时,及时将备用泵投入使用。
二、建筑消防给水系统经常出现的问题
1 实际工程中,有的设计未设高位水箱,只设气压罐和稳压泵,供给消火栓系统和自动喷水系统,且气压罐容积为450L,仅满足30s消防用水量。理由为:一旦发生火灾,灭火设备开启,气压罐压力下降后,消防水泵就自动启动,有了消防水池作为水源,消防给水设施就能正常运行。虽然《喷规》规定不设高位水箱的建筑,可设气压罐作供水设备;《建规》也规定设置临时高压给水系统的建筑物应设消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱)。但规范均对其容量作出了要求:应满足10min消防用水量。这种“小罐”显然满足不了要求。
2 有些建筑的稳压系统在设计表面上看似乎很完整。设有气压罐、旁通管、两台稳压泵一用一备。但实际运行时,系统会延迟升压,水回流至水源。主要原因就是每台稳压泵出水管上无止回阀,旁通管也没有止回阀。当一台稳压泵工作时,工作泵的高压水通过另一台不工作泵和旁通管回流至消防水箱。稳压泵停止运行后,气压罐的高压水也会回流至消防水箱。
3 在自动喷水系统中,经过稳压泵加压的水流应经过报警阀,不允许直接与报警阀后管道相连。有的工程直接相连后,一旦发生火灾,喷头爆破喷水,管网压力下降,稳压泵启动工作,消防水箱内的水就不断的向管网供水,由于水流没有经过报警阀,压力开关和水力警铃不能发出报警,也就无法启动自动喷水泵。就会发生消防水箱的水用完后,系统无水可用,直接影响火灾的扑救。
4 实际运行中经常出现消防给水管道漏水,消防水泵、稳压泵、压力开关出现故障或置于手动状态,水泵止回阀损坏、水泵误操作或误动作及消防水泵进水阀门、消防水箱出水阀门关闭等问题,由此造成消火栓系统或自动喷水灭火系统水压低、无水或者水压过高等现象时有发生。
三、采取的稳压和监控措施
1 采用气压给水装置配合高位水箱增压。其目的是解决建筑消防给水中,在高位水箱难以满足消防给水系统最不利点所需水压的问题,此时在高位水箱出水管上增设调节容积为150L或300L,甚至450L的气压水罐,配合高位水箱增壓。这就是所谓的气压给水装置高位增压的系统。该系统要求气压给水装置能启动消防给水系统的供水装置,可以是单独向系统供水,也可以把气压给水装置作为高位水箱的增压设施,联合组成高位水箱供水装置。《自动喷水灭火系统设计规范》并不禁止这种供水方式,有的设计者认为该规范条文中没有提出这种增压形式,就误以为用气压罐配合高位水箱增压是规范所不允许的,这完全是一种误解。 2在消防给水系统上设置压力监控报警装置。目前,各国在消防给水系统压力监测方面只是采取在自动喷水灭火系统安装压力开关的方法,对压力变化进行检测并适时启动消防泵。受单位检查人员素质和检查设备所限,对这类火灾隐患也不能及时发现,消防控制室值班人员对此往往又无从知晓,一旦发生火灾,或是消火栓无水、消防喷淋压力不足、或是消防水泵无法启动的现象近年来也时有发生,往往小火酿成大灾,给国家和人民生命财产造成重大损失,后果十分严重。为此,我们必须进行技术创新,对消防给水系统压力数据进行检测和远程监控,并将有关数据引入消防控制室,我们选用了昌辉公司生产的T20X系列压力变送器和SWP—C80系列仪表,在消火栓主管道上加设压力变送器一台,在自动喷水灭火系统湿式报警阀下端加设压力变送器一台,变送器精度等级0.5级,可以精确检测消防给水管道的压力。将SWP—C80系列仪表的LED高清显示屏安装在消防控制室的控制柜上,采用消防电源,在通过屏蔽电缆将压力变送器输出的压力信号转换为4-20mA的电信号,反馈至SWP--C80系列仪表,经仪表内微电脑处理器运算后,将压力数据直观的显示在仪表盘上,通讯距离可达1.2km。根据单位消防供水实际,计算好消火栓和自动喷水灭火系统最不利点管网最高和最低压力区间,查看消防控制室显示仪表的显示压力,据此设定消防稳压泵的启动和停止的工作点,及时发现水压变化,防止管网水压过高或过低,确保了消防给水的安全。为防止消防控制室值班人员忽视对仪表盘的时时监控,还可以在仪表的输出端装设超压和欠压报警器,如果消防给水系统水压过高或过低时,报警器能发出声光报警,使消防控制室值班人员在监控火灾报警的同时,准确直观的了解消防给水系统的压力变动情况,提醒消防控制室值班人员及时处理消防给水系统出现的故障,确保及时有效的扑灭火灾。消防给水系统水压监控报警装置安装图如下:
四、具体实践检验情况
经过反复研究论证,我们于2009年10月在秦皇岛市第一医院消防给水管道上进行压力检测监控实验。该院设有临时高压消防给水系统建筑两栋,分别是病房楼和综合楼。设有消火栓系统和自动喷水灭火系统,其中,室内消火栓92个,喷淋头1300个,两栋楼共用消防水池和消防水泵房,消防水池300立方米,消防水泵主备泵各一台,流量40L/s,扬程80m;稳压泵一台,流量1.67L/s,扬程96m,消防水箱18立方米。根据该单位实际,我们将最不利点消火栓压力和自动喷水系统末端压力均设置在0.1Mpa至0.16Mpa,消防控制室仪表显示压力为0.49Mpa至0.53Mpa;据此设置的高压报警点是0.596Mpa、低压报警点0.396Mpa。2010年3月11日该系统在消防稳压泵补压后,水压迅速下降,该套装置首次报警,消防控制室值班人员发现后及时处理,发现是因为泵房止回阀损坏,更换止回阀后供水系统压力迅速恢复了正常。该套装置自安装以来运行一直正常,从未发生任何故障。
参考书目:
1、《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045-1995
2、《建筑设计防火规范》GB50016-2006
3、 《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001
作者簡介:王景双----秦皇岛市消防支队防火处工程师,主要从事防火检查和火灾调查工作。
地址:秦皇岛市经济技术开发区兴凯湖路6号
邮政编码:066000