喷淋高位水箱稳压 [高位消防水箱架设高度在临时高压喷淋系统中的探讨]

时间：2019-05-03 03:16:38　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：高位消防水箱的设置高度直接影响初期火灾扑救的安全可靠性。现行规范对高位消防水箱架设高度在临时高压喷淋系统中的要求不明确，实际工程中较难执行，针对火灾初期十分钟用水量及水压进行了分析,特提出建设性的设计方法，以供参考。
　　关键词：喷淋系统；临时高压；消防水箱高度
　　中图分类号：TP315文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)15-3722-01
　　The Discussion on The Height of High-level Fire Water Tank in a Temporary High-pressure Spary System
　　DAI Li-ying
　　(Shanghai Waterworks Shibei CO.,LTD, Shanghai 200070, China)
　　Abstract: The height of fire-protection storage tank has a direct impact on the safety and possibility of initial stage of fire fighting. The ex isting rules of high fire-protection storage tank erected in temporary high-pressure spray system are not clear, and they are difficult to obey in engineering. The analysis is based on water demand and water pressure for fire in the first ten minutes, and the following design methods are proposed for reference.
　　Key words: Spray system; fire-peotection storage tank; temporary high pressure
　　1问题的提出
　　高位消防水箱在临时高压水灭火系统中的主要作用是供给建筑火灾初期消防主泵启动前的消防用水水量。现行的规范对高位水箱提出了一定的要求。对于消火栓系统其高位消防水箱的储水水量及架设高度均比较明确，工程设计中少有争议。而对于喷淋系统，《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001（2005年版）（以下简称《喷规》）中第10.3.1条，要求高位水箱应能满足最不利点处喷头的最低工作压力和喷水强度。显然“最低工作压力”和“喷水强度”严格意义上讲是要求初期消防用水应满足系统设计动压（在喷头数量、间距确定的情况下，其喷水强度由出水动压决定）。它包含最不利点的设计工作压力、设计水量下的沿程和局部水头损失等，它们共同决定了喷淋系统初期应供给的水压和水量。而由于设计人员对“设计水量”上对规范的理解不同，造成所计算出来的水箱高度相差很大。
　　工程设计实践中，一种很常见的做法是高位消防水箱的底部与最不利点处喷头的最小高程差简单地取值5m，其理由是规范规定的最低工作压力为0.05MPa，而在初期消防用水流量较小的情况下（如1L/s），系统的水头损失很小，可忽略不计。而且这种做法也常能获得主管部门的认可。而事实上这是不能满足规范要求的。因为即便是初期消防水量取最小值（保证其保护面积下的喷水强度前提下），其水头损失也并非小到可以忽略不计。不仅如此，更大的分歧还在于其所采用的较小的初期水量以及0.05MPa的水压是否满足规范的要求。因此，常造成设计人员和审图人员各执一词的局面。
　　2各种不确定性导致规范难于很好的执行
　　系统设计流量越大，则系统安全性越大，然而系统的水力损失也越大，水箱所需架设高度也越高。如：当火灾初期高位消防水箱供水水量取1L/s时，配水支管的水头损失在0.023MPa左右，加上干管水头损失和最不利点处喷头所需最低工作压力，水箱所需架设高度接近10M;当该流量取2L/s时，配水支管的水头损失在0.052MPa左右，加上干管水头损失和最不利点处喷头所需工作压力，水箱所需架设高度接近14M……；考虑到实际工程，如选用过高的初期水量，其所要求的水箱高度也就会失去其工程的意义。而在选用较小水量时，相对于整个喷淋的配水管网其流速过小，在大部分干管管路中均处于层流状态，其严格的水力损失计算比较复杂，而且现行相关规范，消防给水系统管道沿程水头损失的计算按照舍维列夫提出的计算沿程阻力系数的经验公式配合达西公式进行计算的。而当流量为1L/s时，喷淋系统的大部分配水管道其流速均比较小，应采用舍维列夫提出的当V3建议最不利点处喷头的静压值
　　因此，笔者建议临高压喷淋系统对于高位水箱所应保证的水压可以和消火栓系统一样，综合系统安全性和工程可行性两个方面的因素规定一个最不利点处喷头的静压值，从而使给排水的设计人员有更好的操作性。
　　首先，对于临时高压喷淋系统中高位水箱初期水量的选择，笔者认为《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)（以下简称《高规》）中对喷淋增压泵规定1L/s的流量用于此处是适合的。作为消防初期用水，规范比较认可“1处用水点”的流量，而各类民用建筑中最不利点处绝大部分喷淋系统都为中危险级或更低级别设计，1L/s的设计流量基本能满足实际工程中最不利点处1个喷头保护面积内85%的设计流量。
　　其次，1L/s对应的普通喷头设计工作压力，以最常用的喷头流量系数K=80计算，其所需的工作压力为0.05625MPa（高于规范要求的最低工作压力）。
　　最后，在1L/s设计流量下，其支管水头损失一般在0.025MPa以内（其流速大于1.2m/s）。干管中其流速小于1.2m/s，水头损失较小，考虑到其局部损失，大体上按照0.015MPa的水头损失设计已属保守。
　　如此水箱与最不利点喷头所需高程差H=(0.05625+0.025+0.015)/0.0098=9.82m。因此笔者认为高程差设计取值10m，应该是在符合现行规范要求的前提下的一个合理的静压取值，如果不能满足10m静压，则可采用局部稳压系统。
　　参考文献：
　　[1] GB 50016-2006建筑设计防火规范[S].
　　[2] GB 50084-2001自动喷水灭火系统设计规范[S].2005.
　　[3]黄晓家,姜文源.自动喷水灭火系统设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

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