談一談消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)中的那些設計

消防增壓穩(wěn)壓部分是消防系統(tǒng)的關鍵部位。消防給水系統(tǒng)中，增壓穩(wěn)壓部分對滿足消防給水管網(wǎng)在準工作狀態(tài)下的靜水壓力和火災初期消防供水具有重要作用，合理設計增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)將提升消防系統(tǒng)的整體安全性。根據(jù)消防系統(tǒng)的控制和維護要求，建議其穩(wěn)壓系統(tǒng)的有效儲水溶劑應滿足消防泵啟動前的消防用水量。本文就增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的設計和消防水箱的有效容積進行探討。

一、消防增壓穩(wěn)壓隔膜式氣壓罐的工作原理

為方便描述，壓力均為絕對壓力。氣壓罐初裝壓力P0≥0.25MPa。緩沖水容積VP用于消防系統(tǒng)中報警管路和聯(lián)動起泵管路的填充水，并可防止消防水泵誤啟動。穩(wěn)壓泵在消防主泵正常運轉的同時自動停泵。立式隔膜氣壓罐工作中，各工作狀態(tài)的壓力和容積應滿足的關系式如下：

當氣壓罐低工作壓力和有效儲水容積確定后，其各部分容積均隨工作壓力比的增大而增加；氣壓罐總容積利用率隨工作壓力比的增大而降低。故設計隔膜式氣壓罐時，應在滿足各部分容積要求的前提下，選擇z小的工作壓力比。

二、消防系統(tǒng)對穩(wěn)壓罐的要求

消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)氣壓罐除應滿足準工作狀態(tài)下zui不利點的靜水壓力外，還應避免穩(wěn)壓泵的頻繁啟停，必要時還應提供火災初期消防用水。新舊規(guī)范對消防穩(wěn)壓系統(tǒng)的部分要求。其中調(diào)節(jié)容積應按規(guī)范GB 50015-2019《建筑給水排水設計標準》計算，且不宜小于70L。緩沖水容積VP不宜小于50L。值得一提的是，新規(guī)范GB 50974-2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》延長了消防泵啟動時間，降低了有效儲水容積的要求（僅規(guī)定下限），且未明確其計算方法。

三、對消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的設計建議

消防水箱、氣壓水罐，是儲存撲救初期火災用水量的儲水設備。新規(guī)GB 50974-2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》按照建筑等級和火災風險大小，增大了消防水箱有效容積，*摒棄了舊規(guī)范中按照火災初期10min室內(nèi)消防用水量確定消防水箱容積的做法。這無疑保證了消防系統(tǒng)（除zui不利區(qū)域）在火災初期的滅火能力—即消防泵不能按時啟動，也可暫時滿足消防用水量和水壓。然而對消防系統(tǒng)的zui不利區(qū)域而言，僅增大消防水箱有效容積，而弱化增壓穩(wěn)壓氣壓罐設計，將在火災初期錯失滅火z佳時期，這將大大削弱消防系統(tǒng)的整體安全性。

1.消防水箱有效容積

在火災發(fā)生初期，滅火系統(tǒng)將在消防控制中心的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下進入滅火控制程序。消防泵啟動前55s～5min，初期消防用水將由消防水箱和增壓穩(wěn)壓氣壓罐供給。消防水箱（不含轉輸水箱、減壓水箱）將在消防泵啟動后失去作用。除保證系統(tǒng)充滿水和火場二次供水外，在做好系統(tǒng)維護時仍設置過大的消防水箱，其意義不明顯，且會增加建筑成本。相反，增加用于穩(wěn)壓的氣壓罐消防儲水容積具有現(xiàn)實意義。

2.增壓穩(wěn)壓氣壓罐有效儲水容積

在消防泵啟動前，氣壓水罐是撲救z不利區(qū)域初期火災的關鍵儲水設備，充足的有效儲水容積顯得至關重要?！秶娨?guī)》第10.3.3款規(guī)定：當臨時高壓自動噴水滅火系統(tǒng)，按規(guī)定不設高位消防水箱時，系統(tǒng)應設氣壓供水設備。氣壓供水設備的有效儲水容積應按系統(tǒng)z不利處4只噴頭在z低工作壓力下的5min用水量確定。除干式系統(tǒng)、預作用系統(tǒng)外，氣壓供水設備的有效儲水容積不應小于1200L(4×1.0L/s×300s=1200L）。

反觀系統(tǒng)設置高位消防水箱時，氣壓罐的有效儲水容積一般取150L，其遠不能滿足z不利區(qū)域火災初期5min消防用水。這導致建筑等級和火災危險性較高的建筑，其消防系統(tǒng)z不利區(qū)域在火災初期的滅火能力遠不及建筑等級低、火災危險性小的建筑，此種情況應避免。

3.消防氣體頂壓給水設備的應用

當采用上置式增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)時，按式（1)～(6）計算氣壓罐，結果如下：

可見，隔膜式氣壓罐的容積利用率較低，其總容積隨著消防儲水容積的增加而增加。對上置式穩(wěn)壓系統(tǒng)而言，這不僅增加系統(tǒng)造價，而且增加安裝和更換系統(tǒng)組件的難度。當消防儲水容積較大時，隔膜式氣壓罐將顯得不再經(jīng)濟適用。

與隔膜式氣壓罐相比，消防氣體頂壓給水設備顯示出大的應用前景。消防氣體頂壓給水設備的優(yōu)點[5]主要有：一、容積利用率高；二、穩(wěn)壓壓力和工作壓力互相獨立且可控；三、主體設備與消防泵房合并設置在地下室時，其安裝和維護較方便。鑒于其在增壓穩(wěn)壓方面的優(yōu)勢，消防氣體頂壓給水設備將越來越多的應用于消防給水系統(tǒng)。