Calculation HydrostaticPressure FireHydrant Water Supply System High-riseBuilding CHEN Li-hong CHENGHong-wei JIANGZhu-wu Environment Equipment Engi neer Technol ogy,Fuz hou 350007,Chi na; Architectur al Design Provi nce,Fuz hou 350001,Chi na) Abstract: Cor rect calcul hydrostaticpressure irehydrant water system reasonablepart firehydrant water supply system high-risebuilding. maximumhydrostat- ic pressure fire part watersupply modes hydrantsystems closelyrelated. Based various modes fire hydrant water systems,three calculat ion models hydrostaticpres- sure fire par ionwere derived calculation formulas minimumfi re hydrant hy- drostatic pressure were der ived calculation formul relative al itudebetween highestfi re hydrant parti ionvalve group irehydrant were also deduced. Key words: high-rise bui lding; part fire hydrant water system; water supply mode; hydrostat ic pressure calculation 消火栓给水系统是高层建筑的主要灭火设施, 该系统的分区是高层建筑设计中常遇到的技术问 题。2005 年版《高层民用建筑设计防火规范》( GB 50045—95,以下简 条规定“消火栓栓口的静水压力不应大于 MPa时,应采取分区给 水系统”。对 于静水压 力,有不少工程技术人员简单理解为消防水箱到消 火栓口的垂直高差,正确的理解应该是消火栓给水 系统水流处于静止状态时相应点的测压管水头高 度,因此,消火栓给水系统分区静水压力与其各分区 供水方式密切相关,应根据其供水方式合理计算静 水压力值后再进行合理分区。总结高层建筑消火栓 系统各种供水方式的情况,归纳起来有 种分区静水压力的计算。 的情况规范的第 条规定“高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高 度不超过 100 时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于 07MPa; 当建筑高度超过 100 时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于 www. wa tergasheat 15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要 求时,应设增压设施。”因此,当高层建筑高位消防 水箱设置高度 要求时,可不设置增压设施,系统由高位水箱水位重力稳压供水。对这种供水方式,高区最大静水压力 可按式( 计算确定,该分区最高栓口与最低栓口高差应满足式( 来合理分区,确保分区最低消火栓口静水压力 消火栓给水系统原理一Fig Principleone firehydrant water supply system 差应满足式( 的要求。由于气压罐内水位在设计阶段通常不会考虑,因此,式( 难以确定,从安全角度考虑,气压罐最高水位到最高消火栓 的高差( 1a来取代,即 消火栓给水系统原理二Fig Principletwo firehydrant water supply system 1a———气压罐顶到最高消火栓高差,m 设高位消防水箱和增压设施的情况当高层建筑高位消防水箱设置高度 的要求时,应设置增压设施。对增压设施的运行控制,一般是通过对气压水 罐设定 s1、增压水泵停 泵压力 kPa,Ps2 s2等压力是由 决定的。关于临时高压消火栓系统增压设施设置的规定,规 条仅对增压水泵的流量和气压水罐的调节容积做了相应规定,对增压稳压系统的最小工作 压力 未做明确规定,由此,行业对气压罐最小工作压力 60)kPa 是满足该分区最不利消火栓种观点: 一种观点认为, 只要确保最不利点消火工作压力要求的最小压力,气压罐水位最高时对应 的停泵压力 s2才是对消火栓系统产生最大静水压 的压力,因此,这种供水方式的高区最大静水压力应 计算,该分区最高消火栓与最低消火栓高栓静水压力满足 的要求即可;另一种观 点认为,既然已设置增压设施,最小工作压力 一步到位,即确保最不利点消火栓静水压力满足火灾时灭火所需充实水柱的要求 www.wa tergasheat om直接影响 s2值的大小,由式 分析可知,会间接阀,两种不同工况阀后压力相差约 07MPa,也就 s2工况确定式( 量,进而可能影响整个消火栓系统分区的数量。对应该比 07MPa, 于建筑高度100 的建筑,由水力计算分析可知,满足消火栓水枪充实水柱达到 11. 即满足水枪出流量为 19MPa) 要求和满 足规范第 07MPa”要求两种情况的 s2相差约 185MPa, 即两种不同观点计算出的 相差18. m,影响分区楼层数约 筑,水力计算分析可知,满足消火栓水枪的充实水柱达到 13 22MPa) 要求和满足规 15MPa”要求两种情况的 s2相差约 108MPa,即两种 不同观点计算出的 相差10. 层。应用于具体工程时,笔者建议根据具体情况灵活处理: 当不影响分区数量时,P 按满足最不利消火栓灭火充实水柱达到设计要求考虑; 按最不利消火栓口静水压力不小于 07MPa 15MPa 的要求做适当调整。 采用减压阀组减压的情况对下部区域采用减压阀组减压来实现分区供水 的消火栓给水系统( 见图 ,其首先应通过水力计算合理确定减压阀阀后静水压力 应考虑动压时能满足该区最不利点消火栓水枪灭火所需充实 水柱的要求。由图 分析可知,采用减压阀组供水才能确保灭火时阀后动水压强满足充实水柱的要 如果采用可调式减压阀(或串联的减压阀 组中最后一组是可调式减压阀) 减压分区,由于可 调式减压阀的阀后动静压力都是稳定一致的,没有 动静压比的问题,确定式( 也就没有上述校核的问题。因此,减压分区时尽可能采用可调式减压阀组减压。 对于设水箱和增压气压罐的供水方式,其气压罐最小工作压力 的设置,建议根据工程具体情况灵活处理: 当不影响分区数量时,P 按满足最不利消火栓灭火充实水柱达到设计要求考虑; 可按最不利消火栓口静水压力不小于 07MPa 15MPa 的要求做适当调整。 压阀组减压,保证阀后动静压力稳定;若采用比例 能满足最不利点消火栓充实水柱的要求。参考文献: 中国建筑标准设计研究院.消防增压稳压设备选用及 北京:中国计划出版社, 2009. 的分区最大静水压力可按式( 计算,该分区最高与最低消火栓高差应满足式( ———分区减压阀组与最低消火栓高差,m应该注意的是,确定阀后静水压力 应考虑所采用减压阀的类型问题: 若采用比例式减压阀减压分区,应校核系统启动灭火时减压阀阀后动水压强是否能满足最不 利点消火栓充实水柱的要求,特别是采用图 所示气压罐稳压的供水方式,计算系统分区的最大静水 压力出现在 s2工况,而灭火所需最小压力出现在 20MPa 左右,即使不考虑比例式减压阀的动静压比 压阀局部损失)因素,如果采用 的比例式减压作者简介: 福建浦城人,硕士, 副教授, 高工, 研究方向为城镇 fjceclh@ 163. com 收稿日期: 2014