建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)設計分析

張 濤

(華東建筑設計研究院有限公司安徽分公司，安徽 合肥 230000)

0 引言

隨著我國城市化建設的不斷推進，建筑物的數(shù)量也變得越來越多，建筑消防是保證居民生命安全和財產安全的重要途徑。同時，確保增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性是提高建筑消防效率和質量的關鍵，對建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的容積、水量、水壓和水質進行設計和完善，能夠增強建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1 建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的設計要求

對于建筑消防來說，增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)可以滿足建筑消防標準運行狀態(tài)下的靜水壓力，并且在火災發(fā)生的初期，為消防工作提供用水。目前建筑消防中常用的增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)包括隔膜式氣壓罐、消防穩(wěn)壓罐等設備。例如：對于隔膜式氣壓罐來說，在固定的最低工作壓力以及儲水容積下，隔膜式氣壓罐中的各部分容積，都會隨著工作壓力的增加而增加，而隔膜式氣壓罐的總容積則會隨著工作壓力的增加而降低，因此工作壓力是影響隔膜式氣壓罐穩(wěn)定性的重要因素。

除此之外，靜水壓力作為影響建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要因素，在對其進行設計時，必須要充分考慮建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)在標準運行狀態(tài)下，靜水壓力的最不利點；同時，如果對穩(wěn)壓泵進行頻繁的開關操作，也會在一定程度上影響建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，從而對火災發(fā)生初期的供水工作產生影響?；诖耍o水壓力、有效容積、最小工作壓力等因素，是在對建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)進行設計時需要充分考慮的內容[1]。

2 建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的設計研究

2.1 建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)容積的設計

2.1.1 消防水箱有效容積

消防水箱是建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)中進行儲水的關鍵設備，因此在對建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的容積進行設計時，需要根據(jù)建筑物的等級，以及對火災風險的評估來確定消防水箱的有效容積，進而更好地保證建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。

當建筑物發(fā)生火災時，建筑消防系統(tǒng)是在消防控制中心的統(tǒng)一控制下來進行滅火的。對于消防水泵來說，在啟動之前的5 min之內，都是依靠消防水箱和氣壓罐來進行供水的，直到消防水泵完全啟動。基于此，在對建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的容積進行設計時，不需要設置過大容積的水箱，防止成本費用增加。但對于一些建筑物等級較高或是火災風險評級較大的情況下，需要確保消防水箱水量充足，以便于對建筑消防進行二次供水。

2.1.2 氣壓罐有效儲水容積

氣壓罐是在消防水泵啟動之前，對一些最不利區(qū)域可以提供儲水補救功能，因此確保氣壓罐的有效儲水容積十分關鍵。例如：如果臨時高壓自動噴水系統(tǒng)沒有設置容積較大的消防水箱時，需要在高壓自動噴水系統(tǒng)中增加氣壓罐來輔助供水。而對于氣壓罐來說，有效儲水容積應該根據(jù)最不利處4個噴頭在最低工作壓力下的5 min用水量來進行確定，通常情況下，氣壓罐的有效儲水容積應不低于1 200 L。

但對于消防水箱容積較大的建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)來說，氣壓罐的有效儲水容積通常在150 L左右，難以滿足火災初期的供水量，進而影響建筑消防的質量，增加了居民的安全風險，尤其是對于高層建筑來說，在發(fā)生火災時，無法進行有效的滅火措施?；诖?，在對建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)中氣壓罐的有效容積進行設計時，應將最不利區(qū)域的2個消火栓 或是4個噴頭在5 min內的用水量作為參考，進而保證火災初期能夠具有充足的供水量，如果是按照標準的氣壓罐有效容積來進行設計，那么可以將消火栓系統(tǒng)中氣壓罐的有效容積設置為3 000 L、自動噴水滅火系統(tǒng)氣壓罐的有效容積設置為1 200 L。值得注意的是，室外消火栓系統(tǒng)需要在進行建筑消防時，幫助消防車進行滅火工作，因此室外消火栓系統(tǒng)中氣壓罐的有效容積需要保證能夠為消防車提供充足的供水。

比如說，消防氣體頂壓給水設備是當前建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)中較為主流的一種氣壓供水裝置，首先，消防氣體頂壓給水設備的容積，在整個建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)中具有較高的利用率，因此經濟性較高；其次，消防氣體頂壓給水設備在運行的過程中，可以對穩(wěn)壓壓力和工作壓力進行分開的控制，進而保障了建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性；最后，消防氣體頂壓給水設備的安裝和維護流程較為簡單，大大提升了建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)運行的效率。

2.2 建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水量的設計

2.2.1 水量設計選定

供水量是保證建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)運行有效性的重要因素，因此在對建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)進行設計時，需要對水量進行全方位的考慮。通常情況下，標準的建筑消防系統(tǒng)中，自動噴水系統(tǒng)在火災初期的供水時間為90 s～2 min，因此自動噴水系統(tǒng)的調節(jié)水量應在600 L左右；消火栓系統(tǒng)在火災初期的供水時間為2 min，因此消火栓系統(tǒng)的調水量應在1 200 L左右。

2.2.2 水量的量化

為了更好地保證建筑物的安全性，在建筑物發(fā)生火災時，必須要利用高壓消防給水系統(tǒng)來進行初期供水，因此可以在建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)中增加氣壓罐，來調節(jié)建筑消防系統(tǒng)的儲水量和水流量。對于建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)來說，其水量應高于消防供水系統(tǒng)的自動啟動流量以及額定泄露水量的總和；或是按照消防供水系統(tǒng)標準流量的1%～3%來進行設計，進而確保能夠為建筑消防提供充足的用水。

另一方面，消防規(guī)定對于建筑消防系統(tǒng)在火災初期的供水量要求也在不斷增加，對于一類高層公共建筑來說，火災初期供水量應在36 000 L以上；而對于100 m以上的建筑物來說，火災初期供水量要大于50 000 L；150 m以上的建筑物的供水量不能低于100 000 L。

對于建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的水量必須要進行科學、嚴格的量化，在發(fā)生火災時，2個水槍以及5個噴頭在30 s內的噴水量，應該在450 L左右；同時，在對自動噴水系統(tǒng)以及消火栓系統(tǒng)的水量進行設計時，要根據(jù)為火災初期供水2 min時間作為參考依據(jù)，來進一步確定建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的水量，進而更好地保證建筑消防的安全性[2]。

2.3 建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水壓的設計

建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的水量和水壓之間有著十分緊密的關聯(lián)，因此在對建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水壓進行設計時，需要充分考慮建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的水量情況，進而更好地保證建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

首先，目前消防規(guī)定中，對于建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水壓的要求為：高位消防水箱中的最低有效水位，要確保能夠為建筑消防中的滅火設施最不利靜水壓力提供保障，在發(fā)生火災初期進行充足的供水工作；對于一類高層民用建筑來說，建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水壓不能夠低于0.1 MPa，如果建筑物的高度在100 m以上，建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的水壓則要增加到0.15 MPa；對于高層住宅、二類高層建筑、多層民用建筑來說，建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的水壓必須要保證在0.07 MPa以上。除此之外，對于其他類型建筑的建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水壓，也有著不同的要求，例如：工業(yè)建筑的建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水壓，要在0.1 MPa以上；而建筑物中的自動噴水滅火系統(tǒng)水壓，應不低于0.1 MPa，并且結合實際的供水壓力來進行設計。

其次，建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)是為火災初期的供水整個提供保障，因此在對建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)進行設計時，要確保技術的先進性。例如：重力加壓技術是控制建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水壓的有效技術，對于建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水壓的分級壓力和高壓壓力都能夠提供保障。重力加壓技術主要是通過應用重力原理，來在可移動頂上進行配重，同時結合活塞技術，實現(xiàn)在不需要外力的幫助下，就可以對建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的水壓進行分級加壓的操作；同時，重力加壓技術還可以實現(xiàn)對建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水壓的控制，從0.07 MPa到0.2 MPa的高壓都可以進行分級加壓。

2.4 建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水質的設計

水質也是影響建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的重要因素，由于水箱中的水質，會隨著建筑物的生活用水而發(fā)生變化，從而形成無章可循的現(xiàn)象，尤其是在水箱中儲水量增加的情況，對于建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水質的要求也變得越來越高。在實際的運行過程中，確保建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水質無污染性、腐蝕性，并且不具有懸浮物，是保障建筑消防安全性的重要因素。

從目前的建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水質的情況來看，還存在著一定的問題。比如說，在空氣流通快、空氣濕度低的環(huán)境下，水箱中的水也會加快蒸發(fā)速度，進而造成水箱中產生污垢，影響水質；而在夏季高溫的環(huán)境下，水箱中的水還會變質、產生異味，嚴重影響了建筑消防的質量；而對于敞開式水箱來說，由于水不能夠流動使用，因此會造成水箱內產生嚴重的淤積。導致建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)水質較差的主要原因，是由于許多建筑物的消防用水和生活用水并沒有進行區(qū)分，并且使用了變頻供水技術，導致水箱內的水常常會受到二次污染，因此在實際的建筑消防工作中，不僅影響了消防水質，還降低了建筑消防的安全性。

基于此，采取密閉儲存的技術手段，能夠有效提升建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的水質，將水箱中的水進行真空保存，無論是在進水還是出水的情況下，都會在真空的環(huán)境下進行，嚴格保證建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的水質，防止水箱中的水受到污染，進而提高建筑消防工作的安全性[3]。

3 結語

容積、水量、水壓和水質都是影響建筑消防運行穩(wěn)定性和安全性的重要因素，因此在對建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)進行設計和完善時，需要從各個角度來進行，綜合考慮建筑消防增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)運行的各個要素，進而進行更加科學、完善的設計，并且能夠為居民的生命安全和財產安全，提供更加堅實的保障。