临时高压消防给水系统压力设定探讨

田志清

（宁夏煤矿设计研究院有限责任公司，宁夏 银川 750000）

1 临时高压消防给水系统稳压泵的设置形式

室内临时高压消防系统依据高位消防水箱的设置情况，可分为设有高位消防水箱和不设高位消防水箱（应由专家会论证）两种形式；其中设有高位消防水箱系统又依据稳压设备的设置位置，分为上置式和下置式。独立的室外临时高压消防系统宜采用稳压设备维持系统平时的充水和压力，属于稳压泵下置式。

2 消防给水系统的静水压力与动水压力

规范条文中提到了静水压力，同时对栓口动压也有相关要求。静水压力——消防给水系统管网内水在静止不流动时，即流量Q=0时，管道某一点的压力。动水压力——消防给水系统管网内水在流动时，管道某一点的总压力与速度压力之差，即管道中流量Q＞0时，该管道上安装的压力表读数为该管道的动水压力值。

从定义可以看出，静水压力与动水压力是相对而言的，其应用范围也是不同的。动水压力是消防泵扬程计算的基础，消防泵既要克服最不利点处的几何高差和管路各种阻力损失，又要保证栓口留有灭火所需的水压。由于静水压力是稳压泵扬程计算的基础，因此仅需克服几何高差，并保证留有一定的余压，而不考虑由于水的流动产生的各种阻力损失。

3 稳压泵的压力设计计算

（1）设有高位消防水箱，稳压设备上置式，如图1所示。保证系统最不利点处灭火设施在准工作状态时的静水压力＞0.15MPa，同时满足水箱处于最高静水位时，出水干管上的压力开关能够动作，启动消防泵。消防增压稳压给水设备的气压水罐止气/充气压力P1不应小于0.15MPa。气压水罐的容积系数β，卧式水罐宜为1.25；立式水罐宜为1.10；隔膜式水罐宜为1.05；工作压力比αb宜在0.5～0.9取值（上置时宜取小值，有利于减小气压罐容积；下置时宜取大值，有利于PS2不至于过大）。

为防止稳压泵的频繁启停，配套设置隔膜式气压罐，依据波意耳·马略特定律，在定量定温下，理想气体的体积与压强是成反比的。

依据规范条文要求，可知设有高位水箱，稳压泵上置式稳压泵启泵压力PS1＞15-H1，且≥H2+（7～10），且 ≥15×β；停泵压力PS2=PS1÷0.8。

稳压泵的设计压力应保持系统自动启泵压力设置点处的压力在准工作状态时，大于系统设置自动启泵压力值，且增加值宜为7～10m。即：消防泵启泵压力P0=PS1+H1+H-（7 ～ 10）。

图1 设有高位水箱，稳压设备上置式消防系统稳压示意图

（2）设有高位消防水箱，稳压设备下置式，如图2所示。依据规范条文要求，可知设有高位水箱，稳压泵下置式稳压泵启泵压力PS1＞H+15，且≥H3+（7～10），且≥15×β；停泵压力PS2=PS1/0.85。同时，消防泵启泵压力P0=PS1-（7～10）。

图2 设有高位水箱 稳压设备下置式消防系统稳压示意图

（3）不设高位消防水箱，稳压设备下置式，如图3所示。依据规范条文要求，可知不设高位水箱，稳压泵下置式稳压泵启泵压力PS1＞H+15，且≥15×β；停泵压力PS2=PS1÷0.85。同时，消防泵启泵压力P0=PS1-（7～10）。

图3 可不设高位水箱 稳压设备下置式消防系统稳压示意图

（4）独立的室外临时高压消防系统，稳压设备下置式，如图4所示。独立的室外临时高压消防给水系统宜采用稳压设备维持系统平时的充水和压力。稳压泵的启泵压力应保证最不利消火栓口处的静压≥0.17MPa，当最不利消火栓口处的静压降至0.1MPa之前应启动消防泵。

图4 室外临时高压消防系统稳压示意图

依据规范条文要求可知，独立的室外临时高压消防系统稳压泵启泵压力PS1＞H+17，且≥15×β；停泵压力PS2=PS1÷0.85。同时，消防泵启泵压力P0=H+10。

4 消防泵的压力设计计算

高层建筑、厂房、库房和室内净空高度超过8m的民用建筑等场所，消火栓栓口动压不应小于0.35MPa，且消防水枪充实水柱应按13m计算；其他场所，消火栓栓口动压不应小于0.25MPa，且消防水枪充实水柱应按10m计算。

依据文献规范条文要求，消防泵压力：

式中：K为安全系数1.2～1.4；为管道各种阻力和；H为消防水池的最低有效水位至最不利水灭火设施的几何高差；H5为最不利点处水灭火设施所需的设计压力（栓口动压）。

5 案例分析

某办公楼为4层，屋面标高为20.8m，4层楼面标高为15.8m，消防泵房位于地下5.4m。该楼为多层公共建筑，高位水箱设置在屋顶水箱间内，其最高水位为23.5m，最低水位为21.05m。经核算，高位水箱最低有效水位不满足水灭火设施最不利点处的静水压力≥0.07MPa，应设稳压泵。

5.1 室内消防系统

（1）上置式：启泵压力PS1＞15-（21.05-15.8-1.1），且 ≥（23.5-21.05）+10，且 ≥15×1.05，取最大值PS1=15.75m；停泵压力PS2=15.75÷0.8=19.69m；稳压泵扬程取消防泵启泵压力P0=15.75+（21.05-15.8-1.1）+（15.8+1.1+5.4）-7=35m。（2）下置式：启泵压力PS1＞（5.4+15.8+1.1）+15，且 ≥（23.5+5.4）+7，且 ≥15×1.05，取最大值PS1=37.30m；停泵压力PS2=37.3÷0.85=43.88m；稳压泵扬程取消防泵启泵压力P0=37.3-7=30.3m。

室内消防泵设计压力P=（5.4-15.8+1.1）+25+15=62.3m（栓口动压0.25MPa，阻力损失按15m计）。

5.2 室外消防系统

如室外采用独立的临时高压消防系统，稳压泵启泵压力保证最不利消火栓栓口处静水压力≥0.17MPa，静水压力降至0.1MPa之前启动消防主泵，则启泵压力PS1≥5.4+17=22.4m；停泵压力PS2=22.4÷0.85=26.35m；稳压泵扬程取消防泵启泵压力P0=5.4+10=15.4m。

室为消防泵设计压力P=5.4+10+15=30.4m（栓口动压0.1MPa，阻力损失按15m计）。

综上所述，稳压泵上置式设计扬程较小，日用运营费用较低，稳压泵设计压力、消防泵启泵压力设置值低于消防主泵设计压力。

6 结束语

临时高压消防系统中稳压设备压力值的设置，在满足系统最不利点水灭火设施在准工作状态时所需的静水压力的情况下，尽量选择较低压力，以减少工程投资、节约日常运营成本。