建筑消防增压稳压系统设计分析

张 涛

(华东建筑设计研究院有限公司安徽分公司，安徽 合肥 230000)

0 引言

随着我国城市化建设的不断推进，建筑物的数量也变得越来越多，建筑消防是保证居民生命安全和财产安全的重要途径。同时，确保增压稳压系统运行的稳定性是提高建筑消防效率和质量的关键，对建筑消防增压稳压系统的容积、水量、水压和水质进行设计和完善，能够增强建筑消防增压稳压系统的稳定性。

1 建筑消防增压稳压系统的设计要求

对于建筑消防来说，增压稳压系统可以满足建筑消防标准运行状态下的静水压力，并且在火灾发生的初期，为消防工作提供用水。目前建筑消防中常用的增压稳压系统包括隔膜式气压罐、消防稳压罐等设备。例如：对于隔膜式气压罐来说，在固定的最低工作压力以及储水容积下，隔膜式气压罐中的各部分容积，都会随着工作压力的增加而增加，而隔膜式气压罐的总容积则会随着工作压力的增加而降低，因此工作压力是影响隔膜式气压罐稳定性的重要因素。

除此之外，静水压力作为影响建筑消防增压稳压系统稳定性的重要因素，在对其进行设计时，必须要充分考虑建筑消防增压稳压系统在标准运行状态下，静水压力的最不利点；同时，如果对稳压泵进行频繁的开关操作，也会在一定程度上影响建筑消防增压稳压系统运行的稳定性，从而对火灾发生初期的供水工作产生影响。基于此，静水压力、有效容积、最小工作压力等因素，是在对建筑消防增压稳压系统进行设计时需要充分考虑的内容[1]。

2 建筑消防增压稳压系统的设计研究

2.1 建筑消防增压稳压系统容积的设计

2.1.1 消防水箱有效容积

消防水箱是建筑消防增压稳压系统中进行储水的关键设备，因此在对建筑消防增压稳压系统的容积进行设计时，需要根据建筑物的等级，以及对火灾风险的评估来确定消防水箱的有效容积，进而更好地保证建筑消防增压稳压系统运行的稳定性和安全性。

当建筑物发生火灾时，建筑消防系统是在消防控制中心的统一控制下来进行灭火的。对于消防水泵来说，在启动之前的5 min之内，都是依靠消防水箱和气压罐来进行供水的，直到消防水泵完全启动。基于此，在对建筑消防增压稳压系统的容积进行设计时，不需要设置过大容积的水箱，防止成本费用增加。但对于一些建筑物等级较高或是火灾风险评级较大的情况下，需要确保消防水箱水量充足，以便于对建筑消防进行二次供水。

2.1.2 气压罐有效储水容积

气压罐是在消防水泵启动之前，对一些最不利区域可以提供储水补救功能，因此确保气压罐的有效储水容积十分关键。例如：如果临时高压自动喷水系统没有设置容积较大的消防水箱时，需要在高压自动喷水系统中增加气压罐来辅助供水。而对于气压罐来说，有效储水容积应该根据最不利处4个喷头在最低工作压力下的5 min用水量来进行确定，通常情况下，气压罐的有效储水容积应不低于1 200 L。

但对于消防水箱容积较大的建筑消防增压稳压系统来说，气压罐的有效储水容积通常在150 L左右，难以满足火灾初期的供水量，进而影响建筑消防的质量，增加了居民的安全风险，尤其是对于高层建筑来说，在发生火灾时，无法进行有效的灭火措施。基于此，在对建筑消防增压稳压系统中气压罐的有效容积进行设计时，应将最不利区域的2个消火栓 或是4个喷头在5 min内的用水量作为参考，进而保证火灾初期能够具有充足的供水量，如果是按照标准的气压罐有效容积来进行设计，那么可以将消火栓系统中气压罐的有效容积设置为3 000 L、自动喷水灭火系统气压罐的有效容积设置为1 200 L。值得注意的是，室外消火栓系统需要在进行建筑消防时，帮助消防车进行灭火工作，因此室外消火栓系统中气压罐的有效容积需要保证能够为消防车提供充足的供水。

比如说，消防气体顶压给水设备是当前建筑消防增压稳压系统中较为主流的一种气压供水装置，首先，消防气体顶压给水设备的容积，在整个建筑消防增压稳压系统中具有较高的利用率，因此经济性较高；其次，消防气体顶压给水设备在运行的过程中，可以对稳压压力和工作压力进行分开的控制，进而保障了建筑消防增压稳压系统的稳定性；最后，消防气体顶压给水设备的安装和维护流程较为简单，大大提升了建筑消防增压稳压系统运行的效率。

2.2 建筑消防增压稳压系统水量的设计

2.2.1 水量设计选定

供水量是保证建筑消防增压稳压系统运行有效性的重要因素，因此在对建筑消防增压稳压系统进行设计时，需要对水量进行全方位的考虑。通常情况下，标准的建筑消防系统中，自动喷水系统在火灾初期的供水时间为90 s～2 min，因此自动喷水系统的调节水量应在600 L左右；消火栓系统在火灾初期的供水时间为2 min，因此消火栓系统的调水量应在1 200 L左右。

2.2.2 水量的量化

为了更好地保证建筑物的安全性，在建筑物发生火灾时，必须要利用高压消防给水系统来进行初期供水，因此可以在建筑消防增压稳压系统中增加气压罐，来调节建筑消防系统的储水量和水流量。对于建筑消防增压稳压系统来说，其水量应高于消防供水系统的自动启动流量以及额定泄露水量的总和；或是按照消防供水系统标准流量的1%～3%来进行设计，进而确保能够为建筑消防提供充足的用水。

另一方面，消防规定对于建筑消防系统在火灾初期的供水量要求也在不断增加，对于一类高层公共建筑来说，火灾初期供水量应在36 000 L以上；而对于100 m以上的建筑物来说，火灾初期供水量要大于50 000 L；150 m以上的建筑物的供水量不能低于100 000 L。

对于建筑消防增压稳压系统的水量必须要进行科学、严格的量化，在发生火灾时，2个水枪以及5个喷头在30 s内的喷水量，应该在450 L左右；同时，在对自动喷水系统以及消火栓系统的水量进行设计时，要根据为火灾初期供水2 min时间作为参考依据，来进一步确定建筑消防增压稳压系统的水量，进而更好地保证建筑消防的安全性[2]。

2.3 建筑消防增压稳压系统水压的设计

建筑消防增压稳压系统的水量和水压之间有着十分紧密的关联，因此在对建筑消防增压稳压系统水压进行设计时，需要充分考虑建筑消防增压稳压系统的水量情况，进而更好地保证建筑消防增压稳压系统运行的稳定性。

首先，目前消防规定中，对于建筑消防增压稳压系统水压的要求为：高位消防水箱中的最低有效水位，要确保能够为建筑消防中的灭火设施最不利静水压力提供保障，在发生火灾初期进行充足的供水工作；对于一类高层民用建筑来说，建筑消防增压稳压系统水压不能够低于0.1 MPa，如果建筑物的高度在100 m以上，建筑消防增压稳压系统的水压则要增加到0.15 MPa；对于高层住宅、二类高层建筑、多层民用建筑来说，建筑消防增压稳压系统的水压必须要保证在0.07 MPa以上。除此之外，对于其他类型建筑的建筑消防增压稳压系统水压，也有着不同的要求，例如：工业建筑的建筑消防增压稳压系统水压，要在0.1 MPa以上；而建筑物中的自动喷水灭火系统水压，应不低于0.1 MPa，并且结合实际的供水压力来进行设计。

其次，建筑消防增压稳压系统是为火灾初期的供水整个提供保障，因此在对建筑消防增压稳压系统进行设计时，要确保技术的先进性。例如：重力加压技术是控制建筑消防增压稳压系统水压的有效技术，对于建筑消防增压稳压系统水压的分级压力和高压压力都能够提供保障。重力加压技术主要是通过应用重力原理，来在可移动顶上进行配重，同时结合活塞技术，实现在不需要外力的帮助下，就可以对建筑消防增压稳压系统的水压进行分级加压的操作；同时，重力加压技术还可以实现对建筑消防增压稳压系统水压的控制，从0.07 MPa到0.2 MPa的高压都可以进行分级加压。

2.4 建筑消防增压稳压系统水质的设计

水质也是影响建筑消防增压稳压系统运行稳定性的重要因素，由于水箱中的水质，会随着建筑物的生活用水而发生变化，从而形成无章可循的现象，尤其是在水箱中储水量增加的情况，对于建筑消防增压稳压系统水质的要求也变得越来越高。在实际的运行过程中，确保建筑消防增压稳压系统水质无污染性、腐蚀性，并且不具有悬浮物，是保障建筑消防安全性的重要因素。

从目前的建筑消防增压稳压系统水质的情况来看，还存在着一定的问题。比如说，在空气流通快、空气湿度低的环境下，水箱中的水也会加快蒸发速度，进而造成水箱中产生污垢，影响水质；而在夏季高温的环境下，水箱中的水还会变质、产生异味，严重影响了建筑消防的质量；而对于敞开式水箱来说，由于水不能够流动使用，因此会造成水箱内产生严重的淤积。导致建筑消防增压稳压系统水质较差的主要原因，是由于许多建筑物的消防用水和生活用水并没有进行区分，并且使用了变频供水技术，导致水箱内的水常常会受到二次污染，因此在实际的建筑消防工作中，不仅影响了消防水质，还降低了建筑消防的安全性。

基于此，采取密闭储存的技术手段，能够有效提升建筑消防增压稳压系统的水质，将水箱中的水进行真空保存，无论是在进水还是出水的情况下，都会在真空的环境下进行，严格保证建筑消防增压稳压系统的水质，防止水箱中的水受到污染，进而提高建筑消防工作的安全性[3]。

3 结语

容积、水量、水压和水质都是影响建筑消防运行稳定性和安全性的重要因素，因此在对建筑消防增压稳压系统进行设计和完善时，需要从各个角度来进行，综合考虑建筑消防增压稳压系统运行的各个要素，进而进行更加科学、完善的设计，并且能够为居民的生命安全和财产安全，提供更加坚实的保障。