建筑消防增壓穩壓系統設計分析

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，確保增壓穩壓系統運行的穩定性是提高建筑消防效率和質量的關鍵，對建筑消防增壓穩壓系統的容積、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壓系統的穩定性。

1 建筑消防增壓穩壓系統的設計要求

對于建筑消防來說，增壓穩壓系統可以滿足建筑消防標準運行狀態下的靜水壓力，并且在火災發生的初期，為消防工作提供用水。目前建筑消防中常用的增壓穩壓系統包括隔膜式氣壓罐、消防穩壓罐等設備。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壓系統穩定性的重要因素，在對其進行設計時，必須要充分考慮建筑消防增壓穩壓系統在標準運行狀態下，靜水壓力的最不利點；同時，如果對穩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壓系統運行的穩定性，從而對火災發生初期的供水工作產生影響。基于此，靜水壓力、有效容積、最小工作壓力等因素，是在對建筑消防增壓穩壓系統進行設計時需要充分考慮的內容[1]。

2 建筑消防增壓穩壓系統的設計研究

2.1 建筑消防增壓穩壓系統容積的設計

2.1.1 消防水箱有效容積

消防水箱是建筑消防增壓穩壓系統中進行儲水的關鍵設備，因此在對建筑消防增壓穩壓系統的容積進行設計時，需要根據建筑物的等級，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壓系統運行的穩定性和安全性。

當建筑物發生火災時，建筑消防系統是在消防控制中心的統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?；诖?，在對建筑消防增壓穩壓系統的容積進行設計時，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壓系統來說，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，在發生火災時，無法進行有效的滅火措施。基于此，在對建筑消防增壓穩壓系統中氣壓罐的有效容積進行設計時，應將最不利區域的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中氣壓罐的有效容積設置為3 000 L、自動噴水滅火系統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壓系統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壓系統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壓系統的穩定性；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壓系統運行的效率。

2.2 建筑消防增壓穩壓系統水量的設計

2.2.1 水量設計選定

供水量是保證建筑消防增壓穩壓系統運行有效性的重要因素，因此在對建筑消防增壓穩壓系統進行設計時，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中，自動噴水系統在火災初期的供水時間為90 s～2 min，因此自動噴水系統的調節水量應在600 L左右；消火栓系統在火災初期的供水時間為2 min，因此消火栓系統的調水量應在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，在建筑物發生火災時，必須要利用高壓消防給水系統來進行初期供水，因此可以在建筑消防增壓穩壓系統中增加氣壓罐，來調節建筑消防系統的儲水量和水流量。對于建筑消防增壓穩壓系統來說，其水量應高于消防供水系統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，消防規定對于建筑消防系統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壓系統的水量必須要進行科學、嚴格的量化，在發生火災時，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，在對自動噴水系統以及消火栓系統的水量進行設計時，要根據為火災初期供水2 min時間作為參考依據，來進一步確定建筑消防增壓穩壓系統的水量，進而更好地保證建筑消防的安全性[2]。

2.3 建筑消防增壓穩壓系統水壓的設計

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

首先，目前消防規定中，對于建筑消防增壓穩壓系統水壓的要求為：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，建筑消防增壓穩壓系統水壓不能夠低于0.1 MPa，如果建筑物的高度在100 m以上，建筑消防增壓穩壓系統的水壓則要增加到0.15 MPa；對于高層住宅、二類高層建筑、多層民用建筑來說，建筑消防增壓穩壓系統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壓系統水壓，也有著不同的要求，例如：工業建筑的建筑消防增壓穩壓系統水壓，要在0.1 MPa以上；而建筑物中的自動噴水滅火系統水壓，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，建筑消防增壓穩壓系統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壓系統進行設計時，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壓系統水壓的有效技術，對于建筑消防增壓穩壓系統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，實現在不需要外力的幫助下，就可以對建筑消防增壓穩壓系統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對建筑消防增壓穩壓系統水壓的控制，從0.07 MPa到0.2 MPa的高壓都可以進行分級加壓。

2.4 建筑消防增壓穩壓系統水質的設計

水質也是影響建筑消防增壓穩壓系統運行穩定性的重要因素，由于水箱中的水質，會隨著建筑物的生活用水而發生變化，從而形成無章可循的現象，尤其是在水箱中儲水量增加的情況，對于建筑消防增壓穩壓系統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壓系統水質無污染性、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壓系統水質的情況來看，還存在著一定的問題。比如說，在空氣流通快、空氣濕度低的環境下，水箱中的水也會加快蒸發速度，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壓系統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壓系統的水質，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，都會在真空的環境下進行，嚴格保證建筑消防增壓穩壓系統的水質，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定性和安全性的重要因素，因此在對建筑消防增壓穩壓系統進行設計和完善時，需要從各個角度來進行，綜合考慮建筑消防增壓穩壓系統運行的各個要素，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。