气压罐的工作原理

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1、民用建筑高位消防水箱增压设施的设计探讨在民用建筑的消防给水设计中，采用临时高压给水系统的建筑物都应设置高位消防水箱，以保证最不利点消火栓或喷头的消防水压。《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(以下简称高规)规定，建筑高度不超过100m时，最不利点消火栓的静水压力不应低于0.07Mpa，建筑高度超过100m时，最不利点消火栓的静水压力不应低于0.15Mpa。在实际工程设计中，由于受建筑造型、结构设计的限制，当高位水箱的设置高度不能满足上述消火栓的静压要求时应设置增压设施。设计中常采用的增压形式有两种：一是设置增压泵；二是设

2、置气压罐。1　增压泵　　在消防水箱的出水管上设置增压泵以解决最不利点消火栓的压力要求，是一种从设计到施工都较为简单的增压形式，既方便又经济，在工程实践中得到广泛应用。其基本工作过程如图1所示：1.1增压泵的工作原理　　顶部消防给水的压力在火灾初期由增压泵供给，消防水箱出水管上设有电接点压力表，压力表设3个控制点，即上限压力值、下限压力值和启动消防泵的压力值。当系统压力升至设计上限值时，停止增压泵的运行；当系统压力降至设计下限值时，启动增压泵，系统压力上升至上限值，如此反复来维持消防系统的压力需要；当发生火灾时，消火栓水枪或喷头开始喷

3、水，系统压力下降，当降至设计压力下限值以下时，停止增压泵，启动消防泵。1.2增压泵的设计计算　　增压泵的设计计算内容主要是确定启动、停止增压泵的上限压力值、下限压力值和启动消防泵的压力值。1.2.1启动增压泵的下限压力值Hmin　　如图1所示，启动增压泵的下限压力值应为最不利点消火栓所需的水压，以建筑高度小于100m的高层建筑为例，最不利点消火栓所需的水压为：Hmin=Hq+Hd+HK+∑h-H　　根据《高规》第7.4.6.2条规定建筑高度小于100m的高层建筑消火栓的充实水柱为10m　　Hq=（αf×Hm×10）÷(1-ψ×αf×

4、Hm)=1.2×10×10÷(1-0.0097×1.2×10)　　=135.8Kpa=13.58m　　qxh=(BHq)1/2=(1.577×13.58)1/2=4.63(l/s)　　而《高规》第7.2.2条规定每支水枪流量为5L/s　　Hq=q2÷B=52÷1.577=16(m)=160(Kpa)　　Hm=Hq÷αf×（10+Hq×ψ）=160÷1.2×（10+160×0.0097）=11.54(m)=0.11Mpa　　工程设计中通常选用口径65长度25米的衬胶水带　　故Hd=AdLdq2=0.00172×25×5.02=1.08

5、m=0.01Mpa　　HK=0.02Mpa　　H为屋顶水箱至顶层消火栓栓口的距离，∑h为屋顶水箱至顶层消火栓处的水头损失　　启动增压泵的下限压力为：　　Hmin=Hq+Hd+HK+∑h-H=0.16+0.01+0.02-H=0.19(Mpa)+∑h-H1.2.2停止增压泵的上限压力值Hmax　　给水主管道由于管道、阀门等泄漏产生的压力降，根据经验一般取0.05～0.10Mpa，则停止增压泵的上限值压力为：　　Hmax=Hmin+0.05~0.10=0.19+∑h-H+0.05~0.10=0.24~0.29(Mpa)+∑h-H1.2.

6、3启动消防泵的压力值Hx　　发生火灾时，由于消火栓或喷头喷水，系统压力开始下降，当降至增压泵的下限压力值Hmin时，随着消防用水量的增大，系统压力继续下降，增压泵已不能维持消火栓压力的要求，此时启动消防泵。为了防止消防泵的误动作，由Hmin下降至Hx一般取5～10m水柱，即：　　Hx=Hmin-0.05~0.10=0.19+∑h-H-0.05~0.10=0.14~0.09(Mpa)+∑h-H1.2.4增压泵的流量　　由于系统初出水时主泵不可能立即出水，最初的流量完全由增压泵供给，所以选择稍大的流量较为合适。对于消火栓系统增压泵的流量

7、以约大于1个消火栓的出水量计，为≥5L/s。喷洒系统增压泵的流量以约大于1个喷头的出水量计，为≥1L/s。2　气压罐气压罐用于顶层消防给水的增压也是设计常用的一种增压设施。气压罐的主要作用是提供足够的消防水压，而贮存少量的消防用水，室内10min的消防水量仍然贮存在屋顶水箱中，因此，消防气压罐的容积较小，这是与其它气压给水系统的不同之处。2.1气压罐的工作原理　　消防气压罐的消防水总容积分为3个部分，即消防贮水容积（调节容积）、缓冲水容积和稳压水容积，如图2所示。系统平时的压力由稳压泵提供，当压力升高，达到稳压水容积的高水位时，稳压

8、泵自动停止运行；当压力降低，达到稳压水容积的低水位时，稳压泵自动开启，将稳压水容积提升到最高水位。如此循环以保持系统的高压状态。当发生火灾时，随着消火栓的投入使用，系统压力开始下降，当降至消防贮水容积的最低水位时，停止稳压泵，自动开启