新消规消防增压稳压设备工作原理

1 引言在完整的消防系统中，消防增压稳压设备是不可忽视的组成部分。我国社会的发展速度飞快，传统的消规内容的应用暴露出很多问题。在这种背景下，国家相关部门出台了 GB50974—2014 《消防给水及消火栓系统技术规范》，以下简称《新消规》，对当前的消防增压稳压设备的各种压力参数以及工作原理进行了明确的阐述，为目前消防设施的设计工作提供了技术支持以及法律支持。
        2《新消规》消防增压稳压设备的工作原理消防增压稳压设备的应用主要有 2 方面的作用：
        （1）消防增压稳压设备的应用满足了火灾初期消防系统中对于水压和水量的实际需求；
        （2）消防增压稳压设备的应用对消防主泵进行了启动，消防栓是通过高位消防水箱出水管上的压力开关，自喷灭火系统是通过报警阀处的压力开关。在现实情况中，存在着不同类型的消防增压稳压设备，但是无论是何种类型的消防增压稳压设备，气压泵的作用都是不可忽视的，在保持火灾救援所需的水压方面发挥着非常重要的作用。而通过消防气压泵的工作原理就可以来分析消防增压稳压设备的工作原理。首先，在消防气压罐中，消防水容积由 3 部分组成：稳压水容积、缓冲水容积和消防储水容积。正常情况下，消防增压稳压设备中的稳压泵只需要承担平时的压力，当压力不断上升，达到稳压水容积高水位压力时，稳压泵就会暂时停止运行。而当压力再次下降时，稳压泵就会重新启动，恢复运行，重新维持系统的压力。在实际的火灾扑救过程中，消防水的使用情况会降低系统压力。一开始系统压力会降低，当降到最低水位的压力时，稳压泵的运行就会暂时停止，消防泵就会自动启动，投入到火灾扑救工作中。而在传统消防规范中，对于消防泵的要求是，在正式启动消防泵之前要对稳压灌进行 30s 的供水，而在《新消规》中则消除了这一条。但是对给水以及消火栓系统进行了进一步说明，即要求将消防水泵接到启泵信号到正常运行的这段时间控制在 2min 以内。但是在实际情况中，只要是正常运行状态的消防水泵，从接到启泵信号到正常运行的时间只需要消耗 55s。即便是遇到了一台消防水泵性能故障，启动备用泵，也仅需要耗费 60s 的时间，《新消规》中在这方面的考虑还存在一定的缺陷。另外，《新消规》中要求稳压灌中的有效水容积部的低于 150L，但是在实际情况中，消防气压罐的缓冲水容积应当高于 20L[1]。
        3 《新消规》对消防增压稳压设备工作原理的设计的影响众所周知，消防增压稳压设备的设计以及选用都需要严格遵守国标图集《消防增压稳压设备选用与安装》隔膜式气压罐（98S205）的相关规定，但是其中涉及的消防增压稳压设备设计要求依然是按照 GB 50016—2006 《建筑设计防火规范》中的 30s 正常启动消防水泵。如果按照《新消规》中的规定，将启动时间控制到 2min，那么增压稳压设备的选用是否仍然按照国标图集的相关规定呢？结果显而易见，如果按照 30s 启动消防水泵的标准，那么需要进行消防水泵的切换时，1.5min 的系统压力是明显不够的。如果按照 2min 来进行消防增压稳压设备的设计，那么设备就需要重新进行设计，将稳压泵流量或者气压罐的有效容积扩大到原先的 4 倍。如果将稳压泵的流量扩大 4 倍，那么具体实施步骤又是怎样？因为 CECS 76—1995《气压给水设计规范》中明确规定了稳压水泵流量以及消火栓系统应当控制在5L/s 以下，自动喷水灭火系统也应当控制在 1L/s 以内。而这显然又与《新消规》中稳压泵流量不小于 1L/s 产生了冲突。如果将气压罐的有效容积扩大 4 倍，那么在主泵 30s 启动完成之后，气压罐还要继续工作。而且气压罐的 Ps2 在正常情况下也都比系统主泵工作过程中的系统压力要大，而此时气压罐的继续工作将会对系统主泵的正常启动以及运行造成严重的影响，甚至对系统主泵造成性能损伤。而且，将气压罐的有效容积扩大到 4 倍，并确保在 3min 内充满，那么消火栓稳压泵的流量就必须要控制到 6.675L/s 以上，自喷稳压泵的流量就必须要控制到 2.235L/s 以上，而这又与 CECS 76—1995《气压给水设计规范》中的相关条款产生了冲突。如果降低消防增压稳压设计的压力，将其控制在 7m 或者15m 的静水压要求上，就可以确保主泵工作的时候系统压力比消防增压稳压设备 Ps2 压力大，主泵就可以实现正常的启动，但是这显然违背了重视火灾初期系统可靠性而进行增压稳压设备设计的初衷。如果充分考虑“主泵故障的自动切换”，显然也应当考虑“主泵故障人工手动启动的 5min”。如果按照 5min 钟的标准，那么现有的气压罐增压就已经不再适用于当前火灾扑救形式，只能进行直接用水泵增压的设计或者通过气压消防给水的设计。
        4 《新消规》对消防增压稳压设备工作原理的设计建议在《新消规》的影响下，消防增压稳压设备工作原理的设计就只能将增压稳压形式图集的增压稳压设备与增压主泵进行有机的结合。首先，还是依然使用平时或者主泵正常启动时间控制在 30s，同时只进行消防增压稳压设备中气压罐的运行，而启主泵信号传递给增压主泵的时间要延长 10s 或者20s。其次，如果主泵出现故障，不受水泵切换的影响，也不受人工泵房启动的影响，只要主泵超过 30s 的时间没有进入正常工作状态，那么就要使用增压主泵，暂停稳压小泵。最后，当主泵的工作状态恢复正常之后，就可以停止稳压设备的运行、并进行增压主泵的停泵。另外，在《新消规》的影响下，消防增压稳压设备工作原理的设计需要注意以下几点：
        （1）为了保证系统主泵的顺利启动，应当将增压主泵的正常启动时间进行延长，并通过实践经验，确定延长的具体时间；
        （2）为了确保系统主泵的顺利启动，还应当注意增压主泵运行时候的系统压力应当明显低于系统主泵运行时候的系统压力；
        （3）上置消防增压稳压设备和增压主泵，借助模块化设计的方式将增压主泵的功率控制在合理范围内；
        （4）针对设计室内消火栓用水量不大于 10L/s，同时需要启动消防主泵的少数高层建筑和二类高层住宅而言，此类消防增压稳压设备的设计意义不大，应当根据实际情况选择其他对策。例如，可以针对建筑布置进行调整，或者通过一系列手段控制消防水箱设备，使其达到最不利灭火设施静水压0.07MPa 的条件[3]。
        5 结语综上所述，在进行火灾扑救的过程中，火灾初期成功灭火最为重要。而满足火灾初期的消防供水条件具有十分重要的意义。为了更好地应用《新消规》调整消防增压稳压设备中的运行参数，相关部门还需要加强工作人员对《新消规》的学习，学习消防增压稳压设备工作原理，从而严格按照《新消规》的相关内容开展设计工作，进而更好地满足当今社会火灾扑救工作的需要。