稳压罐的计算.pptx
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P01 = P2 + 0.02~0.03Mpa P02 = P01 + 0.05~0.06Mpa = P2 + 0.07~0.09MPa 2.2.3 计算举例
笔者在一栋建筑高度接近 100m 的一类综合楼建筑中，顶部几层采用立式气压罐稳压，屋顶水箱至顶层 消火栓栓口的距离:H = 4m。屋顶水箱至顶层消火栓处的水头损失∑h=0.82m
图 2 气压罐加压工计计算内容主要有两个部分，即气压罐总容积的计算和每个压力控制点压力值 的 计算。总容积的计算确定所选压力罐的大小，压力的计算确定稳压泵的启、停范围以及开启消防泵的 压力 值。 1. 气压罐的总容积V
气压罐的总容积一般按公式V= βVX÷(1- αb)计算。 式中：V 为气压罐的总容积m3；V 为消防水总容积等于消防贮水容积、缓冲水容积和稳压水容积之和；
X
β 为气压罐的容积系数，卧式、立式、隔膜式气压罐的容积系数分别为 1.25，1.10 和 1.05；αb为气压 罐 最低工作压力和最高工作压力之比（以绝对压力计），一般宜采用 0.65～0.85。
消防贮水总容积（VX）：设置气压罐的目的是为了保证火灾发生初期消防泵没有启动之前消火栓和喷 头所需的水压，这段时间约为 30s。对于消火栓给水系统，按同时使用 2 支水枪（每支水枪流量 5 L/s）计， 消防贮水容积为 2*5*30=300L；对于自动喷水灭火系统，按 5 个喷头同时开启，每个喷头以 1 L/s 计，消 防贮水容积为 5*1*30=150L。当 2 个系统共用气压罐时，消防贮水总容积为 300+150=450L。
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，自动开启消防泵灭火。
缓冲水容积V1一般不小于 20L，稳压水容积 V2 一般不小于 50L。 2. 压力控制点压力值的计算
气压罐设 4 个压力控制点，如图 2 所示。其中：P1 为气压罐最低工作压力点或气压罐充气压力，即消
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防贮水容积的下限水位压力，等于最不利点消火栓所需的水压Hmin，其计算方法同增压泵；P2为最高工作压 力，即启动消防泵的压力值。按下式计算：
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简单介绍一下建筑消防给水工程的组成: 建筑消防给水工程由消防给水水源、消防给水设备、管路系统、室内灭火设备及系统附件 组 成。 消防给水设备又分为：自动给水设备（消防水箱）、主要给水设备（消防水泵）、临时给水设 备（水泵接合器）、局部增压设备（气压消防给水设备）。 气压给水设备的应用方式: (1)做增加启动设施 当高位消防水箱设置高度不能满足最不利点灭火设备所需的静水压力要求时,可采用在高位 消防水箱下附设一个气压罐和 1 台稳压泵.高位消防水箱用来保证初期火灾所需的水量.气 压 水罐有 2 个作用: a.满足系统最不利点或附近几层的灭火设备所需的水压; b.启动稳压泵和消防水泵.稳压泵用来给气压罐补水,以保证气压罐启动水量 450L(相当于火 灾初起时两支水枪和 5 个喷头工作 30s 的消防用水量)的常备储存. 见下图:
气压罐工作压力比：αb = 0.76 气压罐总容积：V= βVX÷(1- αb) = 1.1×(300+20+50)÷(1-0.76)=1.70m3 选用：SQL1000×0.6 气压罐一台 气压罐充气压力： P1 =Hmin= Hq+ Hd+ HK+∑h-H = 0.16+0.01+0.02+0.0082-0.04 = 0.14(Mpa) 最高工作压力：P2 =（P1 + 0.098）÷ αb - 0.098 = 0.14 ÷ 0.76-0.098 = 0.22 (Mpa) 稳压泵启动压力：P01 = P2 + 0.02~0.03Mpa = 0.22+0.02~0.03 = 0.24~0.25(Mpa) 稳压泵停泵压力：P02 = P2 + 0.07~0.09Mpa = 0.22+0.07~0.09 = 0.29~0.31(Mpa) 稳压泵扬程：H = (P01 +：P02 )÷2 = (0.24+0.39)÷2 = 0.27 (Mpa) 稳压泵流量：Q ≤5.0L/S 选用 40LG12-15×2 水泵两台 一用一备 每台：Q = 4.17L/s H = 27m N = 2.2KW 2.2.4 稳压泵的流量 由于消防初期流量由气压罐供给，泵的流量只需考虑系统的渗漏量或气压罐对流量的要求，所以流量 可适当选小一点。对于消火栓系统稳压泵的流量以约小于 1 个消火栓的出水量计，为≤5 L/s。喷洒系统 稳 压泵的流量以约小于 1 个喷头的出水量计，为≤1 L/s。 3 两种增压设施的比较 单设管道泵的增压系统设备简单，占地面积小，设计与施工都较方便，系统控制简单，保证系统正常 工作的前提是需选择性能良好的低功率管道泵，可靠的继电器开停装置；供电应保证双回路并能自动切换 。 此种增压方式存在的不足之处为：对于管网漏损压力波动较大的供水系统，管道泵的启停频繁，设备容 易 损害，故障率高，能耗提高，从而增加运行费用。同时消防安全度较低。 与单设管道泵的增压系统相比，气压罐不但能调节容积（贮存 30s 的室内消防用水），更重要的是贮 存能量。稳压泵每启动 1 次，可以长时间地维持管网压力，设备启动次数少，运行费用低，顶部管网经常 处于承压水状态，供水安全可靠。火灾初期，气压罐不但能保证顶部几层消火栓和喷头的压力要求，而 且 能提供 30s 的室内消防用水（450L）。即消火栓或喷头随时可以取得符合压力要求的消防用水，在这一 点 上气压罐明显-优于增压泵。但气压罐增压系统也存在不足之处：设备占地面积相对较大，一次性投资 相对 较高。
(2)代替高位消防水箱
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某些建筑(或场所)设置高位消防水箱有困难,可采用气压给水设备代替高位消防水箱.此时气 压罐应满足两点要求:
a.储存火灾初期 10 分钟的室内消防用水量;
b.保证扑救初期火灾所需的消防水压.
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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
P2 =（P1 + 0.098）÷ αb - 0.098 P01 为稳压水容积下限水位压力，此时启动稳压泵；P02为稳压水容积上限水位压力，即气压罐最高工作 压力，此时停止稳压泵。 由于压力传感器有精度、稳定性的要求，一般使缓冲水容积的上、下限水位压差不小于 0.02~0.03 Mpa； 稳压水容积的上、下限水位压差不小于 0.05 ~0.06Mpa。则：
笔者在一栋建筑高度接近 100m 的一类综合楼建筑中，顶部几层采用立式气压罐稳压，屋顶水箱至顶层 消火栓栓口的距离:H = 4m。屋顶水箱至顶层消火栓处的水头损失∑h=0.82m
图 2 气压罐加压工计计算内容主要有两个部分，即气压罐总容积的计算和每个压力控制点压力值 的 计算。总容积的计算确定所选压力罐的大小，压力的计算确定稳压泵的启、停范围以及开启消防泵的 压力 值。 1. 气压罐的总容积V
气压罐的总容积一般按公式V= βVX÷(1- αb)计算。 式中：V 为气压罐的总容积m3；V 为消防水总容积等于消防贮水容积、缓冲水容积和稳压水容积之和；
X
β 为气压罐的容积系数，卧式、立式、隔膜式气压罐的容积系数分别为 1.25，1.10 和 1.05；αb为气压 罐 最低工作压力和最高工作压力之比（以绝对压力计），一般宜采用 0.65～0.85。
消防贮水总容积（VX）：设置气压罐的目的是为了保证火灾发生初期消防泵没有启动之前消火栓和喷 头所需的水压，这段时间约为 30s。对于消火栓给水系统，按同时使用 2 支水枪（每支水枪流量 5 L/s）计， 消防贮水容积为 2*5*30=300L；对于自动喷水灭火系统，按 5 个喷头同时开启，每个喷头以 1 L/s 计，消 防贮水容积为 5*1*30=150L。当 2 个系统共用气压罐时，消防贮水总容积为 300+150=450L。
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，自动开启消防泵灭火。
缓冲水容积V1一般不小于 20L，稳压水容积 V2 一般不小于 50L。 2. 压力控制点压力值的计算
气压罐设 4 个压力控制点，如图 2 所示。其中：P1 为气压罐最低工作压力点或气压罐充气压力，即消
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防贮水容积的下限水位压力，等于最不利点消火栓所需的水压Hmin，其计算方法同增压泵；P2为最高工作压 力，即启动消防泵的压力值。按下式计算：
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简单介绍一下建筑消防给水工程的组成: 建筑消防给水工程由消防给水水源、消防给水设备、管路系统、室内灭火设备及系统附件 组 成。 消防给水设备又分为：自动给水设备（消防水箱）、主要给水设备（消防水泵）、临时给水设 备（水泵接合器）、局部增压设备（气压消防给水设备）。 气压给水设备的应用方式: (1)做增加启动设施 当高位消防水箱设置高度不能满足最不利点灭火设备所需的静水压力要求时,可采用在高位 消防水箱下附设一个气压罐和 1 台稳压泵.高位消防水箱用来保证初期火灾所需的水量.气 压 水罐有 2 个作用: a.满足系统最不利点或附近几层的灭火设备所需的水压; b.启动稳压泵和消防水泵.稳压泵用来给气压罐补水,以保证气压罐启动水量 450L(相当于火 灾初起时两支水枪和 5 个喷头工作 30s 的消防用水量)的常备储存. 见下图:
气压罐工作压力比：αb = 0.76 气压罐总容积：V= βVX÷(1- αb) = 1.1×(300+20+50)÷(1-0.76)=1.70m3 选用：SQL1000×0.6 气压罐一台 气压罐充气压力： P1 =Hmin= Hq+ Hd+ HK+∑h-H = 0.16+0.01+0.02+0.0082-0.04 = 0.14(Mpa) 最高工作压力：P2 =（P1 + 0.098）÷ αb - 0.098 = 0.14 ÷ 0.76-0.098 = 0.22 (Mpa) 稳压泵启动压力：P01 = P2 + 0.02~0.03Mpa = 0.22+0.02~0.03 = 0.24~0.25(Mpa) 稳压泵停泵压力：P02 = P2 + 0.07~0.09Mpa = 0.22+0.07~0.09 = 0.29~0.31(Mpa) 稳压泵扬程：H = (P01 +：P02 )÷2 = (0.24+0.39)÷2 = 0.27 (Mpa) 稳压泵流量：Q ≤5.0L/S 选用 40LG12-15×2 水泵两台 一用一备 每台：Q = 4.17L/s H = 27m N = 2.2KW 2.2.4 稳压泵的流量 由于消防初期流量由气压罐供给，泵的流量只需考虑系统的渗漏量或气压罐对流量的要求，所以流量 可适当选小一点。对于消火栓系统稳压泵的流量以约小于 1 个消火栓的出水量计，为≤5 L/s。喷洒系统 稳 压泵的流量以约小于 1 个喷头的出水量计，为≤1 L/s。 3 两种增压设施的比较 单设管道泵的增压系统设备简单，占地面积小，设计与施工都较方便，系统控制简单，保证系统正常 工作的前提是需选择性能良好的低功率管道泵，可靠的继电器开停装置；供电应保证双回路并能自动切换 。 此种增压方式存在的不足之处为：对于管网漏损压力波动较大的供水系统，管道泵的启停频繁，设备容 易 损害，故障率高，能耗提高，从而增加运行费用。同时消防安全度较低。 与单设管道泵的增压系统相比，气压罐不但能调节容积（贮存 30s 的室内消防用水），更重要的是贮 存能量。稳压泵每启动 1 次，可以长时间地维持管网压力，设备启动次数少，运行费用低，顶部管网经常 处于承压水状态，供水安全可靠。火灾初期，气压罐不但能保证顶部几层消火栓和喷头的压力要求，而 且 能提供 30s 的室内消防用水（450L）。即消火栓或喷头随时可以取得符合压力要求的消防用水，在这一 点 上气压罐明显-优于增压泵。但气压罐增压系统也存在不足之处：设备占地面积相对较大，一次性投资 相对 较高。
(2)代替高位消防水箱
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某些建筑(或场所)设置高位消防水箱有困难,可采用气压给水设备代替高位消防水箱.此时气 压罐应满足两点要求:
a.储存火灾初期 10 分钟的室内消防用水量;
b.保证扑救初期火灾所需的消防水压.
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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
P2 =（P1 + 0.098）÷ αb - 0.098 P01 为稳压水容积下限水位压力，此时启动稳压泵；P02为稳压水容积上限水位压力，即气压罐最高工作 压力，此时停止稳压泵。 由于压力传感器有精度、稳定性的要求，一般使缓冲水容积的上、下限水位压差不小于 0.02~0.03 Mpa； 稳压水容积的上、下限水位压差不小于 0.05 ~0.06Mpa。则：