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阅读 929 次 喷淋系统启动时间的探讨

摘要:喷淋系统的启动时间是一个非常关键的因素,喷淋主泵能否及时启动往往是喷淋系统的能否有效控制初期火灾的关键所在。在设计,施工,调试过程中都有对喷淋系统的启泵时间产生影响的控制因素,故笔者以一个喷淋系统的实际工程调试案例,对这些问题进行阐述,特别是在设计中可能容易忽略的问题进行一个分析,让设计出的喷淋系统能更好的保护我们生命及财产的安全。...

 喷淋系统启动时间的探讨

郭  玮 董升琪 史  晟

陕西省建筑设计研究院有限责任公司

咸阳力高房地产开发有限公司

陕西省建筑设计研究院有限责任公司

前言

对于高层建筑,公共建筑,特别是酒店类的建筑,火灾危险性大,工作人员的消防安全技能存在差异,给有效处理和遏制火灾发展带来较大不确定性。所以,采用自动喷淋系统可降低工作人员在紧急情况下的应急处置负担和由于处置不当导致火势扩大的不确定性风险,提高高层建筑特别是公共建筑的安全性。

一、工程实例及问题介绍

某五星级酒店,总建筑高度为99.8m,消防水箱底标高103.0m。屋面增压稳压泵房标高102.5m,地下室泵房位于酒店-2层,泵房地面标高-8.2米,湿式报警阀阀芯标高-6.8m,喷淋系统分高低两区,高区分两个湿式报警阀,13~20为一个1#湿式报警阀,21~28层为一个2#湿式报警阀,建筑1~5层为裙房,5~28层为客房,层高3.6m,且格局完全一致。现对2#湿式报警阀所控制的21~28#层客房层进行重新装修。重新装修涉及喷淋系统的改造部分为:每层的水流指示器后的所有管道、阀门、喷头全部更换。装修完毕后进行调试,打开28层末端试水阀,湿式报警阀在10分钟之内不能启动。

二、初步分析原因

1、系统参数值设置没有恢复到设计参数;

2、湿式报警阀,过滤器,延时器有堵塞;

3、管道中有局部堵塞,加大水损,导致排水不畅;

4、湿式报警阀使用年限长,不够灵敏。

三、问题排查

1、系统参数值设置没有恢复到设计参数。

    调试:稳压泵参数:流量:6m3/h, 扬程:20m,一用一备。稳压罐1m³,有效容积调节容积150L,稳压罐显示压力0.09MPa。(稳压泵启闭压力设置:0.05~0.10)。28层末端试水装置显示压力值0.13MPa。该设置值小于原一次土建设计图纸参数值,故欲调高稳压泵稳压参数值,调高稳压泵启闭压力设置:0.10~0.15MPa,稳压泵开启后,一直在运行状态,但是系统压力无法提升。排查原因,泵房的喷淋主管的泄压阀设置值偏低,不在设计压力值。调整泄压值至1.48MPa。

    思考:本项目为多年使用项目,喷淋管道已使用十几年之久,已出现过局部管道卡箍接口橡胶垫片老化,导致管道漏水的现象,为降低管道压力,平时的系统保压一般都设置在最低的范围,故调低泄压阀泄水压力,仅维持末端试水装置压力显示0.13MPa左右。即仅满足最不利点喷头在准工作状态下静压为0.10MPa。从旧规5.0.1系统最不利点的工作压力不应低于0.05MPa来看,这条似乎也没有问题。但是调低系统的泄压阀压力,会使得主泵启动时系统无法达到设计压力值,导致控火失败。故不能一味的系统的设计压力值,应以原设计压力为依据。这也为设计者提了一个要求,就是在设计中,在留足富余量的要求内,应用减小管道阻力损失,使整个系统压力值降低,以较小漏损的几率。特别对高档酒店的精装修的项目,漏水会造成水渍污染。

2、湿式报警阀,过滤器,延时器有堵塞。

调试:测试湿式报警阀,打开湿式报警阀上段试水阀,水力警铃报警时间40S。清理湿式报警阀配套过滤器,延时器,检查压力开关及水力警铃。过滤器有黑色杂质,延时器延时时间10秒,水力警铃状态良好。打开湿式报警阀检查,启闭良好。密封圈良好。

思考:因为这些都是已有的设备,且平时每个月都需要开启检查,所以很方便检查,先简单排查一下。管道中的杂质可能来源于水质,还有可能来源于系统管道的锈蚀,由于本工程多年使用,在管道内侧有锈蚀。从该杂质的量多少也可以看出管道内部的情况。另如管道中杂质较多,容易堵塞湿式报警阀的至延时器的泄水小孔,造成进入延时器水量减小,压力开关延时动作。本次调试时间延长,是否因为此项还不能确定。

3、管道中有局部堵塞,加大水损,导致排水不畅。

调试:打开各层末端排水阀,采用主泵打压,正向清洗。考虑到系统中管道的实际安装情况,酒店安装中管线较多,重装酒店的管道上下弯曲绕行就更严重,故我们采用了反向冲洗排水。关闭湿式报警阀进水,从湿式报警阀上端排水,泄尽管道中的排水。

思考:在排水过程中,开始水流一直稳定,当十几分钟后,出水逐渐减小,当水即将排尽时,排水管开始反吸气,一两分钟后又开始哗啦啦排水,之后又开始吸气,一会后又开始排水,如此反复七八次后,打开末端排水阀,管道中气体排尽。说明管道中有气柱,被水柱分隔成一段一段的。因为立管末端有排气阀,且排气阀已检查过正常使用,在调试之初也手动排气过,故气柱不应存在立管中,应该存在于横管的上下弯处。故在补水过程中,我们采用水箱缓慢补水,以最大限度的达到排气的目的。

4、水力计算反验证(以28层图纸管网为计算依据,进行理论计算)

28层起端入口压力

末端试水的出水量

1

0.22MPa

1.6L/S

2

0.24MPa

1.67L/S

3

0.26MPa

1.77L/S

3

0.30MPa

1.87L/S

4

0.34MPa

1.99L/S

5

0.38MPa

2.11L/S

6

0.42MPa

2.21L/S

7

0.46MPa

2.32L/S

8

0.50MPa

2.42L/S

 

5、屋顶稳压泵流量6m³/H.即Q=6/3.6=1.67L/S

当系统稳压罐稳压在0.18MPa~0.22MPa时,28层起端入口压力0.20MPa~0.24MPa时,在静压时,末端压力表压力为0.22MPa~0.26MPa末端喷头静压在0.20MPa~0.24MPa左右。此时开始试水,则末端瞬间流量为1.6~1.7之间,或则略大一些。随着出水时间增长,管道中压力略下降,当泄水量等于稳压罐的补水量时,系统平衡,就出现了湿式报警阀上下水压僵持不下的情况。并且持续相当一段时间。此时稳压罐压力,如果稳压泵的稳压范围较小,则可能导致稳压泵启动,湿式报警阀下端压力迅速增加,能瞬间形成压差,打开湿式报警阀;如果稳压泵的启泵范围较大,系统压力下降不能达到启泵的压力点,整个系统持续平衡,导致湿式报警阀迟迟不能开启。

6、气压罐计算反验证(以新规进行理论计算)

消规5.3.3.3:稳压泵的设计压力应保持系统最不利点处的水灭火设置应在准工作状态时的静压力应大于0.15MPa.

消规5.3.3.2稳压泵的设计压力应保持系统自动启泵压力设置点处的压力在准工作状态时大于系统设置自动启泵压力值,且增加值宜为0.07MPa~0.10MPa.

计算:最不利点压力为28层末端试水装置前的那个喷头,静压力为0.15MPa.此时试水装置的表压显示为0.16MPa.(现场二者高差1米)。此时:

屋顶稳压装置的气压罐最低工作压力P1(水柱)=15-3=12米;

气压罐最高工作压力P2=(0.12+0.098)/0.8-0.098=0.18MPa. (取a=0.65~0.85)

7、设计中应该注意的要点(结合新规):新的消防给水及消火栓系统技术规范中5.3.2条规定:

(1)稳压泵的设计流量不应小于消防给水系统管网的正常泄漏量和系统自动启动流量。从这条可以看出新规的稳压泵设计流量要小于旧规的稳压泵设计流量,旧规的稳压泵设计流量要求满足一个消火栓的出水流量,而新规只是要求稳压泵满足平时系统压力,只起到稳压的作用。另外在消防给水系统中,有些报警阀等压力开关需要一定的流量才能启动,所以稳压泵的流量应大于这一流量。比如水流指示器的报警流量:报警流量>15L/min,≤37.5L/min,而水力警铃是按压力来启动的,驱动压力:≥0.05MPa,放水流量>1L/s时报警阀应及时启动。

(2)消防给水系统管网的正常泄漏量应根据管道材质、接口形式等确定,当没有管网泄漏量数据时,稳压泵的设计流量宜按消防给水设计流量的1%~3%计,且不宜小于1L/s。稳压泵的设计流量是根据其功能确定,满足系统维持压力的功能要求,就要使其流量大于系统的泄漏量,否则无法满足。因此规定稳压泵的设计流量应大于系统管网的漏水量。对于老旧或改造工程的自动喷水管网泄漏量宜取大值,即消防给水设计流量的3%。所以,在实际工程当中,除了考虑节能和节省材料外,还得注意稳压泵设备的控制以及其他设备和管网平时的检修,以满足系统的正常工作。

(本文来源:陕西省土木建筑学会   文径网络工程项目投资中心:刘红娟 尹维维 编辑   刘真 文径 审核)

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