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自动喷水灭火系统流量开关启泵参数

sunbet2020-04-29杂志市场175
1 流量开关启泵参数缺少规范依据根据《自动喷水灭火系统设计规范》[1]GB50084-2017(以下简称《喷规》),自动喷水灭火系统的临时高压系统,需要在高位水箱出水管上设置流量开关,用于开

1 流量开关启泵参数缺少规范依据

根据《自动喷水灭火系统设计规范》[1]GB50084-2017(以下简称《喷规》),自动喷水灭火系统的临时高压系统,需要在高位水箱出水管上设置流量开关,用于开启喷淋泵。流量开关的启泵流量参数,《喷规》中没有规定,《消防给水及消火栓系统技术规范》[2]GB 50974-2014(以下简称《消水规》) 也未规定。

自动灭火系统流量开关启动消防主泵的参数,关系到水泵能否及时自动启动灭火,关系到水泵平时准工作状态会否误动作,显然是个非常重要的参数,其重要性不亚于水泵出水干管上的压力开关启泵参数。对于压力开关启泵参数,《消水规》做了详细规定,设计工程师在设计文件上都要根据规范而给出设计值,作为消防系统施工安装及调试验收的依据,甚至指导日后的运行。对于和水泵出口压力开关同等重要的流量开关启泵参数,同样也需要设计师设计且需在设计文件上确定,作为消防系统施工安装及调试验收的依据的。但是对于设计工程师来说,设计流量开关启泵参数比设计压力开关启泵参数要困难很多,其主要原因如下:

首先,流量开关启泵对绝大多数工程师特别是民用建筑的给排水设计工程师来说是很生疏的,甚至以往从来没有经历过,远不像压力开关那样熟练应用或掌握。第二,缺少规范依据或指导。《消水规》没有像规定压力开关参数那样规定流量开关具体的启泵参数值,消防产品标准里也只有压力开关标准而没有流量开关标准。第三,管网系统的设计泄露量和一个喷头的流量相近,甚至大于喷头流量,并且实际发生的泄漏量是不可控的,变化范围较大(为系统消防设计流量的0%~3%),使得流量开关对两个性质的流量难以甄别。

由于《消水规》和《喷规》未对流量开关的启泵参数进行规定,导致至少存在两种不同的意见确定启泵流量值。一种是以泄漏量为基准,通过流量开关的流量大于泄漏量即启泵;另一种是以系统的泄漏量与一个喷头的流量之和为基准,通过流量开关的流量大于该流量之和时再启泵。下面对这两个启泵参数设置进行分析,发现都是存在缺陷的。

2按大于设计泄漏量启泵会导致误动作

根据经验可知,系统的泄漏流量是由管网系统的大小、管道敷设位置(如埋地与地上)、采购的管网材料、施工安装质量等多因素决定的,因此在工程设计阶段是未知的。《消水规》规定稳压泵的流量时,系统的设计泄漏量可取消防给水设计流量的1%~3%[2 ]。可见,设计泄漏流量是个假设的流量,而且变化范围很大(好几倍)。在系统的实际运行中,这个流量可能发生,也可能不发生;或者说,实际泄漏流量可能小于设计值,也可能大于设计值。

对于系统大量漏水(消防流量3%以内)而物业管理人员难以发现或难以找出原因及时应对的现象,至少在两种情况下几乎是无法避免的:一是消防管道大量埋地,发生漏水难以发现;二是消防泵出水管上的逆止阀漏水,导致管网中的水漏回消防水池,而稳压泵又从消防水池吸水循环回管网,消防水在管网和消防水池之间循环,因而难以发现。此处述及的大量漏水是指限定在自喷系统给水设计流量的3%以内的漏水,对于超出此范围的漏水,可认为是系统不合格,不在讨论之列。比如对于设计给水流量为80L/s的自动喷水系统,最大泄漏量为2.4L/s,泄漏量超出2.4L/s的情况,不予考虑。

可以说,管网系统的实际泄漏流量偏离设计值是大概率事件。

自动喷水系统如果把大于设计泄漏流量作为启泵流量,当实际泄漏流量超过设计值时,就会发生误启泵。比如某一系统自动喷水给水设计流量40L/s,设计泄漏流量取1.0L/s,流量开关设计为在流量大于1.0L/s就发出启泵指令,那么,当这个系统的实际泄漏流量超过1.0L/s,比如1.2L/s(消防给水流量的3%),但喷头并没有启动(注意泄露量往往不流经报警阀),流量开关就会发出启泵指令,水泵误启动。

水泵的误动作会导致一种非常严重的后果,即,物业管理人员把系统的自动启泵功能关掉,使自动喷水灭火系统的“自动”功能废掉。这种后果是无法接受的。

既然设计泄漏量无法在设计阶段确定,那么,在自动喷水灭火系统竣工验收时对系统泄漏量进行测试,并据此设定流量开关启泵流量是否可行呢?答案是否定的。根据经验可知,系统在验收时,泄漏量是很小的,远小于设计给水流量的3%甚至1%,否则连系统试压都不会通过。泄漏量的出现或增大,往往是在交付运行之后。在建成工程回访时可以发现,一些系统在工程验收时稳压泵很正常,不频繁启停,但在运行1年或几年之后,频繁启停运行,以致业主认为稳压泵选小了。竣工验收时的泄漏量很小,以此为基准设置启泵流量,更容易导致误启泵。

小结:流量开关按大于设计泄漏量动作、启泵,会导致喷淋泵误启动。

3 按大于设计泄漏量与喷头流量之和启泵会导致不及时启泵

自动喷水灭火系统把大于设计泄漏量与一个喷头流量之和作为启泵流量时,如果实际泄漏流量比设计泄漏量小,则一个喷头动作时便发不出启泵指令,因为此时通过流量开关的流量小于设计启泵流量。例如,一系统的设计泄漏流量为1.0L/s,喷头的开启流量为1.2L/s,流量开关启主泵流量设计为大于等于2.2L/s。系统的实际泄漏量有可能大于1.0L/s,也有可能小于1.0L/s。当这个系统的实际泄漏流量较小,达不到1.0L/s但喷头动作开启(1.2L/s)时,则流量开关就会因流量没有达到2.2L/s而不动作、不发出启泵指令,造成喷头启动但流量开关启泵装置没有动作的责任事故。

以设计泄漏量与一个喷头流量之和为基准,设置流量开关的启泵参数,会导致火灾时喷淋泵不能及时启动。

实际上,实际泄漏流量在消防给水设计流量3%的范围内,还有可能超过流量开关的启泵流量设计值,即超过设计泄漏流量与一个喷头流量之和,造成喷头未启动而喷淋泵误启动。比如上述例子中,系统的喷淋给水设计流量为80L/s,泄漏量上限为2.4L/s(3%)。那么,当这个系统的实际泄漏流量较大,超过2.2L/s但喷头没有启动时,流量开关就会发出启泵指令,水泵误启动。

4流量开关的启泵流量确定

《消水规》和《喷规》要求自动喷水灭火系统增设流量开关启泵,其出发点是增加一个或门启泵的控制,启泵会更加安全或可靠。但从上面的分析可见,自动喷水系统设置流量开关启泵,在一些情况下会对系统造成误启泵或不及时启泵的负面效果。我们务必认识到:第一,这个控制有可能不会及时启泵,即一个喷头动作时流量开关不一定会动作及发出启泵信号,不像报警阀那样一个喷头动作后其压力开关必须动作发出启泵指令(否则产品不合格,报警阀组不能出厂)。对此,自动喷水系统的水泵不可仅设流量开关自动开启,必须还要有更可靠的能及时启泵的控制器件比如压力开关启泵。对于未设稳压泵的临时高压系统,由于水泵出口压力开关无法有效启泵[3],必须用报警阀压力开关启泵,并且压力开关启泵的重要等级要高于流量开关,作为重点依靠的启泵装置。此外,若喷头动作而流量开关没有及时动作,追责时不能认定为设计人失责。第二,流量开关有可能会误启动水泵,即没有火灾、喷头没有动作情况下启动水泵,这种误启泵现象应该是设置流量开关时防范的重点。为此,启泵流量要设置得尽量大一些,应大于泄漏量与一个喷头的流量之和,且应不小于系统泄漏量的高限——消防给水流量的3%。

流量开关的流量参数启泵如果转化为流速参数启泵,则又会多纳入一个不确定参数——管径,这将使流量开关启泵控制变得更加复杂,本文不再展开讨论。

自动喷水灭火系统临时高压的消防泵不可完全依靠流量开关自动启泵,流量开关应作为辅助启泵方式。湿式系统不设稳压泵时,应主要依靠报警阀压力开关自动启泵;当设有稳压泵时,应主要依靠报警阀压力开关或水泵出口压力开关自动启泵。

由天消所和天津市院主编的国标图《自动喷水灭火系统设计》已经通过了会议审查,其中对流量开关的启泵流量规定为大于系统泄漏量与一个喷头流量之和,以防范误启泵为主。同时把报警阀压力开关启泵放在了最重要的位置,特别是不设稳压泵的临时高压湿式系统,报警阀压力开关启泵成为最重要的自动启泵方式。

5结论

自动喷水灭火系统的流量开关启泵参数没有技术规范做规定,也没有产品标准。由于系统泄漏量难以确定,且变化范围较大,以泄漏量为基准设置流量开关的启泵流量,会造成喷淋水泵的误启动;以泄漏量与一个喷头流量之和为基准设置启泵流量,会造成火灾时不能及时启泵。这些负面作用很难避免。解决方案应以避免误启泵为主,启泵流量应以泄漏量与一个喷头流量之和为基准设置,且不宜小于系统设计泄漏量的上限值。与此同时,应重点配置好压力开关启泵。对于没有稳压泵的湿式临时高压系统,报警阀压力开关是最重要的自动启泵方式。


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