超高層建筑消火栓系統(tǒng)豎向受壓分析

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超高層建筑消火栓系統(tǒng)豎向受壓分析

“雙水柱”理論在超高層建筑無轉(zhuǎn)輸消火栓系統(tǒng)中的校核應(yīng)用

一、研究范圍：

  1.超高層建筑的定義：建筑高度超過100m的高層建筑為超高層建筑。

  2.系統(tǒng)形式的限定：

        設(shè)計對于超高層建筑消火栓系統(tǒng)采用的豎向分區(qū)是多種多樣的。我

    們討論的系統(tǒng)形式僅限于“建筑內(nèi)‘消火栓系統(tǒng)最高分區(qū)直接從地下室

    消防泵房供水’(即無轉(zhuǎn)輸?shù)南到y(tǒng)）的系統(tǒng)形式。

  3.研究方法：

          只對超高層建筑消火栓系統(tǒng)豎向受壓進行分析，不進行整個系統(tǒng)

     阻力計算。為了簡化研究過程和減少研究過程的不確定性，把分析范圍

     縮小到“從試驗消火栓栓口到消火栓水泵出口”（即不包括穩(wěn)壓系統(tǒng)）

     的立管管段內(nèi)。

二、消火栓水泵運轉(zhuǎn)或啟動時的受壓分析與引用：

      不論是高層建筑，還是超高層建筑，其消火栓系統(tǒng)在不同的工況下，

  系統(tǒng)所受內(nèi)壓是不同的。

     1.消火栓水泵運轉(zhuǎn)時的受壓分析：

    （1）受壓最大點：消火栓水泵運轉(zhuǎn)時的受壓最大點在水泵出口；

    （2）水泵正常運轉(zhuǎn)時，水泵出口同時承受立管總高度內(nèi)的靜水柱壓力和

        水泵（水泵揚程減去水泵動壓）產(chǎn)生的提升壓力；

     2.消火栓水泵啟動時的受壓分析：

    （1）受壓最大點：消火栓水泵啟動時的受壓最大點同樣在水泵出口；

    （2）水泵啟動時，水泵出口同時承受立管總高度內(nèi)的靜水柱壓力和水泵

     揚程產(chǎn)生的提升壓力；

    3.自動噴水滅火系統(tǒng)水泵出口在運轉(zhuǎn)與啟動時的受壓狀況與消火栓系統(tǒng)

     水泵出口受壓狀況相同。

三、雙水柱理論的建立：

     在系統(tǒng)滿水狀況下，消火栓水泵啟動與運轉(zhuǎn)，實際上，在水泵出口形成

 最大壓力的是兩股水柱：一股水柱是系統(tǒng)立管計算總高度的靜水柱，另一股水柱是以水泵揚程為主形成的“提升水柱”；在系統(tǒng)的同一豎向分區(qū)內(nèi)，隨著立管高度的變化，“雙水柱”的高度也會發(fā)生變化：隨著立管高度升高，靜水柱的壓力就會降低；不但靜水柱壓力降低，水泵的“提升水柱”由于能量消耗，也將同時降低；而且(立管高度)上升到同一高度時，兩股水柱降低的高度（縮短的長度）是相同的。這樣就形成了“雙水柱”理論。

四、超高層建筑與高層建筑的重要區(qū)別：

 1.超高層建筑的建筑高度高于高層建筑的建筑高度；

 2.超高層建筑無轉(zhuǎn)輸消火栓系統(tǒng)最高豎向分區(qū)與高層建筑無轉(zhuǎn)輸消火栓系統(tǒng)最高豎向分區(qū)的工況比較：

     由于建筑高度的不同，超高層建筑無轉(zhuǎn)輸消火栓系統(tǒng)最高豎向分區(qū)的

  立管總高度比高層建筑的無轉(zhuǎn)輸消火栓系統(tǒng)最高豎向分區(qū)的立管總高度要

  高；因此，系統(tǒng)最高區(qū)分區(qū)的靜水柱高度要比高層建筑高，需要的水泵揚程也要比高層建筑高得多；其水泵出口承受的壓力也將比高層建筑高得多；

 3.由于靜水柱和水泵楊程同步升高，超高層建筑內(nèi)的消火栓系統(tǒng)最高分區(qū)內(nèi)

  的受壓情況是與高層建筑內(nèi)的消火栓系統(tǒng)最高分區(qū)內(nèi)的受壓情況是不一樣

  的，其水泵出口的壓力變化是與兩種（即超高層與高層）建筑的高差成正比的，是與建筑高度等比增加的。

五、超壓界限的限定：

       由于工業(yè)建筑與民用（含公用）建筑的管材、管件、管道附件（含各

   類閥門）的使用條件不一樣，所以其選用標準自然也不一樣；民用建筑選

用管材、管件、管道附件的壓力等級一般確定在2.5Mpa及其以下。為了

降低系統(tǒng)壓力，一般在壓力超過2.4Mpa（=244.73m水柱）就采取轉(zhuǎn)輸措

施。

       將超壓界限定為2.4Mpa是比較合理的，同時也是安全的。因此，將

   超壓界限定為2.4Mpa，作為超壓的界限的標準。

六、超高層建筑室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的4種運行工況分析與超壓的界定：

1.系統(tǒng)初次注水排氣時：只要立管總長度不超過限定值（244.73m），一般

不會出現(xiàn)問題；